悬挂式单轨技术经济指标研究

彭慧琼 PENG Hui-qiong

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063）

1 概述

悬挂式单轨是车体悬挂于轨道梁下方，列车走行装置位于梁轨合一的轨道梁内的一种中低运量轨道交通系统。以高架敷设方式为主，最高运行速度不超过60km/h，具有成本低、工期短、占地少、污染小等优点，能有效利用道路中央隔离带，适于建筑物密度大的狭窄街区，同时可作为城区通往机场、码头、铁路干线、大城市中心区与郊外大住宅区之间的交通连接线、风景观光游览线。目前已投入运营的国外项目有日本千叶线、湘南线等，德国乌珀塔尔、多特蒙德、杜塞尔多夫线等；国内已建成的仅有武汉光谷生态大走廊旅游工程、中唐空铁试验线、中建开封试验线等。国内学者主要从发展应用、设计方案、参数分析等方面进行了研究，对如何合理确定悬挂式单轨的技术经济指标，从哪些方面能有效控制投资却很少涉足。

本文通过介绍悬挂式单轨主要技术特点、得出各章节工程技术经济指标、分析影响指标的主要因素，并提出悬挂式单轨投资控制的措施。

2 悬挂式单轨主要技术特点

2.1 车站

车站一般按高架或地面车站设置，出入口不少于2个，顶棚采用半敞开式。其结构以钢筋混凝土结构或钢结构为主，钢筋混凝土结构构件不宜低于C30，预应力钢筋混凝土结构构件不宜低于C40，钢结构构件需做防锈、防腐、防火处理。结构形式有桥建分离、桥建合一，为了减少列车振动影响，较多采用桥建分离结构。

2.2 轨道梁

轨道梁不仅作为承重的结构物，同时也是车辆运行的轨道，正线及基地内全程均需铺设轨道梁。一般段采用标准跨度的钢轨道梁或预应力混凝土轨道梁，按结构体系分简支、连续梁和连续刚构三种，常用的跨径有20～30m，当跨越等级道路、铁路、河流、航道等需要采用更大跨度时，可采用其它特殊结构。

2.3 道岔

道岔系统由结构系统和控制系统组成，结构系统由道岔粱和转辙机构两部分组成，包括滑块、直线梁、曲线梁、固定梁、锁定机构、驱动机构、台车等。控制系统采用PLC控制，主要包括可动件位移检测、密贴检测、闭锁检测等装置，系统具备自检、自锁、互锁功能。根据其换轨原理主要分为可动芯型道岔、换梁型道岔和枢轴型道岔，可动芯型道岔的道岔梁为主体结构，换梁型和枢轴型道岔的主体结构除道岔梁外还包括固定段梁、吊轨梁等。目前较多采用可动芯型道岔。

2.4 车辆

车辆型式可分为对称胶轮型、非对称胶轮型和钢轮钢轨浪琴型三种，目前较为常用的是对称胶轮型，生产企业有中车浦镇、中铁科工、中车四方等。

2.5 供电系统

供电方案包括接触轨供电制式和车载储能供电制式。采用接触轨供电制式时，包括电源系统、牵引供电系统、动力照明系统、电力监控系统和综合接地系统，牵引供电制式为DC750V 正极接触轨供电，负极接触轨回流；采用车载储能供电制式时，包括外部电源、中压网络、车载储能充电系统、动力照明系统、电力监控系统和综合接地系统。

2.6 其他机电系统

其他机电系统工程包括通信、信号、综合调度指挥、火灾自动报警、安防、门禁、通风空调、给排水、自动售检票、电扶梯及站台门。通信系统由专用通信和公安通信组成，信号系统采用完整的列车自动控制系统，满足GOA3 级的全自动运行系统功能和控制要求。综合调度指挥以集成和互联方式构建，采用基于云平台技术的系统架构和基于行车调度为核心的集成方案。

