Пассажирские монорельсовые дороги 1969 - Проекты монорельсовых дорог

В настоящее время во многих больших городах мира предусматривается совершенствование транспортной системы путем строительства монорельсовых дорог. Предназначаются они главным образом для связи центров городов с аэропортами, городами- спутниками и районами массовой застройки. Известны также проекты магистральных линий монорельсовых дорог для непосредственной связи центров крупных городов и как средства городского транспорта. 
Большое количество проектов монорельсовых дорог разработано в Англии.
В Лондоне для связи центральной части города с аэропортом запроектирована двухпутная монорельсовая линия протяженностью 25,6 км с предварительно напряженными железобетонными балками шириной 0,6 м и высотой 1,37 м. Вагоны по проекту будут иметь 51 место для сидения. Кузов вагона опирается на две тележки с обрезиненными колесами. В начальный период намечено пропускать вагоны со скоростью около 110 км/ч. В дальнейшем предполагается увеличить скорость до 400 км/ч. При этом провозная способность дороги составит около 4 тыс. пассажиров в час. На каждой тележке будет установлен дизель с индивидуальным приводом. Вагоны дополнительно снабжаются колесами автомобильного типа и смогут передвигаться по обычным дорогам (например, в пределах аэропорта и вагонного депо).

Другим проектом предусмотрено строительство в Лондоне девяти подвесных монорельсовых дорог системы САФЕЖЕ, расходящихся радиально из центральных районов на расстояние 32 км. Каждая дорога будет однопутной с безостановочным движением поездов и будет доставлять пассажиров утром из пригородов в центр Лондона, а вечером — из центра в пригороды. Таким образом, в часы пик отдаленные районы будут связаны со всеми вокзалами Лондона этими скоростными безостановочными линиями, а все промежуточные пункты будут обслуживаться существующей сетью железных дорог и метрополитеном. Монорельсовые дороги предполагается проложить сбоку существующих железнодорожных линий или над ними, что сведет к минимуму размеры земельных участков, необходимых для установки опор.
Пункты посадки и высадки пассажиров монорельсовых дорог в Лондоне будут расположены над существующими вокзалами, что уменьшит стоимость постройки дорог. Каждый конечный пункт на окраинах Лондона будет обслуживать пассажиров в радиусе 8 км. Под платформами каждой станции предусматривается сооружение стоянки для 2000 легковых автомобилей.
Подсчитано, что такая однопутная монорельсовая дорога при наличии двухвагонных поездов (вместимостью 200 пассажиров), следующих с интервалами 40 сек, сможет перевозить 18 тыс. пассажиров в час. Для этого потребуется 90 поездов и соответствующие сооружения на вокзалах Лондона и на конечных пунктах дороги. Предполагается, что монорельсовые дороги будут полностью автоматизированы. Опоры будут устанавливаться на расстоянии 36 м.
Строительство монорельсовых дорог предполагается осуществить за 18 месяцев. Потребные капиталовложения составят 0,75—1,5 млн. руб. на 1 км пути, тогда как стоимость строительства 1 км. надземной железной дороги достигает 3,75 млн. руб., а метрополитена 5 млн. руб. Предполагается, что система таких монорельсовых дорог будет иметь очень низкие эксплуатационные расходы, так как все процессы на них будут автоматизированы.
В Манчестере (Англия) при выборе скоростного общественного транспорта было установлено, что наиболее экономичным является использование монорельсовой дороги подвесного типа, которую решено построить для связи центра города с аэропортом с перспективой продления ее в пригороды. При протяженности линии первой очереди 25,6 км и расстоянии между остановочными пунктами 800 м общая стоимость монорельсовой дороги со всем оборудованием и подвижным составом равняется 18,9 млн. руб.
Для этой монорельсовой дороги предусмотрено использование новой конструкции железобетонной путевой балки закрытого типа с расстоянием между опорами 30,5—61 м и более (например, при пересечении водных преград). Опоры круглого сечения, имеющие основания диаметром 0,9 м, устанавливаются на разделительной полосе автомобильной дороги и защищаются от наезда автомобилей островками безопасности, возвышающимися над поверхностью дороги.
В Англии разработаны планы использования монорельсовых дорог системы САФЕЖЕ при реконструкции транспорта Лестера (намечено построить двухпутные линии протяженностью 11,2 км), при организации транспортного обслуживания в новом городе Бакингемшире (предполагается строительство двухпутных линий длиной 48 км), а также в ряде других городов.
В некоторых проектах предусмотрен переход от тяговых колес на пневматических шинах к обрезиненным стальным колесам. Это обусловливается тем, что сопротивление качению экипажей на пневматических шинах на 7,26 кГ/т больше, чем сопротивление качению аналогичных экипажей со стальными колесами, движущихся по рельсам в тех же диапазонах скоростей. Многие современные проекты навесных монорельсовых дорог предусматривают расположение нескольких пар направляющих колес на разных уровнях с тем, чтобы создать стабилизирующий момент сил, как в системе Алвег.
