大型車輛停車樓設計研究

鄒智暉

（中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣東廣州 510000）

1 項目背景

2017年初《廣東省節能減排“十三五”規劃》明確指出，珠三角地區成為全國純電動公交車推廣應用的示范區域。其中，深圳市于2018年、廣州市于2019年、佛山市于2020年力爭實現純電動公交占比達100%。2017年11月29日市府常務會議審議通過《廣州市推進公交電動化工作方案》《關于加快廣州市公交充電設施建設的實施方案》，明確廣州市公交電動化工作的有關目標、任務和要求。2017年起，新增及更新的公交車100%推廣使用純電動車，力爭在2018年底前實現公交電動化，充分利用現有公交站場用地建設充電設施，建設一批路邊充電設施，規劃新建一批大型綜合性公交場站，同步建設充電設施，充分挖潛和保障公交充電設施建設用地，緩解“用地難”的問題。

為落實公交全面電動化，建設節地高效、智能環保的公交立體停車庫，建設燕嶺公交立體充電樁停車場項目，是廣州市天河區重點項目設計建設的一座大型公交車輛停車樓。

2 項目概況

燕嶺公交立體充電樁停車場項目位于廣州市天河區興華街區燕嶺路171號及173號，項目東至銀河園，西臨鰲魚崗大街，南臨燕嶺路，北臨銀河村用地，項目建設用地面積約22 670 m2。

項目建成后為一座停車樓建筑單體，建筑層數地上8層，地下1層，建筑高度46.3 m，消防高度44.15 m，總建筑面積65 787 m2，共設置大型公交車位382泊、小型公交車位167泊，設有停車樓配套用房。

3 項目建設現狀

項目所在用地西面距離廣州環城高速廣汕收費站僅150 m，毗鄰的城市主干道燕嶺路有25條公交線路運營，場地自身為長途汽車運輸公司站場，東面1.3 km處是國家一級公路汽車客運站，天河汽車客運站集長途汽車客運、城市公交和城市軌道交通為一體，導致項目建成投入使用后，大型車輛運作較繁忙[1]。

3.1 大型車輛行駛空間不足

除停車空間外，停車樓空間主要為行車區域，與市政道路及客運站相比，行駛車輛均為空載且具有車速低、路況簡單、便于管理的優勢，但建筑物場地及結構體系的限制對車輛使用提出更高要求。

車輛轉彎軌跡如圖1所示。

圖1 車輛轉彎軌跡

圖中：a——機動車長度；b——機動車長度；d——前懸尺寸；e——后懸尺寸；L——軸距；m——后輪距；n——前輪距；r1——機動車最小轉彎半徑；R0——環形車道外半徑；r0——環形車道內半徑；R——機動車環形外半徑；r——機動車環形內半徑；W——環形車道最小凈寬；x——機動車環行時最外點至環道外邊安全距離；y——機動車環行時最內點至環道內邊安全距離。

《車庫建筑設計規范》（JGJ 100—2015）明確機動車環形車道最小半徑及機動車距離墻柱間的最小距離，大型公交車廠家也提供了產品基本參數。研究以廣州當地較為常用的比亞迪K9型客車為例，尺寸為12 m×2.55 m×3.5 m[2]，車輛轉彎半徑為12 m。12 m轉彎半徑參數的依據及其對應規范機動車最小轉彎半徑r1、機動車環形內半徑r0、環形車道內半徑r等規范中列舉的多個數據未能最終落實，最終以12 m為最小轉彎半徑進行設計，比要求的大型車最小轉彎半徑9.0～10.5 m取值大。

輪差范圍如圖2所示。

圖2 輪差范圍

長達12 m的大型客車尚存在規范沒有提及的數據，如輪差。輪差指車輛轉彎時，同一側的前后車輪行進軌跡的差異，內邊（當向左轉時，指左邊；反之亦然）的前后車輛構成的輪差為內輪差，外邊（當向左轉時，指右邊；反之亦然）為外輪差。彎度半徑越小，輪差越大；車輛的軸距越長，輪差越大；尾軸驅動的車輛，輪差較中軸驅動的車輛大的特點。

停車樓建成后的試車試驗中，模擬狹窄的坡道轉彎位處出現大型車輛，即使車頭外側已貼至坡道外邊緣墻體，內邊后軸的軌跡仍極接近內邊的墻面，車輛必須以極低速通過，大型車輛轉彎內邊后軸可能和車輛與行人相撞的情況類似。市政路行駛的大型車輛可能出現車輪在道路范圍內而車輛外圍投影已經壓行車線或嵌入人行道范圍的情況，但車底高于人行道路緣石而沒發生刮碰，建筑內部道路邊界變為墻體后，轉彎空間更為緊張，倒后鏡在轉彎過程中易與墻體發生碰撞。

以廣州舊城區具有大型公交車運營通行且設計空間較為緊湊的立交橋為例，位于東風路與盤福路交界的盤福立交橋內圈護欄半徑14 m；人民路與西提二馬路交界處的人民路高架內圈護欄半徑為13 m；東風路與越秀路交界的東豪涌立交內圈護欄半徑為17 m，以上均為高架路實體護欄，不存在車輛外圍投影壓線或壓人行道的情況，為了滿足車輛的正常通行，市政路的設計半徑均遠高于規范要求的12 m最小轉彎半徑。

