大型车辆停车楼设计研究

邹智晖

（中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东广州 510000）

1 项目背景

2017年初《广东省节能减排“十三五”规划》明确指出，珠三角地区成为全国纯电动公交车推广应用的示范区域。其中，深圳市于2018年、广州市于2019年、佛山市于2020年力争实现纯电动公交占比达100%。2017年11月29日市府常务会议审议通过《广州市推进公交电动化工作方案》《关于加快广州市公交充电设施建设的实施方案》，明确广州市公交电动化工作的有关目标、任务和要求。2017年起，新增及更新的公交车100%推广使用纯电动车，力争在2018年底前实现公交电动化，充分利用现有公交站场用地建设充电设施，建设一批路边充电设施，规划新建一批大型综合性公交场站，同步建设充电设施，充分挖潜和保障公交充电设施建设用地，缓解“用地难”的问题。

为落实公交全面电动化，建设节地高效、智能环保的公交立体停车库，建设燕岭公交立体充电桩停车场项目，是广州市天河区重点项目设计建设的一座大型公交车辆停车楼。

2 项目概况

燕岭公交立体充电桩停车场项目位于广州市天河区兴华街区燕岭路171号及173号，项目东至银河园，西临鳌鱼岗大街，南临燕岭路，北临银河村用地，项目建设用地面积约22 670 m2。

项目建成后为一座停车楼建筑单体，建筑层数地上8层，地下1层，建筑高度46.3 m，消防高度44.15 m，总建筑面积65 787 m2，共设置大型公交车位382泊、小型公交车位167泊，设有停车楼配套用房。

3 项目建设现状

项目所在用地西面距离广州环城高速广汕收费站仅150 m，毗邻的城市主干道燕岭路有25条公交线路运营，场地自身为长途汽车运输公司站场，东面1.3 km处是国家一级公路汽车客运站，天河汽车客运站集长途汽车客运、城市公交和城市轨道交通为一体，导致项目建成投入使用后，大型车辆运作较繁忙[1]。

3.1 大型车辆行驶空间不足

除停车空间外，停车楼空间主要为行车区域，与市政道路及客运站相比，行驶车辆均为空载且具有车速低、路况简单、便于管理的优势，但建筑物场地及结构体系的限制对车辆使用提出更高要求。

车辆转弯轨迹如图1所示。

图1 车辆转弯轨迹

图中：a——机动车长度；b——机动车长度；d——前悬尺寸；e——后悬尺寸；L——轴距；m——后轮距；n——前轮距；r1——机动车最小转弯半径；R0——环形车道外半径；r0——环形车道内半径；R——机动车环形外半径；r——机动车环形内半径；W——环形车道最小净宽；x——机动车环行时最外点至环道外边安全距离；y——机动车环行时最内点至环道内边安全距离。

《车库建筑设计规范》（JGJ 100—2015）明确机动车环形车道最小半径及机动车距离墙柱间的最小距离，大型公交车厂家也提供了产品基本参数。研究以广州当地较为常用的比亚迪K9型客车为例，尺寸为12 m×2.55 m×3.5 m[2]，车辆转弯半径为12 m。12 m转弯半径参数的依据及其对应规范机动车最小转弯半径r1、机动车环形内半径r0、环形车道内半径r等规范中列举的多个数据未能最终落实，最终以12 m为最小转弯半径进行设计，比要求的大型车最小转弯半径9.0～10.5 m取值大。

轮差范围如图2所示。

图2 轮差范围

长达12 m的大型客车尚存在规范没有提及的数据，如轮差。轮差指车辆转弯时，同一侧的前后车轮行进轨迹的差异，内边（当向左转时，指左边；反之亦然）的前后车辆构成的轮差为内轮差，外边（当向左转时，指右边；反之亦然）为外轮差。弯度半径越小，轮差越大；车辆的轴距越长，轮差越大；尾轴驱动的车辆，轮差较中轴驱动的车辆大的特点。

停车楼建成后的试车试验中，模拟狭窄的坡道转弯位处出现大型车辆，即使车头外侧已贴至坡道外边缘墙体，内边后轴的轨迹仍极接近内边的墙面，车辆必须以极低速通过，大型车辆转弯内边后轴可能和车辆与行人相撞的情况类似。市政路行驶的大型车辆可能出现车轮在道路范围内而车辆外围投影已经压行车线或嵌入人行道范围的情况，但车底高于人行道路缘石而没发生刮碰，建筑内部道路边界变为墙体后，转弯空间更为紧张，倒后镜在转弯过程中易与墙体发生碰撞。

以广州旧城区具有大型公交车运营通行且设计空间较为紧凑的立交桥为例，位于东风路与盘福路交界的盘福立交桥内圈护栏半径14 m；人民路与西提二马路交界处的人民路高架内圈护栏半径为13 m；东风路与越秀路交界的东豪涌立交内圈护栏半径为17 m，以上均为高架路实体护栏，不存在车辆外围投影压线或压人行道的情况，为了满足车辆的正常通行，市政路的设计半径均远高于规范要求的12 m最小转弯半径。