В проекте монорельсовой дороги для Каракаса (Венесуэла), помимо расположения тяговых колес с пневматическими шинами под углом 8° к вертикали, для создания стабилизирующего момента предусмотрена также пара верхних горизонтальных колес со страхующими роликами.
Подготовлен к рассмотрению проект сооружения монорельсовой дороги в Вене.
В США намечается строительство монорельсовых дорог в 17 городах, в том числе в Сан-Франциско, Нью-Йорке, Вашингтоне и т. д. Ожидается, что средняя скорость передвижения по подвесной дороге в Нью-Йорке, где намечено построить такие дороги протяженностью 80 км, будет равна 65 км/ч, тогда как скорость Нью-Йоркского метро составляет 38 км/ч, а наземного транспорта 25 км/ч. Для связи делового района Манхэттен с аэродромом Идлевилд запроектирована монорельсовая дорога подвесного типа, которая позволит сократить время поездки до аэропорта с 1 ч (на автобусе в настоящее время) до 12 мин. Предполагается использовать французскую систему САФЕЖЕ. Строительство будет вести фирма AMF.
Фирма Вестингауз Электрик в Нью-Йорке разработала новую систему транспортного обслуживания пассажиров Транзит Экспрессвей, которая предусматривает автоматическое движение поездов со скоростью 80 км/ч. Скорости движения свыше 80 км/ч при средней длине перегонов 1,6 км признаны неэкономичными. Поезда с электрическим приводом в зависимости от интенсивности движения будут включать 1—10 алюминиевых вагонов и перевозить 5—14 тыс. пассажиров в час в одном направлении. Алюминиевый вагон при длине 7 м, ширине 2,4 м и высоте 2,7 м весит 3,9 т.
Система автоматического регулирования будет поддерживать интервал между поездами менее 2 мин.
Надземная конструкция состоит из путевой балки специального профиля и бетонных опор, располагаемых на расстоянии 13,4—30,5 м. Предполагается обеспечить минимум эксплуатационных расходов путем полной автоматизации всех процессов, связанных с работой новой транспортной системы. Движение поездов будет контролироваться размещаемыми на каждой станции контроллерами, работающими по программе, задаваемой и контролируемой центральным вычислительным и управляющим устройством. Местные контроллеры будут регулировать скорость поездов, их отправление и остановку, а также управлять закрыванием и открыванием дверей.
В Сан-Франциско составлено двенадцать различных проектов улучшения транспортной системы с применением монорельсовых дорог. Один из проектов предусматривает строительство подвесной дороги французской системы. Стоимость строительства дороги и подвижного состава по проекту составит около 2 млн. руб. на 1 км пути.
В Новом Орлеане намечается проложить монорельсовую дорогу длиной 25,4 км, которая соединит центр города с аэропортом. Будут эксплуатироваться двух- и четырехвагонные поезда, развивающие скорость до 160 км/ч. Каждый вагон предполагается оборудовать дизелями. Разрабатываются проекты дорог для большого и малого объема перевозок. Для варианта с большим объемом перевозок запроектирован вагон на 110 мест, из них 60 мест для сидения. Время проезда из центра города в аэропорт составит 14 мин. Ориентировочная стоимость сооружения 1 км двухпутной линии составляет 765 тыс. руб., а однопутной —  450 тыс. руб.
В Лос-Анджелесе для более быстрого сообщения с Сан-Фернандо, расположенным на расстоянии 70 км, намечается строительство монорельсовой дороги со скоростью движения поездов до 160 км/ч.
В одном из проектов монорельсовой дороги для Лос-Анджелеса предусмотрено устройство на путевых балках направляющих (рис. 15), к которым прижимаются специальные ролики с вертикальными осями вращения. Помимо несущих колес с пневматическими шинами обычного автобусного типа, в данной конструкции имеются расположенные с внутренней стороны стальные колеса с ребордами, используемые для контакта с переводными стрелками обычного железнодорожного типа и в качестве предохранительных колес в случае прокола шин ведущих колес.
В Вашингтоне намечается создание скоростной городской транспортной системы, включающей 185 км пригородных монорельсовых дорог.
В Детройте проектируется строительство сети монорельсовых дорог общей протяженностью 86,7 км.

В Сан-Пауло (Бразилия) намечается создание сети однорельсовых дорог для скоростного движения общей протяженностью 100 км.
Фирма Алвег (ФРГ) проектирует опытный участок монорельсовой двухпутной дороги нового типа длиной 3 км с тремя станциями. Поезда будут обращаться по одному железобетонному рельсу шириной 0,8 м и высотой 1,4 м, опирающемуся на железобетонные опоры высотой 6 м. Длина балок рельса 15 м, вес 28 т. Вагон длиной 22 м и шириной 3 м будет вмещать 100 пассажиров.

