機械式立體鋼結構公交車庫總體建設方案分析

蘇相崗，胡帥，陳振林，賴世民，茍立平

（1.中建科工集團有限公司，廣東 深圳 518000；2.中建科工集團智慧停車科技有限公司，廣東 深圳 518000）

1 項目概述

本項目位于南山中心區公交總站，場站用地面積5 415 m2，在現場站內建設機械式公交立體停車庫1座。項目按照特種設備報建，車庫內停車位最小規模為68個，另外，場站內至少設置12個地面停車位。在前期設計方案選型中，將垂直升降類、平面移動類和巷道堆垛類車庫均作為待選方案。本文以項目前期設計方案選型為例，對常見的三類公交立體停車庫模式進行分析。

2 機械式立體鋼結構公交車庫的功能設計

為緩解各地區公交車停車困難問題，某地區擬建機械式立體鋼結構公交車庫，該類車庫的主要功能是提供公交車停放及充電服務，即用更安全、先進的技術手段，及機械式停車設施滿足新時期公交車的停放需求和充電需求[1]。機械式立體鋼結構公交車庫的主要功能設計主要包括以下內容。

2.1 上、下客區

南山中心區公交總站的機械式立體鋼結構公交車庫建設項目中，上、下客區可布設在公交首末站內，若因場地問題而無法在首末站內增設上、下客區，可以將其設置在首末站就近位置，為市民乘車提供便利，但應避免項目建設活動影響原有公交總站上、下客的功能[2]。

2.2 車輛停放管理

相較于傳統公交車庫，機械式立體鋼結構公交車庫具有車輛停放管理功能，可提供公交車輛停放、新能源公交車充電、公交車智能管理服務。所以，在確定機械式立體鋼結構公交車庫規模時，應符合該區域公交車的停放需求，并且能夠在夜間滿足停放車輛的充電需求，同時加強公交車的地面調度，智能化管理車庫內的車輛，使司機安全、方便快捷地存取車輛[3]。

3 機械式立體鋼結構公交車庫總體建設方案

3.1 平面移動類

3.1.1 基本原理

機械式立體鋼結構公交車庫總體建設方案中，方案一為平面移動類的公交車庫。機械式立體車庫的基本原理是基于自動控制技術、智能管理技術，用升降機、提升機平層搬運器等機械化停放設施進行車輛存取操作。車輛抵達車庫停車點后，升降機、提升機可自動識別車輛，記錄車輛信息并將其轉移到存車層，并借助平層搬運器完成存車任務，取車時則反向運行各類機械化設備即可[4]。平面移動類的機械式立體鋼結構公交車庫具有占地少、自動化水平高、內部空間利用率高等特點。

3.1.2 整體設計

南山中心區公交總站擬建平面移動類的機械式立體鋼結構公交車庫時，停車庫位于施工場地的北邊，車庫內共設置2套升降系統，以及升降裝置對應的出入口，占地面積約1 205 m2，車庫為地上7層。場站內建設機械式公交立體停庫后，公交場站內公交停車位共計80個，其中，機械式公交立體停庫內車位70個，地面停車位10個。車庫長約55 m，寬約21.9 m，高度約37.06 m（含提升層）。車庫共2組提升設備，分設2個等候區，等候區設置在提升設備外側，存取車時駕駛員無須進入升降機。

3.1.3 主要技術參數

車庫共設置2套升降系統，于車庫東西兩側各設置有2個等候區（出入庫室），等候區與升降機完全分離。所以，司機存取車時無須進入升降機，且進出車時間不會影響設備的運行。此外，機械式立體鋼結構公交車庫總體建設方案中，平面移動類車庫提升裝置的運行速度為30 m/min，橫移速度為24 m/min。因此，在估算升降機垂直移動距離和穿梭機橫向移動距離后可知，車庫存取車時間平均為150 s，駕駛員操作時間50 s內，表示單套設備的車輛存取時間僅需200 s，單套設備每小時可存放18輛/h。目前，本方案中車庫共有2套升降系統及對應的出入口，其存放能力為36輛/h。

3.2 垂直升降類

3.2.1 基本原理

垂直升降類機械式立體鋼結構公交車庫建設方案中，停車設備屬于塔式立體停車設施，其原理是直接將橫移裝置布設在提升機、載車板上，用橫移、升降的方式存取車輛。垂直升降類機械式立體鋼結構公交車庫的主要特點是設備集約化管理、車庫容量大、空間利用率高、安全性能強。

3.2.2 整體設計

本項目的總建設方案中，垂直升降類機械立體停車庫的車庫位置于場地北側，車庫共配備3套升降系統及對應的出入室，占地面積約677 m2，車庫為地上9層。場站內建設機械式公交立體停庫后，停車位共計80個，其中，停庫內車位54個，地面停車位26個。

另外，該機械式公交立體停車庫沿現狀場站北部布置，車庫長約41.8 m，寬約16.2 m，車庫高度約44.04 m（含提升層）。車庫為3組塔庫組成，地面1層為出入口層，車庫首層設置有3個出入庫室，出入室與提升設備分離設置，存取車時駕駛員無須進入升降機，以提高車輛進出效率。

