山洞式立体停车库设计构想

周 正

（重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074）

山洞式立体停车库设计构想

周 正

（重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074）

汽车业的飞速发展，给人们留下了停车位不足的难题。在探寻适合停车库的路上，山洞式立体停车库应运而生。本文结合重庆某山洞式立体车库的建设实例，将山洞式立体停车库与传统车库进行综合对比，并总结山洞式立体车库的设计建设过程应综合考虑的因素。

立体停车库;山洞式;设计构想

1 前言

汽车业的快速蓬勃发展，使得国内汽车保有量持续增加，进而激化停车位数量不足与日益增加的汽车数量之间的矛盾。传统停车位的开发利用在一定程度上缓解停车难的问题，但却不能使土地得到更加合理有效的利用，尤其是对于汽车高度密集、寸土寸金的大都市商圈。山洞式立体停车库因其充分利用土地资源的独特设计思想，符合当前发达城市合理利用土地的潮流。

文章将立体式停车库与传统车库在土地利用率、施工周期、车辆存取难易程度、造价等方面进行对比。由于其建设开发过程还处于萌芽阶段，工程建设实例较少，其设计、建造过程都需要进一步完善。

2 山洞式立体停车库与传统停车库的对比

山洞式立体车库是属于地下立体车库的范畴，实质就是指在地面下修建的停车场。根据国家《特种设备目录》，立体车库有升降横移类、简易升降类、垂直循环类、水平循坏类、多层循环类、平面移动类、巷道堆垛类及垂直升降类等[1]。山洞式立体停车库是属于垂直升降类中的圆形塔式停车库，其基本工作方式包括利用垂直升降设备将车辆升降至指定停车层，然后利用存取车装置将车辆存取于停车设备。

山洞式立体停车库的优点主要在于：占地面积少、存取车时间短、建设施工成本低、周期短:在地面的存取车出入口设计成仅供单辆车通行，然后由升降设备垂直升降至指定停车位置，故车辆因绕行而增加的土地得以省略，比传统停车库更节约土地占有量;PLC[2]（可编程逻辑控制器）智能停车库控制系统的应用使山洞式立体车库实现车库存取车辆的自动化，全自动化更快更安全更节约时间成本（仅在突发情况下使用人工操作）。

3 山洞式立体停车库基本操作

（1）存车操作：车库车位充足，当司机想存放车辆时，只需将车辆开至车库入口处，并将配套的智能IC卡与感应器进行感应读取，系统控制器自动分配车位号，并将立体车库内的载车盘移动到人车交接的位置，栅栏升起，司机开车至车库。车辆完全进入后，栅栏自动关闭。司机开车进入车库单元门内，停车到位，下车走出车库，再次感应IC卡，车库单元门自动关闭，完成存车操作。

（2）取车操作：司机进入车库时，感应 IC卡，控制器自动读取车位号，并将车库内对应的载车盘自动移动到人车交接的位置，司机在车库单元门自动打开后进入车库，开车出来，并再次感应IC卡，自动完成记录、扣费，栅栏自动抬升，司机开车出场，栅栏自动关闭取车操作完毕。

4 山洞式立体停车库工作系统

山洞式立体停车库的运作系统包括整体框架、升降结构与水平转换结构[3]。

(1)整体框架：整体框架的形状一般为房状，车库的主要承重构件为中间设置的钢支柱或混凝土支柱。钢支撑与支柱相连，将边缘处车厢及车辆的自重传递给支柱，并且实现车辆的水平运输。车库顶端、底端及各层均设有导轨，车库两边设有托架边轨。

(2)垂直升降机构：山洞式立体停车库的工作系统动力由电动机提供，并配有制动器、减速器、联轴器等。立体车库的垂直升降机构主要完成车辆的竖向运输，是立体车库的重要组成部分。