Рис. 15. Расположение ходовых частей на путевой балке монорельсовой дороги, запроектированной для Лос-Анджелеса (США):
1 — несущая балка; 2 — направляющая балка; 3 — рама тележки; 4 — несущее колесо; 5 — направляющее колесо

Каждый вагон будет иметь два тяговых двигателя мощностью по 75 кВт при напряжении 1200 в. Возможное ускорение равно 1,2 м/сек2, а максимальная скорость будет составлять около 80 км/ч.
В Мехико (Мексика) запроектирована монорельсовая дорога системы Алвег. Первая очередь длиной 17 км должна пройти по трассе Соколо-Центральная станция — Университетский городок. Предполагается, что однорельсовая дорога будет перевозить ежегодно при 65%-ной загрузке подвижного состава 46 млн. пассажиров, или 27% всех пассажиров, перевозимых всеми видами городского транспорта. Скорость движения предполагается около 100 км/ч. Всего на строительство первой очереди потребуется около 50 млн. руб. Ожидается, что дорога окупится за шесть лет. Дорога в пригородах будет проходить на высоте 3 м, в городах — на высоте 5 м, а над железными дорогами — на высоте 7 м от поверхности земли.
В Южной Родезии строится сеть магистральных монорельсовых дорог. Один участок уже эксплуатируется, и дорога проходит непосредственно по поверхности земли или по эстакаде. Ходовая балка и опоры изготовляются из предварительно напряженного бетона. Помимо ведущих колес, вагоны имеют направляющие колеса небольшого диаметра с пневматическими шинами.
В Колумбии разработан проект монорельсовой дороги длиной 40 км, так как пересеченность рельефа затрудняет применение других видов транспорта.
Кроме того, разработаны проекты монорельсовых дорог для Филадельфии, Кливленда, Денвера (США), Бирмингама (Англия), Мельбурна (Австралия), Гамбурга (ФРГ), Торонто (Канада) и ряда других городов.
В Советском Союзе проведена значительная подготовительная работа по применению монорельсовых дорог.
Значительный опыт, накопленный в процессе проектирования, строительства и эксплуатации внутризаводских монорельсовых дорог, позволил конструкторам перейти к разработке проектов более крупных монорельсовых дорог, предназначенных для пассажирского сообщения в городах, между городами и крупными промышленными предприятиями, а также для грузового движения на территориях крупных административных районов.
Одной из таких дорог явилась подвесная дорога протяженностью 511 км, разработанная в 1954 г. для западного побережья Камчатки. Эта дорога вполне пригодна для районов с неблагоприятными климатическими условиями.
Детально разработанные исследовательские и проектные материалы данной монорельсовой дороги представляют большой интерес и наряду с другими проектами, которые будут рассмотрены ниже, свидетельствуют о глубокой проработке как общих вопросов, связанных с применением монорельсовых дорог, так и конкретных конструктивных решений их отдельных элементов.
Рассмотренные при проектировании Камчатской монорельсовой дороги вопросы в определенной степени могут считаться характерными для районов, которые расположены восточнее Урала. Эти районы, обладающие большими природными богатствами и энергетическими источниками, могли бы быть освоены значительно быстрее, если бы для них было найдено удовлетворительное решение транспортной проблемы.
Монорельсовая дорога, запроектированная для Камчатки, представляет собой металлический рельс специального профиля. По нижним полкам рельса перемещаются металлические опорные колеса тележек, поэтому дорога названа однорельсовой железной дорогой.
Для максимального облегчения рельса было признано целесообразным разгрузить его от боковых усилий, возникающих при движении подвижного состава по кривым участкам пути. С этой целью была применена гибкая подвеска рельса.

Эстакада для дороги представляет собой несущую балку 5 (рис. 16), опирающуюся на Г-, Т- или П-образные опоры. Все детали эстакады спроектированы в расчете на заводское изготовление элементов и сборку конструкции на месте из готовых узлов и деталей. Каждый портал состоит из ригеля 1, опирающегося на стойки 2, устанавливаемые в столбовые фундаменты 6. Рельс 3 подвешивается к несущей балке 5 с помощью тяг 4.

