摘 要 重庆市轨道交通三号线是一条贯通市中心的南北向轨道交通干线,与在建的二号线十字交叉,构成重庆市快速轨道交通基本骨架。介绍三号线一期工程的概况、总体方案、建设规模、轨道交通模式和车辆选型,并分析工程的特点。
关键词 重庆市 轨道交通三号线 轨道交通模式 跨座式单轨
1 概 述
重庆市位于长江上游的丘陵地区,1997年升格为直辖市,是西南地区和长江上游的中心城市,全国重要的工业基地、交通枢纽和贸易口岸。主城区座落在中梁山和真武山之间,被长江、嘉陵江分隔成三个部分。城市依山傍水、高低错落,兼具山城与江城特色。
轨道交通三号线是重庆轨道交通路网中一条南北走向的骨干线路。该工程跨越了长江及嘉陵江,将重庆市南岸区、渝中区、江北区及北部新区串联在一起,沿途经过南坪、菜园坝、观音桥、江北客站等客流集散中心,具有很强的地区服务性和交通联络性,是一条十分重要的客运交通干线。它与在建的二号线(较新线)十字交叉,构成重庆快速轨道交通基本骨架。
重庆市轨道交通三号线工程全长约57ｋｍ,计划分三期实施。一期工程:二塘至龙头寺;二期工程:龙头寺至江北机场(16.1ｋｍ);三期工程:二塘至鱼洞(19ｋｍ)。
2 线路及工程规模
2.1 线路走向
重庆轨道交通三号线一期工程由二塘至龙头寺,途经南岸、渝中、江北、渝北、北部新区等五个行政区。WWw.lunwen.net.cn线路走向为:二塘———四公里———南坪———工贸———铜元局———菜元坝———牛角沱———华新街———观音桥———红旗河沟———加州花园———狮子坪———江北客站———龙头寺。
2.2 与其它轨道交通的换乘衔接
重庆市轨道交通“六线一环”的路网规划呈以渝中半岛为中心,沿城市发展轴线的方向辐射的形态。规划线路总长>300ｋｍ。三号线与路网中的一号线、二号线、环线(四号线)、六号线相交,换乘与衔接关系分述如下:
①一号线
一号线朝天门至大坪段与本线在菜园坝相交,两线为“ｔ”型换乘关系。
②二号线
二号线是与三号线制式相同的跨坐式单轨线路,目前在建,计划2005年通车。与本线初期在牛角沱“ｌ”型相交,通道换乘,远期两线均延伸至鱼洞可实现衔接。
③环线(四号线)
四号线是重庆轨道交通路网中的一条环线,钢轮钢轨制式。与本线在四公里和江北客站相交,均为“ｌ”型换乘。
④六号线
六号线的冉家坝至五里店段在红旗河沟与本线“ｔ”型相交,因两线制式不同,形成通道换乘关系。
2.3 工程规模
重庆市轨道交通三号线一期工程线路全长约21ｋｍ,其中地下线约8.2ｋｍ,其余均为高架线。共设17座车站,其中高架站11座,地下站6座;车辆段及综合维修基地一座,位于童家院子立交桥附近,占地约29ｈａ。
车站规模按6节编组设计,站台有效长为90ｍ,并预留按8节编组扩建的条件。
3 客流预测及行车组织
重庆市轨道交通三号线一期工程通车年以及初期、近期、远期的客流量及相关指标见表1。
4 轨道交通模式及车辆选型
4.1轨道交通模式类型及模式分析
4.1.1城市轨道交通类型
城市轨道交通类型有地铁、轻轨、单轨和新交通等,这几种类型的轨道交通方式一般以运量区分为大运量和中运量两大类。大运量的轨道交通以地铁为主要交通工具,运量为3～6万人/ｈ。中运量的轨道交通方式较多,有钢轮钢轨轻轨交通系统、单轨交通系统和新交通系统等,运量为1～3万人/ｈ,其中,新交通系统运量仅1万人/ｈ左右。
从重庆市轨道交通三号线客流预测结果来看,该线远期高峰小时单向最大断面客流量为2.48万人,远期向两端延伸后,高峰小时单向最大断面客流量为2.7万。适合选用钢轮钢轨制式(含线性电机牵引)和跨座式单轨交通制式的中运量轨道交通系统。
4.1.2轨道交通模式特点
可供重庆市轨道交通三号线选用的几种中运量的轨道交通系统模式特点分析如下:
(1)钢轮钢轨交通系统
采用钢轮钢轨,牵引传动系统可以是直流、交流,这是世界上最多采用的轨道交通方式。