项目现状设计成果勉强满足车辆使用要求，缺少空间盈余，考虑停车楼正常运营后车流量巨大，车辆在转弯处必须以极低速度通过的情况必将降低场地使用效率，目前使用车辆为车身相对短的型号，如比亚迪K8、C8型等客车，长度约10 m，比亚迪K9型号车长为12 m。随着技术更新，项目区域可以通过装有尾轴油压辅助转向系统的大型车辆。尾轴油压辅助转向系统属于主动式转向系统，多见于车身较长的大型车辆。使用油压控制尾轴车轮转向角度，车辆转弯时，尾轴与头轴以相反方向转向，将转向中心由中轴与尾轴间移至中轴，使其转弯更灵活，可以缩短转弯半径，减轻尾轴车胎的损耗。

小型车辆停车场设计中，转弯半径要求为6 m，但使用车辆尺寸小，稍不满足规范要求也能通过，转弯空间的问题可能被忽略。但大型车辆的转弯半径设计需慎重，项目前期设计中可以协调各方进行模拟测试或使用车辆进行现场测试，得出准确设计参数，达到更合理的设计效果。

3.2 斜坡度数设计

燕岭停车楼从首层至天面均设有大型公交车停车场，故各层车辆通行坡道设计是本项目重点。

根据厂家提供的各日常运营大型公交车型号，车辆爬坡能力均大于15%。《车库建筑设计规范》（JGJ 100—2015）规定，大型车辆直线坡道最大百分比10%，曲线坡道最大百分比8%，且大型车应根据车型确定缓坡的坡度与长度。停车楼直线坡道坡度采用10%，曲线弯道坡度采用8%，设置2%弯度超高，根据比亚迪K9客车轴距为6.05 m，在坡道两端设置7 m长、5%坡度缓坡，试车使用过程中完全满足车辆直线爬坡要求，但在部分转弯及起坡止坡处出现车辆接近刮底的情况，试验车辆为新车且为空载状态，若载重增加、车辆老化或紧急刹车，可能出现刮底情况。

车辆驶经起伏不平路段，或开始上下坡时，路面斜度变化太急可能导致车底与路面发生触碰，前轮距后轮距较大及低地台客车容易刮底。为了方便乘客的需求，从而达到加快车辆停站的时间，缓解城市的整体交通状况，目前低地台大型客车已大量取代传统的高地台公交车，投入城市运营中。

车辆是三维体块，本项目试验车辆宽度为2.55 m，在坡道拐弯时因离心力会出现往外侧倾斜情况，大型车辆质量及重心均高于小型车辆，倾斜情况更加明显，表明车辆转弯外侧容易发生刮底情况。停车楼内车辆行驶速度远低于市政道路，但紧张的空间迫使车辆需要以最小转弯半径完成转向，产生的离心力导致倾斜的现象较突出。

根据香港地区道路数据统计，位于香港岛的水斜道是全市坡度最大且有固定公交车运营的道路，斜度达到1∶5。在设计中应尽量避免曲线弯道，必须设置时应适当减少曲线段坡度或增加转弯空间，尽可能增加转弯半径和弯道超高数值，做好场地交通疏导工作。

3.3 其余改进措施

目前，家用小型车辆重量普遍小于2 t，大型车辆质量远大于小型车辆，项目设计过程可能忽略小型车辆与大型车辆质量上的差距（比亚迪K9型市区巴士重量为18 t，长途客车重量普遍大于20 t），设计过程中需要考虑车辆重量差异。

（1）车轮挡的选择。

项目大型车辆停车位选用国标图集05J927—1的钢制车轮挡，采用两根D50X5钢管通过预埋钢板与φ8L钢筋固定在细石混凝土地面，适用于一般标准的小型车汽车库停车位。大型车辆停泊时产生的动能与小型车辆相差巨大，可能导致钢制车轮挡被整个撞翻。现场整改优化中，将钢制车轮挡替换为内附φ12 mm钢筋及工字钢的混凝土车轮挡予以解决。

（2）行车区域装修面层。

为满足消防通风要求，降低总体造价，项目各层停车功能区采用开敞设计，具有完善的排水系统设计但在阴雨天气可能出现积水。行车区域原设计装饰面层为普通住宅与商场等小型车辆为主的地下车库常用的光滑金刚砂，全室内空间无大量积水及小型车辆较轻的质量的情况下基本不存在打滑现象。本项目主要使用对象为大型车辆，在地面有积水的情况下，即使行驶车速满足车场要求的前提下，依旧出现紧急刹车距离过远且打滑的情况。现场整改优化中，主要行车区域在金刚砂面层基础上刷防滑环氧地坪漆，达到增强车轮与地面摩擦力的效果。

（3）停车屋面做法。

为增加停车数量，本项目天面层设置停车功能。原设计采用国标12J201图集停车屋面做法，建筑无法承受大型车辆的质量，导致开裂，结合其他雷系案例，原因为地坪层及厚度较薄，地坪层与找坡层内部钢筋偏细，无法及时传递荷载[3]。天面暂改为小型车辆停放。

4 结语

燕岭停车楼作为市重点项目，整体设计可行，但部分规范或数据支撑的细节未能通过模拟试验进行设计，设计应通过实车试验上下坡或请教专业人员得出可靠的设计参数。公共交通建设是不断发展完善的过程，设计过程中，应了解各种相关要求及产品的更新，结合使用方未来阶段的需求，使建筑物更具前沿性。