Рис. 16. Эстакада подвесной дороги для западного побережья Камчатки

Материалом для изготовления несущей балки, ригеля и стоек может служить как сталь и железобетон, так и древесина твердых и стойких пород. Для конкретных условий западного побережья Камчатки в качестве основного материала для всех элементов эстакады принят железобетон, так как лес в этих местах является дефицитным материалом, а для изготовления железобетонных конструкций имеются местные материалы и сырье для производства цемента.
Размеры эстакады определены с учетом габаритов вагонов грузоподъемностью 10 т при ширине 2,4 м и локомотивов с силой тяги до 8000 кГ. В первый период эксплуатации предполагалось использование тепловозов, которые после окончания строительства всей дороги и электростанций должны быть заменены электровозами.
Средняя высота отметки поверхностей качения рельса на перегонах запроектирована равной 5,0 м от поверхности земли; расстояние от поверхности качения рельса до низа вагона 3,0 м. Высота подвески рельса на станциях составляет 4,0—4,2 м; при этом обеспечивается высота пола вагона 1,3 м, наиболее удобная для перегрузки грузов на автомобили.
При принятой системе реализации силы тяги от нижнего тягового колеса поверхностям качения рельса удалось придать наклонное положение, при котором повышается устойчивость экипажа и создается возможность увеличения диаметра как ходовых, так и тяговых колес. При высоте профиля рельса 120 мм и изготовлении его из углеродистой мартеновской стали вес 1 м рельса равен 24 кг. Расстояние между точками подвески рельса (между тягами), определенное по условиям прочности как рельса, так и тяг (с допускаемой нагрузкой до 5 т на тягу), принято равным 1,5 м. При высоте таврового сечения несущей балки 850 мм, ширине верхней полки 450 мм и толщине стенок 100 мм оптимальная длина пролета несущей балки определена равной 15 м.
Кривые участки пути в плане представляют собой изогнутые отрезки подвешенных рельсов. Расчетный минимальный радиус кривой по условиям вписывания одиночного вагона равен 3 м, однако практически намечалось применение минимального радиуса 10 м —для примыкания внутризаводских веток (усов), 25 м — для линий на перегонах в трудных условиях, 50 м — для линий на перегонах в нормальных условиях. Рекомендуемые радиусы составляли 100—200 м, а максимальный радиус 500 м. Для уменьшения инерционных сил сопряжение кривых предполагалось производить с использованием переходных кривых.
Результатом выводов о значительных преимуществах использования монорельсовых дорог в районах с неблагоприятными климатическими условиями и со слаборазвитой транспортной сетью является предложение о развитии сети монорельсовых дорог в северных районах Западной Сибири.
Чтобы получить оптимальные рекомендации по выбору единой транспортной сети северного района Западной Сибири, была проанализирована сравнительная экономическая эффективность применения в этих условиях различных видов транспорта, в том числе монорельсовых дорог среднего и тяжелого типов с тепловозной тягой.
Для возможности наиболее полного выявления экономически целесообразных сфер применения различных видов транспорта определены расходы по освоению каждым видом транспорта грузопотоков от 100 тыс. до 3 млн. т в одном направлении.
Стоимость основных средств и эксплуатации каждого вида транспорта рассматривалась с учетом большей частью заболоченной территории и наличия на остальной ее части глинистых и увлажненных суглинков, мало пригодных для возведения земляного полотна. Большая часть автомобильных и железных дорог должна располагаться на насыпях высотой 2—3 м, сооружаемых из привозного грунта. Дополнительную трудность представляет при этом проблема стабилизации земляного полотна, так как наличие переувлажненных грунтов приводит к деформациям полотна и верхней одежды дорог. Данный район находится в поясе высокой снежности, и в зимний период на дорогах обычны снежные заносы, для ликвидации которых необходимо устройство мощных снегозадерживающих ограждений и содержание дополнительного штата рабочих и парка специальных машин (снегоочистителей, бульдозеров и т. д.). Строительство и эксплуатация монорельсовых дорог в описанных условиях связаны с меньшими трудностями, чем строительство и эксплуатация других видов транспорта, так как для монорельсовой дороги не требуется сплошного земляного полотна и подвижной состав передвигается над землей.
Рассматривались также монорельсовые дороги с легкой эстакадой, представляющей собой горизонтальную направляющую и несущую балку, опирающуюся на железобетонные или металлические опоры, располагаемые на расстоянии 15—25 м одна от другой. Контакт эстакады с грунтом ограничивается фундаментами, имеющими небольшую площадь; при этом стабилизировать грунт под опорой значительно легче, чем обеспечить устойчивость монолитного земляного полотна железной или автомобильной дороги.
Снежные заносы не влияют на работу монорельсовых дорог, и бесперебойность движения поездов обусловливается самой конструкцией этих дорог без каких-либо дополнительных расходов.
На основании выводов, устанавливающих экономичность монорельсовых дорог, была разработана перспективная сеть магистральных дорог на территории северного района Западной Сибири. Намечаемый перспективный план строительства монорельсовых дорог предусматривает в качестве первоочередных дороги Омск—Сургут и Норильск—Салехард.
В Советском Союзе разработан ряд проектов монорельсовых дорог для ускорения пассажирских перевозок в крупных городах и для связи больших жилых массивов таких городов с территорией промышленных предприятий. При этом учитывалось, что при значительной площади многих заводов и достигнутой плотности различных видов транспорта (железнодорожного и автомобильного) на промышленных площадках крупнейших предприятий время, затрачиваемое рабочими для прохода по территории завода к своим цехам, часто превышает время езды к заводу от места жительства. Кроме того, такие переходы очень часто бывают не вполне безопасными. Применение монорельсовых дорог в этих случаях позволяет в условиях полной безопасности значительно ускорить доставку рабочих от места жительства непосредственно в цехи заводов.
При анализе возможности ускорения массовых перевозок людей в пределах крупных индустриальных центров, и особенно при необходимости доставки большего количества людей в определенных направлениях в ограниченное время (например, перед началом смен крупных предприятий), было установлено, что наиболее приемлемым в этом случае является монорельсовый транспорт, так как с помощью автобусов, троллейбусов и трамваев нельзя полностью решить проблему скоростной бесперебойной доставки рабочих из города на предприятие и, наоборот, с предприятия в город.