項目現狀設計成果勉強滿足車輛使用要求，缺少空間盈余，考慮停車樓正常運營后車流量巨大，車輛在轉彎處必須以極低速度通過的情況必將降低場地使用效率，目前使用車輛為車身相對短的型號，如比亞迪K8、C8型等客車，長度約10 m，比亞迪K9型號車長為12 m。隨著技術更新，項目區域可以通過裝有尾軸油壓輔助轉向系統的大型車輛。尾軸油壓輔助轉向系統屬于主動式轉向系統，多見于車身較長的大型車輛。使用油壓控制尾軸車輪轉向角度，車輛轉彎時，尾軸與頭軸以相反方向轉向，將轉向中心由中軸與尾軸間移至中軸，使其轉彎更靈活，可以縮短轉彎半徑，減輕尾軸車胎的損耗。

小型車輛停車場設計中，轉彎半徑要求為6 m，但使用車輛尺寸小，稍不滿足規范要求也能通過，轉彎空間的問題可能被忽略。但大型車輛的轉彎半徑設計需慎重，項目前期設計中可以協調各方進行模擬測試或使用車輛進行現場測試，得出準確設計參數，達到更合理的設計效果。

3.2 斜坡度數設計

燕嶺停車樓從首層至天面均設有大型公交車停車場，故各層車輛通行坡道設計是本項目重點。

根據廠家提供的各日常運營大型公交車型號，車輛爬坡能力均大于15%。《車庫建筑設計規范》（JGJ 100—2015）規定，大型車輛直線坡道最大百分比10%，曲線坡道最大百分比8%，且大型車應根據車型確定緩坡的坡度與長度。停車樓直線坡道坡度采用10%，曲線彎道坡度采用8%，設置2%彎度超高，根據比亞迪K9客車軸距為6.05 m，在坡道兩端設置7 m長、5%坡度緩坡，試車使用過程中完全滿足車輛直線爬坡要求，但在部分轉彎及起坡止坡處出現車輛接近刮底的情況，試驗車輛為新車且為空載狀態，若載重增加、車輛老化或緊急剎車，可能出現刮底情況。

車輛駛經起伏不平路段，或開始上下坡時，路面斜度變化太急可能導致車底與路面發生觸碰，前輪距后輪距較大及低地臺客車容易刮底。為了方便乘客的需求，從而達到加快車輛停站的時間，緩解城市的整體交通狀況，目前低地臺大型客車已大量取代傳統的高地臺公交車，投入城市運營中。

車輛是三維體塊，本項目試驗車輛寬度為2.55 m，在坡道拐彎時因離心力會出現往外側傾斜情況，大型車輛質量及重心均高于小型車輛，傾斜情況更加明顯，表明車輛轉彎外側容易發生刮底情況。停車樓內車輛行駛速度遠低于市政道路，但緊張的空間迫使車輛需要以最小轉彎半徑完成轉向，產生的離心力導致傾斜的現象較突出。

根據香港地區道路數據統計，位于香港島的水斜道是全市坡度最大且有固定公交車運營的道路，斜度達到1∶5。在設計中應盡量避免曲線彎道，必須設置時應適當減少曲線段坡度或增加轉彎空間，盡可能增加轉彎半徑和彎道超高數值，做好場地交通疏導工作。

3.3 其余改進措施

目前，家用小型車輛重量普遍小于2 t，大型車輛質量遠大于小型車輛，項目設計過程可能忽略小型車輛與大型車輛質量上的差距（比亞迪K9型市區巴士重量為18 t，長途客車重量普遍大于20 t），設計過程中需要考慮車輛重量差異。

（1）車輪擋的選擇。

項目大型車輛停車位選用國標圖集05J927—1的鋼制車輪擋，采用兩根D50X5鋼管通過預埋鋼板與φ8L鋼筋固定在細石混凝土地面，適用于一般標準的小型車汽車庫停車位。大型車輛停泊時產生的動能與小型車輛相差巨大，可能導致鋼制車輪擋被整個撞翻?，F場整改優化中，將鋼制車輪擋替換為內附φ12 mm鋼筋及工字鋼的混凝土車輪擋予以解決。

（2）行車區域裝修面層。

為滿足消防通風要求，降低總體造價，項目各層停車功能區采用開敞設計，具有完善的排水系統設計但在陰雨天氣可能出現積水。行車區域原設計裝飾面層為普通住宅與商場等小型車輛為主的地下車庫常用的光滑金剛砂，全室內空間無大量積水及小型車輛較輕的質量的情況下基本不存在打滑現象。本項目主要使用對象為大型車輛，在地面有積水的情況下，即使行駛車速滿足車場要求的前提下，依舊出現緊急剎車距離過遠且打滑的情況?，F場整改優化中，主要行車區域在金剛砂面層基礎上刷防滑環氧地坪漆，達到增強車輪與地面摩擦力的效果。

（3）停車屋面做法。

為增加停車數量，本項目天面層設置停車功能。原設計采用國標12J201圖集停車屋面做法，建筑無法承受大型車輛的質量，導致開裂，結合其他雷系案例，原因為地坪層及厚度較薄，地坪層與找坡層內部鋼筋偏細，無法及時傳遞荷載[3]。天面暫改為小型車輛停放。

4 結語

燕嶺停車樓作為市重點項目，整體設計可行，但部分規范或數據支撐的細節未能通過模擬試驗進行設計，設計應通過實車試驗上下坡或請教專業人員得出可靠的設計參數。公共交通建設是不斷發展完善的過程，設計過程中，應了解各種相關要求及產品的更新，結合使用方未來階段的需求，使建筑物更具前沿性。