軌道三號線是當今世界線路最長、客流最大的單軌線路。
郭勁松
郭勁松是上海人，也是上海市隧道工程設計院重慶分院院長。自2001年來重慶主持軌道3號線設計後，這十多年裡，他每兩個月才回一次上海。
郭勁松說，他也算是見證了重慶軌道交通的發展。他主持設計的重慶軌道三號線工程不僅拿到了工程諮詢行業素有“諾貝爾獎”之稱的國際菲迪克全球優秀工程項目獎、全國勘察設計一等獎，還獲得了2017年度重慶市科學技術獎科技進步一等獎。
近日，在接受記者採訪時，他介紹了很多軌道三號線不為市民所知的事。
三號線線路長客流大
創造了多個世界第一
重慶軌道三號線，是我國最複雜地形條件下建成的城市中心區軌道交通骨幹線路。其跨越嘉陵江、長江、渝中半島，串接起我市最主要的江北、渝中和南岸組團，並實現了與火車客站、機場、南坪汽車站等樞紐的無縫銜接。整體國產化率達到95%，經歷了10多年的科技攻關，形成了具有自主知識產權的重慶單軌設計建造技術體系。
與穿樓的軌道二號線不同，高峰時間擁擠的三號線經常被市民“吐槽”。然而，郭勁松要給三號線正名，“三號線是當今世界線路最長、客流最大的單軌線路。我們設計預期高峰流量是每小時2.8萬人次，現在三號線高峰時段每小時運送3.74萬人次，可是超負荷運轉。”郭勁松透露，每小時運輸3.74萬人次，也使得三號線創造了單軌運營效率的世界紀錄。
其實不僅運營效率世界紀錄由三號線保持著，由於三號線不僅有山地城市的複雜地形，還有大跨度越江、地下大斷面等世界性設計建造技術難題，所以其工程複雜程度也是世界第一。“在攻克這些難關的同時，我們還首創跨座式單軌三限界設計體系，創建了世界首個國家單軌交通技術標準體系。”郭勁松說。
憑著這些紀錄，2017年，重慶軌道三號線的跨座式單軌交通工程，榮獲國際菲迪克全球優秀工程項目獎，也是當年全球軌道交通行業唯一的獲獎項目。
“現在重慶的單軌技術已經實現技術輸出，韓國大邱以及國內的其他城市將應用重慶單軌技術。”郭勁松說。
華新街站至觀音橋站
地下區間使用三限界技術
在軌道三號線的設計上，也有不少的創新。
限界系統是軌道交通重要的基礎性指標，是貫穿整個項目的靈魂之一，直接決定著工程規模和投資。什麼是限界？“它是保障軌道交通安全運行，限制車輛斷面尺寸、限制沿線設備安裝尺寸及確定的建築結構有效淨空尺寸的參數指標。說簡單點就是軌道的斷面建築、車輛、軌道等，三者之間要保持一定的距離，以確保在運行時，不會因為突發情況而影響運行。而這個限界就是它們之間需要保持的最小距離。”郭勁松說。
別小看這些距離，國外的設計，三者之間的距離較大，其造價也會很高。而重慶軌道三號線要經過主要商圈及城區，如果能縮小三者之間的距離，不僅能夠直接節約工程投資，還不會影響周邊建築，“也就不會大拆大建。”
為此，經過科學的勘察和設計，“我們將限界縮小了十幾釐米，就節約了1.3億。”因為使用限界技術，軌道三號線斷面面積節省約13.2%，降低工程風險，減少工程投資。
“以前日本的技術是兩限界，沒有像我們這樣精準地做三限界。軌道三號線有特殊情況，本來距建築物只有幾十釐米要穿過去，如果用老的限界，我們工程方案就不成立，所以我們就創新地提出要精準地算車輛輪廓，也就是三限界。”郭勁松說，“華新街站至觀音橋站地下區間就使用了三限界技術。在建設開工時，那段區域需後穿既有地下建築物，三限界保證了建築物與軌道交通運營雙安全。”
軌道轉彎處的PC梁
是一個不等邊的梯形
在軌道三號線華新街和牛角沱站的區間，彎度比較大，為了保證乘車時站立安全和舒適，轉彎處的PC梁，並不是我們所習慣認知的平行的，“轉彎的時候，要考慮離心率，人也要站得住，保持系統的舒適性，PC梁就設計成不等邊的梯形，但這個幅度還要控制在12%以內。”郭勁松說，PC梁拼接的過程中要求誤差不能超過3毫米，“所以PC梁是一條動態的空間曲線。”
軌道三號線一期工程還創新了軌道梁橋和地下空間建造成套技術，突破PC軌道梁技術瓶頸，通過自主研發將PC軌道梁長度由22米增加至26米，提高了PC梁連續空間曲面體的整體性能，也降低了工程造價。“我們設計團隊還創新研發軌道梁三維空間結構及橋墩定位系統，實現曲線段線路的高擬合度，打破國際上22米跨徑限制。”
正是這些自主創新，使得軌道三號線的整體技術得以輸出，先後承接了韓國大邱等國內外單軌項目。
PC梁間裝上“手風琴”
與菜園壩大橋主橋同步伸縮
軌道三號線不僅跨過嘉陵江，還通過菜園壩大橋，跨過長江。然而，在跨江過程中也遇到了難題。
菜園壩大橋主橋最大的伸縮量是80釐米。“也就是說在冬天最冷和夏天最熱的時候，伸縮達到了80釐米，而我們的PC梁水平誤差不能超過3毫米。”怎樣把這不同等級的伸縮量，讓其伸縮同步，考驗著設計團隊。
“後來，我們就利用手風琴的原理，通過小段小節的伸縮，最終達到和菜園壩大橋主橋同步伸縮。”郭勁松說，為此，團隊研發了“手風琴”式的連接器，將其裝在軌道PC樑上，以實現和菜園壩大橋主橋的同步伸縮。
6節車廂全改成8節車廂
斷面運能將提升近20%
作為客流最大的單軌線路，軌道三號線這一成績的取得，與6節車廂編組改為8節車廂編組有很大關係。
郭勁松說，在軌道三號線的設計之初，就預留了6節車廂編組改8節車廂編組。但“6改8”，並不是簡單的增加兩節車廂，“還涉及到設計控制系統、通信系統以及承載力等。”郭勁松舉了一個例子，“比如我們一個零件叫接觸網，它是供電系統上的一個裝置，只有十幾釐米，但每天承載上千次的摩擦，而且要保護不產生火花，所以不能貼得太緊，也不能貼得太鬆。因為它的原材料很貴，在‘6改8’的過程中，我們不僅將接觸網截面優化減小，還要承載更多的磨擦，這就很考驗技術了。”
郭勁松透露，“6改8”的工程正在推進。
據瞭解，目前軌道三號線運行的8編組列車共有15列，主要是在九公里至龍頭寺區間運行，而根據規劃，三號線現在運行的58列6節車廂編組，將全部改造成8節車廂編組，定員1292人。全部改造完成後，三號線斷面運能將提升近20%。
本報記者 羅薛梅 實習生 羅豔
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