В 1957 г. был разработан проект постройки монорельсовой пассажирской дороги подвесного типа для Темир-Тау и связи его с Карагандинским металлургическим комбинатом. В данных условиях требовалось найти решение транспортной проблемы для неблагоприятных конкретных обстоятельств, обусловливаемых тем, что одновременно на работу прибывало большое количество человек, причем 70% всех работающих на комбинате проживало в Темир-Тау. Сопоставлялись монорельсовая дорога (рис. 17) и трамвайная линия. Параметры вагона монорельсовой дороги выбирались из условия возможности использования серийных электродвигателей, пускового и тормозного оборудования, тяговых колес, кресел и т. п.
Выбранный маршрут монорельсовой дороги протяженностью 19,1 км должен соединять центр Темир-Тау с Карагандинским металлургическим заводом. Предусматривалось девять посадочных платформ высотой 4—5,5 м над поверхностью земли, пять из которых должны быть расположены непосредственно на территории завода.

Рис. 17. Проект монорельсовой дороги для Темир-Тау:
1 — кузов вагона; 2 — ходовой рельс; 3 — подвеска; 4 — ригель; 5 — несущая балка; 6 — предохранительная сетка

Путевой рельс был запроектирован в виде специального таврового профиля с сечением 200x200 мм (вес 1 м рельса равен 80— 85 кг). Контактный медный провод прикрепляется на изоляторах к рельсу, а отводящим проводом является сам рельс.
Предполагалось, что подвижной состав для монорельсовой дороги будет состоять из обтекаемых моторных вагонов длиной 19,0 м.
При сравнении технико-экономических показателей трамвайной линии и монорельсовой дороги было установлено, что при меньших капиталовложениях (1 км монорельсовой дороги стоит 0,241 млн. руб., трамвайной линии — 0,34 млн. руб.) монорельсовая дорога обеспечивает значительно большие удобства пассажирам как в отношении времени поездки (15,3 мин по сравнению с 42 мин), так и в отношении длины пути от станций до основных цехов (0,2 км по сравнению с 1,5 км при езде на трамвае).
В процессе выбора наиболее рациональных видов транспортных средств для перевозки пассажиров по территории крупных промышленных предприятий и для связи городов с ними институтом Промтрансниипроект обоснована целесообразность использования для этих целей монорельсовых дорог и разработаны проекты строительства таких дорог в Магнитогорске (1960 г.), Миассе (1961 г.) и др.
Для Магнитогорска были разработаны два варианта монорельсовой дороги протяженностью 21,6 и 16,5 км. Вследствие того, что второй вариант оказался более экономичным и обеспечивал лучшее транспортное обслуживание главных цехов комбината, он был принят в качестве основного. Была рекомендована монорельсовая дорога подвесного типа с вагонами на пневматических шинах с давлением в них 8—10 кГ/смг.
При выборе конструкции опор и пролетных строений исходили из необходимости использования небольшой площади, чтобы не нарушать линий городского и внутризаводского транспорта. Для того чтобы под дорогой возможно было движение наземного транспорта, высота опор была принята равной 10 м. При высоте опор до 15 м фундамент и сама опора сооружаются из одиночных железобетонных центрифугированных предварительно напряженных оболочек. Опоры высотой 23 м запроектированы пространственными, состоящими из четырех оболочек диаметром 1,0 м.
Поверх стоек укладывается балка двутаврового сечения: двухконсольная при двухпутной дороге и одноконсольная — при однопутном движении. К поперечным консольным балкам подвешивается пролетное строение в виде железобетонных предварительно напряженных балок двутаврового сечения.
Рассмотрение различных сочетаний опор и пролетных строений показало, что при высоте опор около 10 м наиболее экономично пролетное строение длиной 20 м, а при высоте 15 м и более длина пролетного строения должна приниматься равной 30 м.

