关于跨座式单轨与中运量钢轮钢轨制式投资差异的研究分析

王俊平

（中铁工程设计咨询集团有限公司，北京100055）

1 简要概述

近年来，国内各地都十分重视新型城镇化建设，国内城市化速度不断加快，城市交通压力不断加大。因此，构建良好的城市公共交通体系成为提升城市承载力、提高公共服务水平、缓解交通拥堵、改善都市环境的重要措施。

对中小城市而言，中运量轨道交通系统已作为新的城市公共交通重要组成部分，对于城市公共交通发展将具有重要意义。

2 中运量轨道交通制式类型

国办发〔2018〕52 号《国务院办公厅关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》中明确指出，引导轻轨有序发展，申报建设轻轨的城市一般公共财政预算收入应在150 亿元以上，地区生产总值在1 500 亿元以上，市区常住人口在150 万人以上。拟建轻轨线路初期客运强度分别不低于每日每千米0.4 万人次，远期客流规模分别达到单向高峰小时1 万人次以上。本文主要以跨座式单轨与钢轮钢轨制式为例分析工程投资差异。

3 轨道交通各章节费用分析对比

现行轨道交通概算编制办法执行建标〔2017〕89 号文《城市轨道交通工程设计概算编制办法》。各项目概算费用包括了项目全线车站、区间、轨道、车辆段等建筑工程费，通信、信号、供电、监控等常规机电系统的安装费及设备购置费，工程建设其他费、预备费、车辆购置费、建设期贷款利息和铺底流动资金。

3.1 工程费用

3．1．1 车站

线路敷设方式不同，车站可分地下车站、地面车站及高架车站。车站按站台布置形式不同可划分为岛式车站和侧式车站。

不同制式轨道交通车站，如车站形式相同，其投资主要与车站规模大小有关，车站规模越大，车站面积越大，投资越高。

以轨道交通线路高峰小时最大客流断面为1.5 万人为例，若采用B 型车需4 辆编组，C 型车需为9 模块，跨座式单轨MB1 型需6 辆编组。不同制式车站长度如表1 所示。

表1 不同制式对应车站长度表

由表1 可知，三种制式相比，车站规模相差不大，跨座式单轨与钢轮钢轨B 型车车站规模较小，投资相对较低，而钢轮钢轨C 型车车站规模较大，投资也相对较高。

3．1．2 区间

不同制式轨道交通线路敷设方式差异较大，由于钢轮钢轨在运营时噪声较大，在人口密集区一般B 型车及C 型车以地下敷设方式为主，如采用高架方式敷设，需设置声屏障；跨座式单轨噪声较小，以高架方式为主。

3.1.2.1 高架区间

钢轮钢轨（B 型）：固定轴距2.2～2.3 m，最大轴重140 kN。钢轮钢轨（C 型）：固定轴距1.850 m，最大轴重120 kN。跨座式单轨（MB1）：车辆定距9.15 m，车辆最大轴重140 kN。

钢轮钢轨高架桥墩主要有倒梯形、T 形、双柱式等结构形式。高架桥墩造型轻巧，比较美观，结构相对复杂。

跨座式单轨高架桥墩柱主要有T 形、Y 形、倒L 形及门式墩等基本形式，其构造简单、受力明确、施工方便、经济实用。

城市轨道交通高架区间桥梁形式的选择是高架结构设计的重要前提，各种轨道交通制式的高架桥的经济跨度都在40 m 以下。

选取各制式常用跨度，对上部结构工程数量进行对比，如表2 所示。

表2 不同制式上部结构主要工程数量对比

从表2 可知，跨座式单轨在上部结构土建材料用量上表现出优异的性能，就梁体混凝土、钢绞线和钢筋用量而言，B 型车钢轮钢轨桥梁是跨座式单轨轨道梁的2.25 倍、1.54倍和3.43 倍，C 型车钢轮钢轨桥梁是跨座式单轨轨道梁的2.25 倍、1.31 倍和3.43 倍。

材料的大幅节省，梁体质量、体量也随之下降，不仅使施工便利，对城市景观也有较大的改善。相对于钢轨高架桥墩，跨座式单轨桥墩结构轻盈，施工方便，占地面积小，更为经济。

3.1.2.2 地下区间

钢轮钢轨B 型车及C 型车受限界影响不大，因此，结构断面可按相同方式考虑。

单洞单线矩形断面内部净空宽度为4 500 mm，高度为5 110 mm；单洞单线马蹄形断面内部净空宽度为5 200 mm，高度为5 600 mm；盾构圆形断面内径为5 400 mm；U 形槽段结构净空宽度为8 600 mm。

跨座式单轨系统，线路采用地下敷设方式时，单洞单线矩形断面内部净空宽度为4 900 mm，高度为5 745 mm；单洞单线马蹄形断面内部净空宽度约为5 200 mm，高度为5 793 mm；盾构圆形断面内径为5 800 mm；U 形槽段结构净空宽度为9 600 mm。

综上，如线路以高架为主，跨座式单轨投资较钢轮钢轨制式少，如采用地下方式敷设为主，采用钢轮钢轨制式较为经济。

3．1．3 轨道（梁）

3.1.3.1 钢轮钢轨B 型车及C 型车轨道、道岔

钢轮钢轨系统轨道结构由钢轨、扣件、轨道板等组成。道岔是铁路轨道的重要设备，钢轮钢轨按所使用道岔使用功能，可分为折返线道岔、出入段线用道岔、存车线用道岔、区间渡线道岔、车场线用道岔。

