Содержание материала

Монорельсовые дороги в Хаустоне и Далласе (США).

В 1956 г. в Хаустоне была построена подвесная монорельсовая дорога Скайвэй протяжением 380 м. Эстакада дороги состоит из опор Г-об- разной формы, изготовленных из стальных труб диаметром 0,8 м и установленных на расстоянии 18 м, а также несущей трубчатой балки диаметром 0,75 м, расположенной на высоте 3—9 м от поверхности земли (рис. 5).


Рис. 5. Подвесная монорельсовая дорога в Хаустоне

По мере подхода к станциям несущая балка постепенно снижается до уровня земли, на поверхности которой непосредственно расположена станция. Такое снижение балки облегчает осмотр и ремонт подвижного состава. Все колеса имеют пневматические шины, что обеспечивает бесшумное движение поезда.
В том же 1956 г. в Далласе была построена усовершенствованная дорога типа Скайвэй протяженностью 490 м. В отличие от ранее построенной дороги ходовая балка этой дороги имеет треугольную трубчатую конструкцию (шириной 0,6 м и высотой 1,07 м). Несмотря на то, что дорога относится к монорельсовым (вагоны движутся по одной балке), верхняя опорная поверхность балки имеет две беговые дорожки для колес. Опоры высотой около 9 м располагаются на расстоянии 30—45 м друг от друга. Скорость движения на этой дороге равна 94 км!ч при максимальной проектной скорости 160 км/ч.
Монорельсовые дороги с металлической трубчатой эстакадой отличаются очень высокой скоростью монтажа (до 1,6 км в неделю) при наименьшей по сравнению с другими монорельсовыми дорогами стоимости. Стоимость сооружения 1 км монорельсовой дороги (включая и подвижной состав) составила (по современному курсу) около 280 тыс. руб.


Рис. 6. Навесная монорельсовая дорога Алвег в Фюлингене

Монорельсовая дорога в Фюлингене (ФРГ).

В 1957 г. в Фюлингене была впервые построена монорельсовая дорога системы Алвег (рис. 6), находящаяся до сих пор в эксплуатации. Конструкция такой дороги была предложена в 1951 г. шведским инженером и предпринимателем Алексом Ленертом Веннером Грином, из инициалов которого и образовано название дороги (Алвег). Особенностью этой дороги является то, что подвижной состав (вагон) как бы обхватывает ходовую балку и перемещается по ней на колесах с пневматическими шинами.
Помимо вертикальных ходовых и тяговых колес вагоны монорельсовых дорог этого типа для устойчивости и безопасности движения оснащены еще горизонтальными направляющими и стабилизирующими колесами (рис. 7), располагаемыми в двух уровнях. В некоторых случаях при неблагоприятных условиях движения и необходимости увеличения тягового усилия в качестве тяговых колес можно использовать боковые направляющие колеса. В зависимости от требуемого тягового усилия можно регулировать степень нажатия боковых колес, для чего служит специальное устройство с гидравлическим приводом. 


Рис. 7. Схема навесной дороги системы Алвег:
1 — ходовая балка; 2 — несущее колесо; 3 — направляющее колесо; 4 —  стабилизирующее колесо

Как видно из габаритного чертежа (рис. 8) монорельсовой дороги системы Алвег, вследствие высокой устойчивости положения вагонов на балке зазор между движущимися вагонами на двухпутной линии равен всего 300 мм.

Экспериментальный участок дороги был построен в виде замкнутой линии.. На участке испытывался опытный поезд в 2/5 натуральной величины. Испытания подтвердили высокие качества дороги системы Алвег. На этих дорогах можно достигать высоких скоростей, плавного торможения и устойчивого движения. После отработки на экспериментальном участке конструктивных элементов стационарных устройств и ходовой части вагонов новой системы была построена линия монорельсовой дороги длиной 1,6 км, состоящая из одно- и двухпутных участков и имевшая стрелочные переводы. Монорельсовая дорога связывает Кельн и Фюлинген и эксплуатируется как пригородная линия. Эстакада монорельсового пути состоит из однотипных секций, каждая из которых включает шесть железобетонных балок с предварительно напряженной арматурой высотой 1,4 м, шириной 0,8 м и длиной 15—20 м. Ширина балки в средней части 0,65 м, толщина стенок 0,13 м. Полая балка, в которой размещаются различные кабели, уменьшает вес сооружения. В средней части боковых стенок подвешены контактные провода для токоприемников.
На расстоянии 20 мм от верхней плоскости качения в балку вмонтированы электрические сопротивления для обогрева этой плоскости с целью предупреждения обледенения в зимнее время. Расход энергии при обогреве равен 100 вт на 1 м пути. Обогрев пути для снятия льда особенно рекомендуется на участках разгона и торможения составов, а также в местах остановки поездов и на больших уклонах.
Минимальное расстояние от верхней плоскости балки до поверхности земли равно 6,35 м. Балки устанавливают на железобетонных опорах вплотную друг к другу. Через шесть пролетов (90 м) предусмотрены температурные швы шириной 2,5 см. Каждая опора высотой 5 м весит около 12 т. Балки двухпутных участков уложены на железобетонные или стальные опоры Т-образной формы. Вес одной балки равен 29 т. (1,9 т на 1 м). Вертикальная нагрузка на ось от груженого вагона составляет 9000 кГ, а от порожнего — 5000 кГ. Состав, который эксплуатируется на участке Кельн— Фюлинген, состоит из двух моторных вагонов общей вместимостью 200 пассажиров.
На каждой тележке вагона установлен электродвигатель мощностью 75 кВт, работающий при напряжении 1200 в и рассчитанный на скорость движения поезда до 240 км/ч. На опытном участке за 15 сек достигается скорость 80 км/ч.