该系统无论是高架形式或是地面形式,噪音和占地面积均较大。其高架区间建筑宽8～9ｍ,覆盖面和体量较大,适合于具有宽敞道路的城市,否则影响城市景观。
相对于单轨交通系统来说,钢轮钢轨交通系统的曲线通过能力和爬坡能力比较差。
(2)线性电机牵引钢轮钢轨交通系统
线性电机牵引钢轮钢轨交通系统已被日本、加拿大等国家采用。这种轨道交通方式具有体量小、低噪音的特点,有利于环境协调与保护,其曲线通过能力和爬坡性能比传统的钢轮钢轨制式的轨道交通系统有很大的提高,与单轨交通系统相当。
(3)单轨交通系统
单轨交通系统最大的特点是轨道即是桥梁结构,体型较小,占地少,高架区间仅有两条宽0.85ｍ的轨道梁,体量较小,减少对日照的影响,有利于环境景观的协调,对于道路狭窄的城市是比较合适的。
由于单轨交通系统采用橡胶轮胎,运行平稳,乘座舒适,噪音和振动均较低。该系统的曲线通过能力和爬坡能力大,正线最小曲线半径为100ｍ,最大坡度可达60‰。
4.2 重庆市轨道交通三号线模式选择
4.2.1 钢轮钢轨制式轨道交通系统
前已述及,钢轮钢轨制式和线性电机制式的轨道交通模式均满足重庆市轨道交通三号线客运功能要求,但针对重庆市轨道交通三号线具体特点,分别存在以下问题:
(1) 钢轮钢轨制式轨道交通系统
① 难以适应重庆市地形起伏大、坡陡、急弯多的地形特点。
三号线一期工程线路中,半径小于ｒ200ｍ的曲线线路长达1.4ｋｍ,坡度大于30‰的坡段长达8.4ｋｍ,最大坡度超过50‰。普通的钢轮钢轨制式轨道交通系统不能适应这一工程条件。
② 工程投资大,不经济。若采用这种制式,地下线路长度势必增加,高架桥梁断面也要相应增大,工程费用将大大增加,经济上不甚合理。
③ 高架桥建筑体量和覆盖面较大,景观效果差,更不适应重庆市道路狭窄的特点,也不利于桥下道路机动力废气的排放。
④振动噪声较大,不利环境保护。
⑤与在建的二号线无法实现资源共享。
(2) 线性电机钢轮钢轨制式轨道交通系统这种制式的轨道交通系统虽然曲线通过能力和爬坡能力较强,能够适应三号线工程线路条件,但仍然存在以下问题:
① 线性电机制式的轨道交通目前只有日本、加拿大等国家采用,还不是很普遍,尤其是在我国,尚没有这方面的建设经验,一些关键的技术尚未掌握。三号线采用这种制式有较大的风险。
②与普通钢轮钢轨制式轨道交通一样,高架桥建筑体量和覆盖面同样较大,景观效果也不理想。
③线性电机的车辆及相关设备国产化短期内难以实现,不能满足国家关于轨道交通设备国产化要求。
④与在建二号线同样不能实现资源共享。因此,重庆市轨道交通三号线不宜采用钢轮钢轨制式的轨道交通系统模式。
4.2.2跨座式单轨制式轨道交通系统
对于跨座式单轨交通系统,其特点和对重庆市城市特点的适应性已经过长期的反复论证,基本已有定论。对于轨道交通三号线来讲,与钢轮钢轨制式相比,采用跨座式单轨交通系统具有明显的优越性和适应性。
(1)适应轨道交通三号线的客运量要求
重庆市轨道交通三号线属中运量的轨道交通线,远期客运量为2.5～2.7万人/ｈ。采用单轨交通制式时,采用6节编组即可基本满足客运要求。
(2)适应于山城重庆市复杂地形的特点和轨道交通三号线线路条件
重庆市的城市道路弯急、坡陡、道路窄,为尽量降低造价,即可能多地采用高架线,三号线曲线半径小、纵坡大。而单轨交通的特点之一就是爬坡能力强,通过小半径曲线性能好。为保证与道路坡度的一致,单轨交通系统能适应复杂地形的要求。
(3)有利于环境保护
跨座式单轨交通体量小、通透性好、减少压迫感、日照影响小、振动噪声低、无排气污染等公害,并有利于桥下道路机动车废气的散发。
(4)工程造价低、经济合理
由于单轨交通对重庆山城复杂地形的高度适应性,可以增加高架线的比重,不仅工程造价低,而且,有利于节省长期的运营费用。
(5)乘车舒适度大大提高
由于跨座单轨交通采用橡胶轮胎和空气弹簧转向架,列车运行平稳,乘客乘车舒适度提高,而且,由于提高了高架线的比重,乘客乘车还可观赏沿线的风景,视野开阔,心情舒畅。