3.1.3.2 跨座式单轨轨道、道岔

跨座式单轨的轨道结构为梁轨合一形式，采用混凝土结构。跨座式单轨系统道岔按形式分主要有换梁型道岔和枢轴型道岔。

不同制式轨道（梁）综合指标如表3 所示。

表3 不同制式轨道（梁）综合指标

由表3 可看出，跨座式单轨制式中，简支PC 梁比连续钢构梁指标高；如采用钢轮钢轨制式，不同等级的减振道床，综合指标差异较大。

3．1．4 系统工程

系统工程主要包括通信、信号、供电、综合监控、防灾报警、环境与设备监控、安防及门禁、通风空调系统与采暖、给排水与消防、自动售检票、车站辅助设备等系统。其正线大部分设备主要分布在车站内。不论何种制式，如果敷设方式、站间距、车站规模、供电方式等相同，其系统工程综合指标大致在一定范围内，相差基本不大。

3．1．5 车辆基地

车辆基地包含了维修房屋（含建筑、结构、风水电、电扶梯等）、工艺设备、站场土石方及附属等所有工程。

3.1.5.1 钢轮钢轨B 型车、C 型车

B 型车、C 型车主要修程包括大修、架修、定修、三月检、双周检。其检修周期一般根据车辆的技术条件、线路状况和行车组织以及运用、维修人员的素质等多种因素确定，通常由车辆制造商提供，并在实际运用中不断调整和完善。

3.1.5.2 跨座式单轨

车辆检修制度的制订受很多因素影响、制约，如车辆技术条件、零部件的制造工艺水平、使用条件、维修水平等。从目前国际范围来看，车辆检修制度基本分为预防性定期计划检修和技术状态检修。

B 型车、C 型车修程修制基本相同，其车辆基地用地、设备购置等在相同运能情况下基本相同。跨座式单轨车辆的检修与B、C 型车相比，转向架检修有较大的差异，相应的检修库布置也不同。同等运量情况下，跨座式单轨车辆、钢轮钢轨的车辆基地占地面积相差不大。

3.2 工程建设其他费用

3．2．1 前期工程费

前期工程费主要包括土地征用及补偿、临时占地、建（构）筑物拆迁补偿、树木及绿化赔偿、道路恢复、管线迁改、交通疏解等发生的费用。

如采用钢轮钢轨制式，就线路技术标准而言，钢轮钢轨的坡度半径标准要求较高，对地形适应能力相对较弱，同时由于钢轮钢轨运行时噪声较大。因此，在城市尤其是人口密集区域高架敷设线路时，势必会对周边建（构）筑物影响较大，所涉及到的拆迁数量也会随之增加，相应费用较高。

3．2．2 其他费用

其他费用主要包括场地准备费、建设单位管理费、勘察设计费、咨询费、综合联调及试运行费、生产准备及开办费、工程保险费、安全生产保障费等。其费用计算以工程费用为基数，因此，如工程费用较高，相应其他费用也较高。

3.3 预备费

预备费主要为基本预备费，指针对项目实施过程中可能发生难以预料的支出而事先预留的费用，其费用计算以工程费用及工程建设其他费用为基数计列。

3.4 专项费用

专项费用包括车辆购置费、建设期贷款利息、铺底流动资金。

3．4．1 车辆购置费

车辆购置费按设计确定的初期车辆配置数量及车辆市场价格信息计列。以轨道交通线路长度为25 km、高峰小时最大客流断面为1.5 万人为例，若采用B 型车需4 辆编组19列车，C 型车需9 模块21 列车，跨座式单轨需6 辆编组19列车。各种制式车辆购置费用如表4 所示。

由表4 可看出，钢轮钢轨C 型车车辆购置费最高，而钢轮钢轨B 型车车辆购置费最低。

3．4．2 建设期贷款利息

建设期国同贷款利息指工程项目分年度使用国内贷款，在建设期应归还的贷款利息。根据国内各类型项目建设工期经验，钢轮钢轨B 型车及钢轮钢轨C 型车建设工期约为4年，跨座式单轨建设工期约为3～3.5 年。因此，如全线静态投资相同情况下，跨座式单轨建设期贷款利息相对较少。

表4 各种制式车辆购置费用

3．4．3 铺底流动资金

铺底流动资金指为保证新建工程项目投产初期正常运营，按规定应列入工程项目总投资的铺底流动资金。为简化计算，可按设计确定的初期车辆配置数量，每辆10 万元计列费用。

4 结论

总的来说，不同轨道交通制式投资规模和建设周期差别较大。采用钢轮钢轨B 型车或C 型车，线路常以地下敷设为主，因此造价相对高，建设周期长，对周边环境影响较小。采用跨座式单轨时，线路多采用高架敷设，因此造价相对较低，建设周期较短。

在各城市的轨道交通规划建设中，如何在较短时间内用适当的资金，建成适合的轨道交通形式是值得思考的问题，盲目地进行轨道交通建设会造成各种资源的浪费，所以不同的城市应根据其自身特征情况因地制宜来进行轨道交通制式的选择。