Рис. 8. Габаритный чертеж двухпутной линии Алвег

Вследствие небольших расстояний между остановками, что характерно для городского транспорта, наиболее экономичной признана скорость 80 км/ч. Учитывая, что в вагоне могут находиться и стоящие пассажиры, ускорения поезда не превышают 1,21 м/сек2, а при экстренном торможении замедление равно 1,48 м/сек2. Вагоны оборудованы дисковыми пневматическими тормозами с электрической системой управления.
На линии было испытано несколько систем сигнализации и безопасности движения. Положительные результаты получены при испытании системы контроля скорости, основанной на сравнении в определенных точках пути поступающего от поезда сигнала (частота которого пропорциональна скорости движения) с сигналом контрольного датчика, имеющего определенную и постоянную частоту. При скорости движения поезда, превышающей заданную, подается звуковой сигнал; если машинист не реагирует на сигнал в течение определенного времени, то автоматически включается пневматический тормоз.

Монорельсовые дороги в Токио.

В 1957 г. в Токио в зоопарке Уэно была сооружена опытная однорельсовая подвесная дорога длиной 0,36 км с минимальным радиусом кривой 400 м, максимальным подъемом 40% и шириной ходового рельса 400 мм. Она предназначалась для исследования возможности применения монорельсовых дорог для массовых перевозок пассажиров в местах скопления городского транспорта.
На всем протяжении дороги был сооружен сварной каркас коробчатой балки из металлических конструкций. Балка установлена на 23 колоннах, опирающихся на свайные основания. Высота колонн, в зависимости от профиля поверхности, колеблется в пределах 5—11 м. По этой дороге ежедневно перевозят 7000 пассажиров.
Опытный участок этой подвесной дороги, находящийся в эксплуатации и в настоящее время, использовался для определения общей надежности и работоспособности монорельсовых дорог с асимметричным подвешиванием. В начале эксплуатации были обнаружены трещины в отдельных элементах подвешивания и повреждения слоя асфальта, покрывавшего ходовую дорожку монорельсовой балки. Устранение трещин и замена асфальта слоем бетона повысили эксплуатационную надежность дороги, и за последующие полтора года по ней было перевезено 1,1 млн. пассажиров.
В 1958 г. в Японии была пущена другая подвесная дорога (с асимметричной системой подвешивания) протяженностью 1,6 км. Она соединила зоопарк с центром Токио. Эстакада дороги с железобетонными опорами имеет металлическую открытую путевую балку прямоугольного сечения, проходящую на высоте 9 м над поверхностью земли. Расстояние между опорами 15 м. Максимальная скорость движения поезда составляет 60 км/ч при средней скорости 30 км/ч.

Монорельсовая дорога в Диснейленде (США).

В городке Диснея (США, Калифорния) с 1959 г. эксплуатируется монорельсовая дорога системы Алвег протяженностью 1,6 км, которая в 1962 г. была удлинена до 3,8 км. Кроме того, имеется ветка длиной 250 м, предназначенная для стоянки поездов и их ремонта.
Построенная в увеселительном парке «Страна Диснея» детская монорельсовая дорога имеет уменьшенные размеры и является аттракционом парка. Однако она находится в регулярной и интенсивной эксплуатации и дает возможность решить многие технические вопросы, относящиеся к усовершенствованию дорог этого типа. Трасса монорельсовой дороги имеет большое количество кривых участков (радиусом до 36,5 м) с пересечением на разных уровнях (рис. 9) и значительными уклонами (до 110%).
Наблюдения за эксплуатацией дороги в таких условиях дает материал, который позволяет судить о возможностях трассирования дорог типа Алвег в сложных топографических условиях.
Бетонная балка, по верхней поверхности которой движутся поезда, состоит из сборных железобетонных балок, служащих несущими и направляющими элементами. Путь первой очереди дороги состоял из 104 таких бетонных балок шириной 0,508 м, высотой 0,90 м и длиной 7,3—12,2 м. Балки опираются на бетонные колонны различной высоты так, что расстояние от путевой балки до поверхности земли колеблется от 9,5 до 1,5 м. Основанием для колонн служат сваи, заглубленные в землю на 7,6 м. На прямолинейных участках было использовано 50 путевых балок длиной 18,3 м и с увеличенной до 1 м высотой.


Рис. 9. Пересечение монорельсовой дороги на разных уровнях

Ввиду сложного профиля и трассы монорельсовой дороги при ее строительстве применялись разнообразные железобетонные балки, для изготовления которых использовалась сложная металлическая опалубка, обеспечившая их большую точность и высокое качество. Металлическая опалубка балок состояла из секций длиной 0,61 м, плотно примыкавших друг к другу и допускавших изменение формы с помощью системы винтов и домкратов. Верхняя поверхность всех балок была обработана песком для увеличения ее шероховатости и, следовательно, коэффициента сцепления с резиновыми шинами колес.
По дороге курсирует три новых четырехвагонных поезда. Каждый поезд оборудован шестью тяговыми двигателями постоянного тока (напряжение 600 в) мощностью 40,5 кВт. В результате хорошего сцепления колес с балками поезда легко преодолевают максимальные подъемы этой дороги. За первые два года эксплуатации на дороге перевезено 4,4 млн. пассажиров, а общий пробег вагонов составил 100 тыс. км.
Линия оборудована кэб-сигнализацией, т. е. передачей световых сигналов в кабину машиниста и системой контроля скорости движения. Расчетная скорость поезда 130 км/ч. Стоимость сооружения по современному курсу составила около 3 млн. руб.