2.7 车辆基地

车辆基地包括车辆段（停车场）、综合维修中心、物资总库、培训中心和其他生产、生活、办公等配套设施。车辆段生产房屋以运用及检修库为核心，辅助生产房屋根据生产性质按系统布置，车辆运用整备设施包括停车、列检、双周/三月检和洗车设备等及相应设施，车辆检修设施包括全面/重点检修库、换轮库、静调库和辅助生产房屋设施。

3 悬挂式单轨技术经济指标分析

本研究以住建部、发改委发布的[2017]89 号《城市轨道交通工程设计概算编制办法》为参考，以城市轨道交通设计标准、造价规范等为依据，运用价值工程、2∶8 定律、敏感性分析等理论方法，分析悬挂式单轨的总技术经济指标、分项指标及其影响因素，提出投资控制的措施。

悬挂式单轨的总投资包含全线车站及区间、道岔及车挡、车辆基地、各系统的设备及安装工程，以及工程建设其他费、预备费、车辆购置费、建设期贷款利息、铺底流动资金等相关内容。其中，工程建设其他费用包含管线迁改等前期工程，不包含人防系统设置、控制中心房屋。

通过系统性地分析目前国内悬挂式单轨项目的技术标准、设计方案、工程概况等基础资料，剔除特殊因素，建立以全高架线路敷设，钢结构轨道梁，车站站间距为1.7km/站，采用接触轨供电制式，设置车辆基地1 处的标准方案，计算其工程数量，并采用城市轨道交通定额及2023 年8 月信息价编制各分项工程，得出各分项指标及总指标。

通过分析，悬挂式单轨总技术经济指标约2.67 亿元/km，其中直接工程费用（含车辆）指标约1.99 亿元/km，占比约75%，其他费用指标约0.68 亿元/km，占比约25%，如表1 所示。

表1 悬挂式单轨技术经济指标一览表

表2 轨道梁技术经济指标一览表

3.1 车站

车站土建由基础、主体结构及其他附属、钢结构和装修等费用组成，综合指标约8610 元/m2，其中基础约1300元/m2，主体结构及其他附属约1460 元/m2，钢结构约4250元/m2，装修指标约1600 元/m2。通过分析，其指标主要受车站钢结构用量、装修方案影响。根据建筑方案不同，车站每平方米钢结构用量从0.2～0.28t/m2不等，钢结构平均单价约1.7 万元/t，当钢结构用量0.2t/m2时，指标可减少850元/m2。装修费用包括内部装修、外立面装修，内部装修指标约800 元/m2相对稳定，但外立面装修指标变化幅度较大，主要影响因素是外立面装修面积占比和装修材质，不同的方案对外立面装修面积影响较大，装修面积与建筑面积之比可达1～2 倍；常用的装修材质如油漆、干挂石材、玻璃幕墙等单价差异较大，油漆100 元/m2、干挂石材680 元/m2、玻璃幕墙1200 元/m2，当外立面装修面积占比小，采用刷漆材质，则指标较低，装修面积占比大，采用玻璃幕墙时则指标较高。

3.2 区间轨道梁

区间轨道梁在直接工程费用中占比最高，对总指标影响最大。轨道梁指标约8.5 万元/双延米，主要受轨道梁梁体材质、跨度等方面影响。

轨道梁材质主要采用预应力混凝土和钢结构，钢结构轨道梁强度高，延性好，自重轻，跨越能力较混凝土结构大，且工厂制造，质量好，周期短，目前采用钢结构较多，但钢结构用量约1.9t/单延米，钢结构单价综合约1.7 万元/t，比混凝土轨道梁造价高出约30%，如表3 所示。跨度一般与结构受力、地质情况和规模化生产等有关，根据国内各城市经验，轨道梁支座、伸缩缝等造价比较昂贵，且维修工作量较大，采用30m 跨径可以减少连接上述构件的数量，在一定程度上降低工程费用及运营维护费用，所以30m跨径在经济、景观方面占有优势，且可以减少桥跨数量，满足跨越一般交叉道路的要求。