(6)有利于轨道交通资源共享
三号线采用与二号线相同的跨座式单轨交通制式,有利于实现车辆及相关设备、检修设施,甚至人力资源等方面的资源共享。
(7)车辆及相关设备国产化均可实现
通过跨座式单轨制式轨道交通二号线一期工程(较新线)的研究、设计和建设,车辆及相关设备国产化已达到国家有关要求,随着二号线的建成,国产化程度还将进一步提高。
(8)建设力量有保证
通过二号线一期工程(较新线)的建设,重庆市已积累了相当丰富的建设经验,具有较强的技术力量。跨座式单轨交通的一些关键技术问题和国产化问题均已基本解决。轨道交通三号线采用跨座式轨道交通模式,其建设力量有充分保证。
综上所述,本次研究推荐重庆市轨道交通三号线选择与二号线相同的跨座式单轨交通系统模式。
4.3 车辆选型
车辆采用与二号线(较新线)相同的跨座式单轨交通系统模式。车辆主要技术参数见表2,3。
列车编组可由4、6、8辆组成,每辆车均为动车,其中每列车动力转向架占转向架总数的3/4。根据三号线各设计年度的运量要求和运能储备需要,确定编组方式。
初期: *ｍｃ1+ｍ2+ｍ3+ｍｃ2
近期扩编为: *ｍｃ1+ｍ2+ｍ4+ｍ5+ｍ3+ｍｃ2
远期: *ｍｃ1+ｍ2+ｍ4+ｍ5+ｍ3+ｍｃ2
其中,ｍｃ1、ｍ2,ｍ3、ｍｃ2,ｍ4、ｍ5各为一单元。
ｍｃ1、ｍｃ2:带司机室动车(带有1个动力转向架和1个非动力转向架);
ｍ2,ｍ3、ｍ4:动车(带有2个动力转向架);
ｍ5:动车(带有1个动力转向架和1个非动力转向架)。 为密接式车钩,
*为棒状式车钩
5 机电设备配置
供电———采用110ｋｖ/35ｋｖ二级电压集中供电方式。全线设2座主变电站,从城市电网引入两路独立可行的110ｋｖ电源;牵引变电所引入电压为交流35ｋｖ,输出电压是直流1500ｖ;各车站一般设一座降压变电所,车辆段设一座降压变电所和一座跟随式降压变电所,控制中心设一座降压变电所。全线设置一套电力监控系统(ｓｃａｄａ)实行在控制中心对供电系统及设备进行实时监控、电力调度自动化管理。
环控———采用屏蔽门系统。
通信———采用数字集群的通信方式,传输系统为同步传输(ｓｄｈ)系列。
信号———采用ａｔｃ系统,由ｃｔｃ和ａｔｐ二个子系统组成,预留远期ａｔｏ子系统。
防灾报警(ｆａｓ)、设备监控系统(ｂａｓ)———采用独立集中———分散系统。
给排水与消防———给水采用城市自来水,各种污水、废水分类集中就近排除。消防采用消火栓系统和自动喷水灭火系统,并辅以安全的灭火器,重要设备用房均设气体全淹没式自动灭火系统。
集检票———采用自动售检票系统(ａｆｃ),票务管理采用轨道交通路网结算中心、线路控制中心和沿线各级车站三级管理模式。
控制中心———设调度控制大厅、应急中心、通信、信号机械及工区、ａｆｃ系统、电力监控等系统设备用房、管理用房等。其选址位置在江北客站附近,建成后将服务于本线及六号线的运营管理,通过环线可与五号线控制中心实现功能互补,也可与大坪控制中心(一号线、二号线合用)实现联网。
6工程特点
重庆市轨道交通三号线一期工程有如下特点:
⑴线路走向与重庆市主城区主要客运交通走廊一致,沿线串联了多个公交、长途汽车站、火车站,形成多处综合交通换乘枢纽,强化了公共交通的功能。
⑵线路走向符合城市总体规划要求,将居住区、商业区、公共活动区、行政办公区串联成一体,强化了主城核心区的辐射作用。
⑶采用跨座式单轨交通,噪声小、污染少,对改善重庆市主城区的环境,创建“山水城市”将起重要作用,并可与二号线实现资源共享。
(4)平均造价指标低,投资控制较有效。
(5)线路跨越长江、嘉陵江两条大江。其中过长江段采用公铁合建的方式,节省了工程投资并有效利用了空间。
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