3.2.3 主要技術參數

根據對既有車庫的調研，本方案垂直升降類車庫單套提升機的提升速度為60 m/min，單套設備的存取車時間平均為120 s，駕駛員操作時間按60 s計算，則單套設備的車輛存取時間共180 s，即單套設備的吞吐能力為20輛/h。本項目所建車庫共有3套升降系統及對應的出入口，其吞吐能力為60輛/h。方案一的車庫各項主要技術參數見表1。

表1 垂直升降類機械式立體鋼結構公交車庫技術參數

3.3 巷道堆垛類

3.3.1 基本原理

機械式立體鋼結構公交車庫方案設計中，巷道堆垛類機械式鋼結構車庫是借助巷道堆垛機、橋式起重機等設備將搬運器上的車輛水平或垂直移動到停車位，然后用裝設在搬運器上的存取機存入車輛、取出車輛。巷道堆垛類在平面布局上與平面移動類較為類似，主要區別是通過巷道堆垛機可以同時完成垂直升降和平面移動的動作。該類車庫的特點是車庫內含有集機、光、電、自動控制為一體的全自動化立體停車設備，可以解決大型車輛的停車難題，具有車庫全封閉，存車安全等特點，主要適用于大型密集式存車。

3.3.2 整體設計

巷道堆垛類機械式鋼結構車庫位于場地中間，車庫共配備2套升降系統及對應的出入室，占地面積約1 208 m2，車庫為地上6層。場站內建設機械式公交立體停庫后，公交場站內公交停車位共計82個，其中，停庫內車位72個，地面停車位10個。車庫長約56.2 m，寬約21.5 m，高度約31.1 m（含提升層）。車庫共2組提升設備和3個出入庫室，出入室設置在提升設備兩側。

3.3.3 主要技術參數

本方案巷道堆垛類車庫單套提升機的提升速度為15m/min，橫移速度為40 m/min，縱向提升、橫向移動可以同步完成，所以，通過升降機垂直移動距離和橫向移動距離，車庫中單套設備的存取車時間平均為100 s，駕駛員操作時間按照60 s計算（全部為正進倒出），單套設備的車輛存取時間為160 s，即單套設備的存取能力為22輛/h。本項目所建車庫共有2套升降系統及2個對應的出入庫室，其吞吐能力為44輛/h。

但由于公交立體停車庫目前為創新型項目，為保障項目后續招投標、設計及建設的連貫性，上述方案均作為待選方案，在后續的設計、采購和建設過程中，需要中標單位確定最佳技術模式，持續優化機械式立體鋼結構公交車庫的建設方案。

4 機械式立體鋼結構公交車庫建設方案

4.1 車庫運行原理

南山中心區公交總站機械式公交立體停車庫分為：（1）車庫設備系統，含車庫主鋼結構、停車位設備、智能升降系統、智能搬運器系統、智能旋轉系統、智能出入口設備系統、智能自動控制系統、車庫內部照明系統。（2）控制管理系統，含智能車庫管理系統、智能公交調度系統、智能車庫監控系統。（3）車庫消防系統。（4）外裝工程，含智能消防報警弱電系統、給排水、噴淋系統、通風排煙系統和車庫外裝工程。

南山中心區公交總站機械式公交立體停車庫主體結構采用鋼架結構，停車設備組裝在主體框架內，設備鋼結構及其他所有設備表面采用底漆+中涂+面漆等多道涂層及空氣噴涂工藝方式進行防腐處理，具有施工污染小、噪聲低、建造周期短等優點。

車輛從總入口道閘識別車牌后進入，根據顯示屏及語音提示將車開到空閑車庫出入口。存車入庫時，司機直接駛車進入庫口，在停車狀態指示箱的指導下將車停好，在出入口操作盤上進行刷卡操作。搬運器通過載車板將車平移搬到升降機上，升降機將車輛升降至停車層，搬運器通過載車板將車輛平移到停車位。取車時，搬運器將車輛搬到載車板上，載有車輛的載車板平移到升降機，升降機將載有車輛的平移車帶到出入口層，載車板平移將車輛帶到出入口，車庫門打開，司機即可進去開車。

4.2 結構設計

南山中心區公交總站周邊一定范圍內有學校和居民樓，且項目為公交立體停車庫，場站總存容量要求較高，所停車輛為純電動公交車，車庫的結構一旦破壞會引起一系列的安全風險，如車輛墜落、充電設施損壞、火災、爆炸等，繼而威脅到周圍人的生命安全，所以，在建設機械式立體鋼結構公交車庫時，車庫結構安全等級應滿足GB 50153—2008《工程結構可靠性設計統一標準》對二級工程安全結構等級的相關要求。車庫的抗震設防烈度要求為不低于7度，框架結構抗震設防烈度為7度，并且由于本項目的車庫建設方案的車庫高度均大于24 m，因此，框架結構抗震等級為二級，抗風風壓至少應達到0.75 kN/m2，設計使用年限不低于15年。

5 結語

綜上所述，機械式立體鋼結構公交車庫的建設方案中，可有效解決公交車停放困難問題，用一體化的運維管理模式滿足新時期公交車停放的管理需求。但由于機械式鋼結構公交車庫的建設仍處于探索階段，要求相關人員從技術實現、方案優化、運維管理智能化等多個方面，持續分析建設方案的可行性，建設出更高效、便捷、安全的公交車庫，促進城市化發展中各類交通配套設施的完善。