表3 轨道梁技术经济指标一览表

3.3 道岔及车挡

道岔及车挡指标约1300 万元/km，道岔生产厂家有中铁宝桥、中铁山桥及中铁建重工等，平均单价约350 万/组，车挡分为固定式车挡和缓冲式车挡，固定车挡单价约18 万元/个，缓冲式车挡约37 万元/个。

3.4 供电系统

供电系统采用接触轨供电制式时，综合指标约2000万元/km，利用既有主变电所引入两回电源，进线电缆地下敷设指标约150 万/km，高架敷设约40 万元/km，混合变电所指标约880 万元/座，降压所指标约255 万元/座，环网电缆指标约290 万元/条公里，接触轨指标约180 万元/条公里，电力监控约68 万/座，供电车间指标约620 万元/处，动力照明约800 元/m2。当采用车载储能供电制式时，车站以箱式变电所为主，不设置接触轨，增加充电装置，其综合指标约1100 万元/km，比接触轨供电制式可节省约900 万元/km。

3.5 其他机电系统

其他机电系统工程包括通信、信号、综合调度指挥、火灾自动报警、安防及门禁、通风空调、给排水、自动售检票、电扶梯及站台门。综合指标约2155 万元/km，其中通信系统约440 万元/km，信号系统约980 万元/km，其他系统综合指标735 万元/km，如表4 所示。

表4 其他机电系统技术经济指标一览表

通信指标与线路长度、车站座数相关，信号指标线路长度及车辆数量相关，其他系统受车站座数和车站面积影响，每增加一座车站，其他机电系统共需增加2790 万元。此外，在满足使用功能及安全情况下，可通过增加设备国产化率、减少设备配置等措施减少投资。少数试验线考虑经济性，取消设置综合监控及站台门系统，减少其他系统配置，指标可减少300 万元/km。

3.6 车辆基地

车辆基地平均费用约1.5 亿元/座，受库房建筑规模及选址方案影响。其中房屋指标约5500 元/m2，工艺设备约4100 万元，库房建筑规模与近期配车数量息息相关，一般按220m2/辆车设计；选址应靠近正线，减少出入线长度，场地工程地质条件较好，可减少地基加固处理费用。

3.7 车辆

车辆单价约500 万元/辆，初期每公里车辆数受客流影响较大，旅游线配置较低，每公里配置约1.5～2 辆，交通连接线每公里配置约3～4 辆。

3.8 其他

前期工程费用包括征地拆迁、临时占地、道路破复、交通疏解、管线迁改、绿化补偿等等，与线路走向、方案及拆迁补偿指标有关。工程建设其他费用包括管理费、勘察设计费、施工监理费、保险费、咨询费、预备费、贷款利息等等，其他费用为工程费用的18%。

当悬挂式单轨利用公园绿道及旅游景区建设时，还需设置应急道路与线路平行敷设，实现列车发生故障时地面救援车辆的快速互通互达，应急道路指标约550 元/m2。

4 结语

本文通过介绍国内悬挂式单轨项目的主要技术特点，得出悬挂式单轨各章节的技术经济指标，分析影响指标的主要因素，提出控制投资的措施，总结出如下研究结论：

①悬挂式单轨总投资指标平均约2.67 亿元/km，直接工程费用指标约1.99 亿元/km，影响工程费用的主要因素是车站座数、车辆基地规模、车辆数、系统设备国产化率等等，车站座数及车辆数越多，车辆基地规模越大，其综合指标越高。②在满足使用功能及安全的情况下，可从车站及轨道梁方案、供电系统制式、机电设备配置及设备国产化率等方面优化实现节约投资的目的。当选用简易车站、混凝土轨道梁、车载储能供电、国产机电设备等方案时，直接工程费指标可降低至1.38 亿元/km 以内。③根据目前造价指标统计，地铁指标约8 亿元/km，轻轨指标约4 亿元/km，悬挂式单轨与地铁、轻轨相比，高架区间与轨道合设为轨道梁，其投资相对较低，是一种绿色环保、经济适用的新型交通方式。