(3)水平转换机构：水平转换机构主要实现车辆的水平转向及水平运输，与垂直升降机构共同构成立体车库的运输工作，实现车辆存取。水平运输机构的组成部分与垂直升降机构类似。当车辆停在用于运输车辆的转动台上后，首先通过垂直升降机构运输到指定“层数”，然后再通过水平转换机构，转动到即将停放车辆的车厢方向，然后通过水平运输机构运送到车厢内。因此，转动台在整个存取车过程中，是和车辆接触时间最长的机构。电动机与涡杆轴通过带传动相接，涡轮轴转台轴通过联轴器连接。电动机转动，通过带传动带动涡轮涡杆减速器转动，进而通过联轴器带动转台转动，完成转向及水平运输功能[4]。

5 山洞式立体停车库设计及施工建设因素

山洞式立体停车库的选址，除了满足一般车库选址要求还要考虑其特殊性。山洞式立体停车库特殊于修建于地表面以下，首先从岩层安全性考虑，应尽可能避开地质断层及可能产生滑坡等不良的地质地带，选择岩性较好的地段；其次应结合地下商业街布置进行综合考虑促使商业与停车联为一体，方便了停车人流直接进入商业区和地面空间；再次应满足消防安全要求，满足防火间距、消防车道、安全疏散、安全照明、消防给水及电气各个方面。最后考虑车辆与城市干道的连接，对于立体车库的车辆出入口，与城市道路距离不宜过远，且附近应保证视野开阔。

山洞式立体停车库为地下条形或柱形建筑物，其结构组成部分与深基坑、隧道等一般地下建筑物有较大的相似点。一般由开挖前的预支护结构、支护结构及支撑结构组成。

其中，预支护结构主要有：混凝土挡墙、钢板桩、型钢横挡板、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等。每种预支护结构均有优缺点，实际工程中，应因地制宜找到符合当前工程实际的预支护体系，也可以是几种支护体系的融合。

支护结构主要为锚杆及喷射混凝土。与隧道锚喷法操作类似，其选择应结合与支护体系开展，相互配合、支持。支撑系统方面，支撑系统按材料性质可分为钢支撑、钢筋混凝土支撑，也可根据工程实际采用钢和钢筋混凝土的组合支撑。

主体开挖过程采用分层逆作法的开挖方式：首先开挖第一层，开挖到指定深度后，再在开挖面喷射一定厚度的混凝土并打入锚杆等支护体系，控制岩体的变形。当混凝土达到设计安全强度后或者岩体的变形已经收敛，继续开挖第二层岩体，然后喷射混凝土及打入锚杆，依次循环，直至开挖工作完成。开挖过程应该时刻监测围岩变化，依据监测值动态调整支护参数，以保证安全。

主体配套的消防设计、智能监控收费系统等附属设施在运营阶段起着举足轻重的作用，也需满足设计条件。

在进行主体开挖时，我们常常利用数值分析软件系统对我们的工程进行数值模拟，以规避不必要的危险。面对不同的地质条件，我们选择的模拟单元属性也要因地制宜。并结合开挖步骤，分层杀死土体单元，同时激活相应的支护、支撑单元。常用的数值模拟软件有ANSYS、FLAC-3D等，均能够将工程案例转化为数值模型，进行计算分析。

6 结语

通过结合重庆某工程实例，总结山洞式立体停车库的优点，并介绍其一般设计、施工建设应囊括的因素，具体细化工作应结合工程个例，制定符合特定周边建筑、围岩类别、工程规模、工程造价等实际情况制定实施，本文可供参考学习之用。

[1]贺拥军,杨承超,周绪红.立体车库的结构形式及发展与应用[J],建筑科学与工程学报,2009,12(4):30-34.

[2]苗深.PLC在立体停车装置控制中的应用[J].机电工程,2008,17(1):34-35.

[3]李浩.立体车库升降机构控制系统的设计及排队模型优化分析[D].武汉:武汉理工大学,2006.

[4]T.Warnke,M.path,C.P.E.Zollikofer,T.FranZe.SafetyGuardSystemofUP一 down & TranslationStereoGarage.Clinieal Evaluation. International Congress Series.2001,6:1293一1294P

TU7

B

1007-6344（2016）07-0108-01

周正（1991.3-），男，重庆酉阳人，在读硕士研究生。主要从事隧道工程相关研究。