Посадочные платформы располагаются на эстакадах на высоте 5—6 м и имеют длину 70 м и ширину 4 м. Такая длина позволяет эксплуатировать трехвагонные поезда; при этом имеется запас 10 м на неточность остановки.
Средняя эксплуатационная скорость при расстоянии между остановками в городе около 2 км и на территории завода около 1,5 км составит примерно 50 км/ч. Вместимость двухвагонных поездов составляет 300 человек.
При разработке проекта монорельсовой дороги для Магнитогорска и Магнитогорского металлургического комбината выявилась определенная трудность, которая заключалась в необходимости пересечения многочисленных железнодорожных (в том числе электрифицированных) путей, газопроводов и реконструкции или перенесения ряда зданий и промышленных сооружений.
При разработке наиболее рациональных транспортных средств для Миасса рассматривался монорельсовый транспорт в сравнении с автобусным, троллейбусным и трамвайным сообщением.
При сравнительно больших расстояниях (10—15 км) для доставки значительного количества людей от места жительства до места работы с помощью наземных видов транспорта требовалось много времени на поездки, а при увеличении скоростей движения этих видов транспорта, как показало исследование, необходимы значительные затраты на развязку транспортных потоков в разных уровнях.
Были рассмотрены три варианта монорельсовой дороги.
Первый вариант — навесная дорога с балкой из напряженно- армированного железобетона, имеющей коробчатое сечение высотой 1,4 м и шириной 0,8 м. По верхней части балки катятся ходовые колеса, а по боковым граням — направляющие. Длина пролетов 15—20 м. Несущие балки опираются на Т-образные опоры круглого сечения; низ консолей располагается на высоте не менее 4,5 м от уровня проезжей части улиц.
Второй вариант — подвесная дорога с металлической балкой подковообразной формы, внутри которой ходят тележки вагонов и проложены токонесущие и сигнальные провода, защищенные от атмосферных осадков. Расход металла на 1 м одного пути составляет 800 кг. Балки длиной 30 м подвешиваются к консолям Т-образных железобетонных опор, имеющих круглое сечение.
Третий вариант — подвесная дорога с железобетонной балкой коробчатого сечения, состоящей из двух половин, объединяемых верхней плитой с ребрами для увеличения жесткости балки в направлении действия поперечных нагрузок. Вес одного блока длиной 30 м равен 37,5 т. Балки подвешиваются к Т-образным опорам, стойки которых изготовляются из центрифугированных труб диаметром 1,3 м.
Наиболее дешевой и простой в изготовлении является навесная монорельсовая дорога с железобетонной эстакадой с пролетами 20 м на столбчатых фундаментах и 25 м с фундаментами на свайном ростверке. Наибольшая скорость движения поездов была принята равной 120 км/ч.
Для монорельсовой дороги Миасса принят подвижной состав типа Алвег.
Преимущества монорельсовых дорог при использовании их для улучшения работы общественного транспорта в крупных городах обусловили проведение научно-исследовательских работ и создание проектов монорельсовых дорог в Москве. При наличии широко развитой сети линий метрополитена необходимость создания нового вида общественного внеуличного транспорта должна обосновываться особенно тщательно, так как уменьшение капиталовложений может оказаться недостаточно эффективным по сравнению с теми возможностями, которые может дать использование имеющегося парка подвижного состава действующего метрополитена для обслуживания его новых линий.
Вопросами обоснования наиболее рациональной трассы и конструкции монорельсовой дороги для Москвы занимается несколько проектных и исследовательских организаций: Институт генерального плана Москвы, Академия коммунального хозяйства, Государственный проектно-изыскательский институт Метрогипротранс, Управление Московского метрополитена и др. Для разработки проекта подвижного состава для монорельсовой дороги были привлечены различные заводы, проектные организации и научно-исследовательские институты. Общее руководство работами по проектированию и строительству монорельсовых дорог в Москве осуществляет Транспортное управление Московского городского совета.
Изысканиями Института генерального плана Москвы обоснована целесообразность постройки в Москве разветвленной сети монорельсовых дорог к аэропортам Внуково, Шереметьево и Домодедово, в зону отдыха в районе Клязьминского водохранилища и по малому кольцу Московской железной дороги, используемому в настоящее время для грузовых перевозок. Имеются проекты строительства монорельсовых дорог и для внутригородских сообщений. На основе анализа технических показателей существующих навесных и подвесных монорельсовых дорог Институтом генерального плана Москвы сделан вывод о примерной равноценности их строительных и эксплуатационных показателей.

При разработке проекта исходили из следующих основных параметров и технических норм:
Расчетная скорость движения в км/ч............................... 120
Максимальный уклон продольного профиля в %                        40
Максимальный радиус кривой в плане в м. 200
Вес тары одного вагона (вместимость 150 человек) в т....................... 12
Мощность электродвигателей на один вагон в кВт ...........................  300
Расстояние между опорами эстакады в м . . .                                 20

