机械式立体钢结构公交车库总体建设方案分析

苏相岗，胡帅，陈振林，赖世民，苟立平

（1.中建科工集团有限公司，广东 深圳 518000；2.中建科工集团智慧停车科技有限公司，广东 深圳 518000）

1 项目概述

本项目位于南山中心区公交总站，场站用地面积5 415 m2，在现场站内建设机械式公交立体停车库1座。项目按照特种设备报建，车库内停车位最小规模为68个，另外，场站内至少设置12个地面停车位。在前期设计方案选型中，将垂直升降类、平面移动类和巷道堆垛类车库均作为待选方案。本文以项目前期设计方案选型为例，对常见的三类公交立体停车库模式进行分析。

2 机械式立体钢结构公交车库的功能设计

为缓解各地区公交车停车困难问题，某地区拟建机械式立体钢结构公交车库，该类车库的主要功能是提供公交车停放及充电服务，即用更安全、先进的技术手段，及机械式停车设施满足新时期公交车的停放需求和充电需求[1]。机械式立体钢结构公交车库的主要功能设计主要包括以下内容。

2.1 上、下客区

南山中心区公交总站的机械式立体钢结构公交车库建设项目中，上、下客区可布设在公交首末站内，若因场地问题而无法在首末站内增设上、下客区，可以将其设置在首末站就近位置，为市民乘车提供便利，但应避免项目建设活动影响原有公交总站上、下客的功能[2]。

2.2 车辆停放管理

相较于传统公交车库，机械式立体钢结构公交车库具有车辆停放管理功能，可提供公交车辆停放、新能源公交车充电、公交车智能管理服务。所以，在确定机械式立体钢结构公交车库规模时，应符合该区域公交车的停放需求，并且能够在夜间满足停放车辆的充电需求，同时加强公交车的地面调度，智能化管理车库内的车辆，使司机安全、方便快捷地存取车辆[3]。

3 机械式立体钢结构公交车库总体建设方案

3.1 平面移动类

3.1.1 基本原理

机械式立体钢结构公交车库总体建设方案中，方案一为平面移动类的公交车库。机械式立体车库的基本原理是基于自动控制技术、智能管理技术，用升降机、提升机平层搬运器等机械化停放设施进行车辆存取操作。车辆抵达车库停车点后，升降机、提升机可自动识别车辆，记录车辆信息并将其转移到存车层，并借助平层搬运器完成存车任务，取车时则反向运行各类机械化设备即可[4]。平面移动类的机械式立体钢结构公交车库具有占地少、自动化水平高、内部空间利用率高等特点。

3.1.2 整体设计

南山中心区公交总站拟建平面移动类的机械式立体钢结构公交车库时，停车库位于施工场地的北边，车库内共设置2套升降系统，以及升降装置对应的出入口，占地面积约1 205 m2，车库为地上7层。场站内建设机械式公交立体停库后，公交场站内公交停车位共计80个，其中，机械式公交立体停库内车位70个，地面停车位10个。车库长约55 m，宽约21.9 m，高度约37.06 m（含提升层）。车库共2组提升设备，分设2个等候区，等候区设置在提升设备外侧，存取车时驾驶员无须进入升降机。

3.1.3 主要技术参数

车库共设置2套升降系统，于车库东西两侧各设置有2个等候区（出入库室），等候区与升降机完全分离。所以，司机存取车时无须进入升降机，且进出车时间不会影响设备的运行。此外，机械式立体钢结构公交车库总体建设方案中，平面移动类车库提升装置的运行速度为30 m/min，横移速度为24 m/min。因此，在估算升降机垂直移动距离和穿梭机横向移动距离后可知，车库存取车时间平均为150 s，驾驶员操作时间50 s内，表示单套设备的车辆存取时间仅需200 s，单套设备每小时可存放18辆/h。目前，本方案中车库共有2套升降系统及对应的出入口，其存放能力为36辆/h。

3.2 垂直升降类

3.2.1 基本原理

垂直升降类机械式立体钢结构公交车库建设方案中，停车设备属于塔式立体停车设施，其原理是直接将横移装置布设在提升机、载车板上，用横移、升降的方式存取车辆。垂直升降类机械式立体钢结构公交车库的主要特点是设备集约化管理、车库容量大、空间利用率高、安全性能强。

3.2.2 整体设计

本项目的总建设方案中，垂直升降类机械立体停车库的车库位置于场地北侧，车库共配备3套升降系统及对应的出入室，占地面积约677 m2，车库为地上9层。场站内建设机械式公交立体停库后，停车位共计80个，其中，停库内车位54个，地面停车位26个。

另外，该机械式公交立体停车库沿现状场站北部布置，车库长约41.8 m，宽约16.2 m，车库高度约44.04 m（含提升层）。车库为3组塔库组成，地面1层为出入口层，车库首层设置有3个出入库室，出入室与提升设备分离设置，存取车时驾驶员无须进入升降机，以提高车辆进出效率。