В качестве подвижного состава в проекте принята трехвагонная секция с расчетной вместимостью 450 пассажиров. Провозная способность монорельсовой дороги при частоте движения 40 пар поездов в час составит 18 тыс. пассажиров в одном направлении.
Расчетная провозная способность дороги может колебаться от 6 тыс. (при одном вагоне) до 36 тыс. (при шести вагонах в поезде) пассажиров в одном направлении.
Трассы монорельсовых дорог к аэропортам Внуково и Шереметьево разработаны с выходом непосредственно к центральному аэровокзалу на Ленинградском проспекте или к периферийным станциям метрополитена.
Сопоставление этих вариантов показывает, что вывод линии к центральному аэропорту помимо сложности, связанной с прокладкой дороги через застроенные кварталы города, влечет за собой и весьма существенное удлинение трассы: до 33,3 км вместо 14,8 км по дороге к аэропорту Внуково и до 27,1 км вместо 17,0 км по дороге к аэропорту Шереметьево.
Остальные линии имеют следующую протяженность: от ст. Каширское шоссе Замоскворецкого радиуса метро до аэропорта Домодедово 32 км·, от Рижского вокзала до зоны отдыха на Клязьминском водохранилище 32 км.
При определении размеров перевозок пассажиров в аэропорты принято, что 85% пассажиров будут пользоваться услугами монорельсового транспорта и 15% — другими видами общественного транспорта.
Время следования пассажиров до пунктов назначения составит: до Внуково 7,5 мин, до Шереметьево 11 мин, до Домодедово — 20 мин и до Клязьминского водохранилища 20 мин. Наличие частых остановок на кольцевой линии снижает расчетную эксплуатационную скорость до 40 км/ч.
Управлением Московского метрополитена разработано четыре варианта монорельсовой дороги для Москвы (табл. 1), причем для подвижного состава на колесах в качестве электроприводов рекомендовано применение безредукторных тяговых двигателей мощностью 4 X 85 = 340 кВт при 885 об/мин, обеспечивающих скорость движения вагона до 120 км/ч, или редукторных тяговых двигателей мощностью 4 X 130 = 520 кВт при 3800 об!мин с ослаблением поля, обусловливающих скорость движения вагона до 130 км/ч. Рабочее напряжение во всех случаях рекомендовано равным 825 в.
Для бесколесного подвижного состава на воздушной подушке предлагается применять два реактивных двигателя общей мощностью 5000 л. с. и компрессор мощностью 1000 л. с. для создания воздушной подушки.

Основные варианты монорельсовых дорог для Москвы, рекомендованные Управлением московского метрополитена, и их технические характеристики

Государственным проектно-изыскательским институтом Метрогипротранс разработаны варианты строительства монорельсовых дорог от станции метрополитена Юго-Западная до аэропорта Внуково и от станции метро Автозаводская до станции Коломенское Московской железной дороги.
Проектное задание на подвесную монорельсовую дорогу к аэропорту Внуково было разработано в 1963 г.; при этом было произведено сравнение ее с наземной линией метрополитена для той же трассы. Для двухпутной линии протяженностью 15,1 км была выбрана подвесная монорельсовая дорога с коробчатой балкой, предохраняющей пути качения от воздействия атмосферных условий. При высоте опор 12—20 м оптимальное расстояние между опорами составило 30 м. Ходовые балки такой длины с поперечным сечением размером 1,72 X 1,75 м рассматривались в двух вариантах — металлические (вес около 30 т) и железобетонные (вес 75 т).
Станции с эскалаторами запроектированы как с двумя боковыми платформами, так и островного типа.
При максимальной частоте движения 40 пар поездов в час и интервалах движения между поездами 90 сек на монорельсовой дороге предполагалось реализовать максимальные скорости движения до 150 км/ч и среднюю скорость 70—100 км/ч. Провозная способность монорельсовой дороги составляла 12 тыс. пассажиров в час при трехвагонных поездах, 24 тыс. пассажиров в час при шестивагонных поездах и 31 тыс. пассажиров при восьмивагонных поездах.

При безостановочном следовании по всему участку (расстояние между станциями 15,1 км) скорость сообщения равна 114 км/ч.
При наличии промежуточных станций и расстоянии между ними 2,5 км скорость сообщения будет равна 65 км/ч, при 5 км —85 км/ч и при 7,5 км увеличится до 100 км/ч.
Стоимость строительства 1 км двухпутной линии монорельсовой дороги для данной трассы установлена равной 1,6 млн. руб., в то время как стоимость постройки 1 км метрополитена подземной линии глубокого заложения составляет 6,0—8,0 млн. руб., подземной линии мелкого заложения 3,5—4,5 млн. руб. и наземной линии 1,2—1,5 млн. руб.
Более детально в 1964 г. был разработан проект монорельсовой дороги от станции метрополитена Автозаводская до станции Коломенское Московской железной дороги для связи Замоскворецкого радиуса метрополитена с новым крупным жилым районом Волхонка — ЗИЛ.
Линия протяженностью 8,5 км запроектирована с тремя станциями — Автозаводская, Нагатино и Коломенское. Расстояние между станциями Автозаводская и Нагатино равно 3,4 км, а между станциями Нагатино и Коломенская 4,63 км. За станцией Коломенское намечалось построить депо с подъездной веткой длиной 0,7 км.
Линия запроектирована двухпутной с путевой балкой коробчатого сечения и дорожками качения, защищенными от атмосферного воздействия. Расстояние между опорами согласно технико-экономическим расчетам принято равным 30 м на прямых участках и 20—25 м — на кривых. Максимальный уклон принимался равным 50%, радиусы вертикальных кривых 3000 и 5000 м, радиусы горизонтальных кривых 400, 600 и 1500 м, ширина междупутья (расстояние между продольными осями балок) 5,5 м.
Коробчатые балки разработаны в двух вариантах: предварительно напряженные железобетонные из бетона марки 500 (тип 1 — постоянного сечения и тип 2 — ребристые) и сварные из прокатной стали марки М16С (также двух типов). Для изготовления 1 м железобетонных балок требовалось 0,27—0,43 т металла, а для металлических — 0,62—0,73 т. Однако, учитывая, что на 1 м железобетонных балок расходуется 1,02— 1,07м³ бетона, вес балок при длине 30 м составляет: железобетонных 77,8—83,8 т и металлических 18,70—21,60 т.
На двухпутных участках дороги применены Т- и П-образные опоры, а на однопутных — Г-образные. Т-образные опоры используются для участков, на которых расстояние от низа вагона до поверхности земли равно 4,5—9,0 м, а П-образные опоры —  при большей высоте. Для всех опор приняты свайные основания.
Сопоставление разработанных вариантов балок монорельсов показало, что металлические балки обладают рядом преимуществ — они примерно в 4 раза легче железобетонных, проще в изготовлении — не требуют специальных форм и стендов, а также значительно упрощают сборочные работы, так как в этом случае не нужны специальные транспортные средства. Однако металлические балки в значительно большей степени подвержены вибрациям, поэтому окончательный выбор наиболее рационального варианта балки-монорельса можно сделать только после изготовления опытных образцов балок и экспериментальных исследований их на прочность, устойчивость и вибрацию.
Все станции монорельсовой дороги запроектированы из сборного железобетона и оборудуются необходимым комплексом санитарно-технических устройств.
Для предотвращения проникновения в зимний период холодного воздуха в надземные вестибюли предусматривается сооружение воздушно-тепловых завес. Служебные помещения вестибюлей запроектированы с отоплением, вентиляцией, водопроводом и канализацией.
Станция монорельсовой дороги Автозаводская запроектирована подземной и совмещенной с существующей станцией метрополитена. Вначале трасса в этой застроенной части города должна пройти под землей до Москва-реки. Этот участок дороги длиной 0,85 км разработан в двух вариантах: в тоннелях мелкого заложения и надземным. Далее дорога пойдет над землей до конца трассы с надземной станцией Нагатино.
Станция Коломенское спроектирована в двух вариантах — в виде станции, совмещенной на одном уровне со станцией железной дороги, и в виде надземной отдельной станции. Стоимость последней станции с пешеходным мостом к одноименной железнодорожной станции на 800 тыс. руб. меньше стоимости совмещенной станции, обеспечивающей удобную пересадку пассажиров.
Участок от станции метро Автозаводская до станции Нагатино имеет очень неблагоприятные геологические условия (трасса дороги проходит через пойму Москва-реки) и находится на направлении поселка Ленино, который становится районом массовой застройки. На этом направлении ожидаются очень крупные пассажиропотоки, освоить которые в часы пик может только метрополитен. Поэтому проектом предусмотрен и второй вариант освоения ожидаемых в этом районе пассажиропотоков путем продления существующей линии метрополитена от конечной станции Автозаводская до станции Нагатино и доведения ее в дальнейшем до поселка Ленино, а монорельсовая дорога соединит станцию метрополитена Нагатино со станцией Коломенское Московской железной дороги. Протяженность этой дороги с двумя конечными станциями составит 5,2 км.

Для второго варианта дороги станция Нагатино запроектирована в двух вариантах — надземной (с островной и боковыми платформами) и подземной. Несмотря на то, что подземная станция стоит на 1,6 млн. руб. дороже, чем надземная, она более удобна для пересадки пассажиров с других видов транспорта и улучшает архитектурный вид центра Нагатино.
Помимо указанных проектов, постройка монорельсовых дорог предусмотрена еще в 19 городах, в том числе в Киеве, Ленинграде, Харькове, Горьком, Тбилиси, Новосибирске, Волгограде и др.
Рассмотренные материалы позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Монорельсовые дороги заняли прочное место среди других видов массового общественного транспорта и все построенные в последние годы участки их, как правило, находятся в эксплуатации.
2. Строительство монорельсовых дорог осуществляется быстро с использованием индустриальных методов и современной монтажной техники; при этом практически работа действующего транспорта не нарушается.
3. Стоимость строительства и эксплуатационные расходы монорельсовых дорог в большинстве случаев оказываются меньшими по сравнению со стоимостью строительства и эксплуатационных расходов других видов массового общественного транспорта.
4. Монорельсовые дороги имеют высокую пропускную способность, приближающуюся к пропускной способности метрополитена.
5. Современные монорельсовые дороги характеризуются высокими скоростями движения, безопасностью и надежностью в эксплуатации, независимостью как от других видов транспорта, так и от атмосферных воздействий, и по мнению многих исследователей с помощью этих дорог можно наиболее экономично разрешить транспортные затруднения современных крупных городов.