3.2.3 主要技术参数

根据对既有车库的调研，本方案垂直升降类车库单套提升机的提升速度为60 m/min，单套设备的存取车时间平均为120 s，驾驶员操作时间按60 s计算，则单套设备的车辆存取时间共180 s，即单套设备的吞吐能力为20辆/h。本项目所建车库共有3套升降系统及对应的出入口，其吞吐能力为60辆/h。方案一的车库各项主要技术参数见表1。

表1 垂直升降类机械式立体钢结构公交车库技术参数

3.3 巷道堆垛类

3.3.1 基本原理

机械式立体钢结构公交车库方案设计中，巷道堆垛类机械式钢结构车库是借助巷道堆垛机、桥式起重机等设备将搬运器上的车辆水平或垂直移动到停车位，然后用装设在搬运器上的存取机存入车辆、取出车辆。巷道堆垛类在平面布局上与平面移动类较为类似，主要区别是通过巷道堆垛机可以同时完成垂直升降和平面移动的动作。该类车库的特点是车库内含有集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立体停车设备，可以解决大型车辆的停车难题，具有车库全封闭，存车安全等特点，主要适用于大型密集式存车。

3.3.2 整体设计

巷道堆垛类机械式钢结构车库位于场地中间，车库共配备2套升降系统及对应的出入室，占地面积约1 208 m2，车库为地上6层。场站内建设机械式公交立体停库后，公交场站内公交停车位共计82个，其中，停库内车位72个，地面停车位10个。车库长约56.2 m，宽约21.5 m，高度约31.1 m（含提升层）。车库共2组提升设备和3个出入库室，出入室设置在提升设备两侧。

3.3.3 主要技术参数

本方案巷道堆垛类车库单套提升机的提升速度为15m/min，横移速度为40 m/min，纵向提升、横向移动可以同步完成，所以，通过升降机垂直移动距离和横向移动距离，车库中单套设备的存取车时间平均为100 s，驾驶员操作时间按照60 s计算（全部为正进倒出），单套设备的车辆存取时间为160 s，即单套设备的存取能力为22辆/h。本项目所建车库共有2套升降系统及2个对应的出入库室，其吞吐能力为44辆/h。

但由于公交立体停车库目前为创新型项目，为保障项目后续招投标、设计及建设的连贯性，上述方案均作为待选方案，在后续的设计、采购和建设过程中，需要中标单位确定最佳技术模式，持续优化机械式立体钢结构公交车库的建设方案。

4 机械式立体钢结构公交车库建设方案

4.1 车库运行原理

南山中心区公交总站机械式公交立体停车库分为：（1）车库设备系统，含车库主钢结构、停车位设备、智能升降系统、智能搬运器系统、智能旋转系统、智能出入口设备系统、智能自动控制系统、车库内部照明系统。（2）控制管理系统，含智能车库管理系统、智能公交调度系统、智能车库监控系统。（3）车库消防系统。（4）外装工程，含智能消防报警弱电系统、给排水、喷淋系统、通风排烟系统和车库外装工程。

南山中心区公交总站机械式公交立体停车库主体结构采用钢架结构，停车设备组装在主体框架内，设备钢结构及其他所有设备表面采用底漆+中涂+面漆等多道涂层及空气喷涂工艺方式进行防腐处理，具有施工污染小、噪声低、建造周期短等优点。

车辆从总入口道闸识别车牌后进入，根据显示屏及语音提示将车开到空闲车库出入口。存车入库时，司机直接驶车进入库口，在停车状态指示箱的指导下将车停好，在出入口操作盘上进行刷卡操作。搬运器通过载车板将车平移搬到升降机上，升降机将车辆升降至停车层，搬运器通过载车板将车辆平移到停车位。取车时，搬运器将车辆搬到载车板上，载有车辆的载车板平移到升降机，升降机将载有车辆的平移车带到出入口层，载车板平移将车辆带到出入口，车库门打开，司机即可进去开车。

4.2 结构设计

南山中心区公交总站周边一定范围内有学校和居民楼，且项目为公交立体停车库，场站总存容量要求较高，所停车辆为纯电动公交车，车库的结构一旦破坏会引起一系列的安全风险，如车辆坠落、充电设施损坏、火灾、爆炸等，继而威胁到周围人的生命安全，所以，在建设机械式立体钢结构公交车库时，车库结构安全等级应满足GB 50153—2008《工程结构可靠性设计统一标准》对二级工程安全结构等级的相关要求。车库的抗震设防烈度要求为不低于7度，框架结构抗震设防烈度为7度，并且由于本项目的车库建设方案的车库高度均大于24 m，因此，框架结构抗震等级为二级，抗风风压至少应达到0.75 kN/m2，设计使用年限不低于15年。

5 结语

综上所述，机械式立体钢结构公交车库的建设方案中，可有效解决公交车停放困难问题，用一体化的运维管理模式满足新时期公交车停放的管理需求。但由于机械式钢结构公交车库的建设仍处于探索阶段，要求相关人员从技术实现、方案优化、运维管理智能化等多个方面，持续分析建设方案的可行性，建设出更高效、便捷、安全的公交车库，促进城市化发展中各类交通配套设施的完善。