山洞式立體停車庫設計構想

周 正

（重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074）

山洞式立體停車庫設計構想

周 正

（重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074）

汽車業的飛速發展，給人們留下了停車位不足的難題。在探尋適合停車庫的路上，山洞式立體停車庫應運而生。本文結合重慶某山洞式立體車庫的建設實例，將山洞式立體停車庫與傳統車庫進行綜合對比，并總結山洞式立體車庫的設計建設過程應綜合考慮的因素。

立體停車庫;山洞式;設計構想

1 前言

汽車業的快速蓬勃發展，使得國內汽車保有量持續增加，進而激化停車位數量不足與日益增加的汽車數量之間的矛盾。傳統停車位的開發利用在一定程度上緩解停車難的問題，但卻不能使土地得到更加合理有效的利用，尤其是對于汽車高度密集、寸土寸金的大都市商圈。山洞式立體停車庫因其充分利用土地資源的獨特設計思想，符合當前發達城市合理利用土地的潮流。

文章將立體式停車庫與傳統車庫在土地利用率、施工周期、車輛存取難易程度、造價等方面進行對比。由于其建設開發過程還處于萌芽階段，工程建設實例較少，其設計、建造過程都需要進一步完善。

2 山洞式立體停車庫與傳統停車庫的對比

山洞式立體車庫是屬于地下立體車庫的范疇，實質就是指在地面下修建的停車場。根據國家《特種設備目錄》，立體車庫有升降橫移類、簡易升降類、垂直循環類、水平循壞類、多層循環類、平面移動類、巷道堆垛類及垂直升降類等[1]。山洞式立體停車庫是屬于垂直升降類中的圓形塔式停車庫，其基本工作方式包括利用垂直升降設備將車輛升降至指定停車層，然后利用存取車裝置將車輛存取于停車設備。

山洞式立體停車庫的優點主要在于：占地面積少、存取車時間短、建設施工成本低、周期短:在地面的存取車出入口設計成僅供單輛車通行，然后由升降設備垂直升降至指定停車位置，故車輛因繞行而增加的土地得以省略，比傳統停車庫更節約土地占有量;PLC[2]（可編程邏輯控制器）智能停車庫控制系統的應用使山洞式立體車庫實現車庫存取車輛的自動化，全自動化更快更安全更節約時間成本（僅在突發情況下使用人工操作）。

3 山洞式立體停車庫基本操作

（1）存車操作：車庫車位充足，當司機想存放車輛時，只需將車輛開至車庫入口處，并將配套的智能IC卡與感應器進行感應讀取，系統控制器自動分配車位號，并將立體車庫內的載車盤移動到人車交接的位置，柵欄升起，司機開車至車庫。車輛完全進入后，柵欄自動關閉。司機開車進入車庫單元門內，停車到位，下車走出車庫，再次感應IC卡，車庫單元門自動關閉，完成存車操作。

（2）取車操作：司機進入車庫時，感應 IC卡，控制器自動讀取車位號，并將車庫內對應的載車盤自動移動到人車交接的位置，司機在車庫單元門自動打開后進入車庫，開車出來，并再次感應IC卡，自動完成記錄、扣費，柵欄自動抬升，司機開車出場，柵欄自動關閉取車操作完畢。

4 山洞式立體停車庫工作系統

山洞式立體停車庫的運作系統包括整體框架、升降結構與水平轉換結構[3]。

(1)整體框架：整體框架的形狀一般為房狀，車庫的主要承重構件為中間設置的鋼支柱或混凝土支柱。鋼支撐與支柱相連，將邊緣處車廂及車輛的自重傳遞給支柱，并且實現車輛的水平運輸。車庫頂端、底端及各層均設有導軌，車庫兩邊設有托架邊軌。

(2)垂直升降機構：山洞式立體停車庫的工作系統動力由電動機提供，并配有制動器、減速器、聯軸器等。立體車庫的垂直升降機構主要完成車輛的豎向運輸，是立體車庫的重要組成部分。

(3)水平轉換機構：水平轉換機構主要實現車輛的水平轉向及水平運輸，與垂直升降機構共同構成立體車庫的運輸工作，實現車輛存取。水平運輸機構的組成部分與垂直升降機構類似。當車輛停在用于運輸車輛的轉動臺上后，首先通過垂直升降機構運輸到指定“層數”，然后再通過水平轉換機構，轉動到即將停放車輛的車廂方向，然后通過水平運輸機構運送到車廂內。因此，轉動臺在整個存取車過程中，是和車輛接觸時間最長的機構。電動機與渦桿軸通過帶傳動相接，渦輪軸轉臺軸通過聯軸器連接。電動機轉動，通過帶傳動帶動渦輪渦桿減速器轉動，進而通過聯軸器帶動轉臺轉動，完成轉向及水平運輸功能[4]。

5 山洞式立體停車庫設計及施工建設因素

山洞式立體停車庫的選址，除了滿足一般車庫選址要求還要考慮其特殊性。山洞式立體停車庫特殊于修建于地表面以下，首先從巖層安全性考慮，應盡可能避開地質斷層及可能產生滑坡等不良的地質地帶，選擇巖性較好的地段；其次應結合地下商業街布置進行綜合考慮促使商業與停車聯為一體，方便了停車人流直接進入商業區和地面空間；再次應滿足消防安全要求，滿足防火間距、消防車道、安全疏散、安全照明、消防給水及電氣各個方面。最后考慮車輛與城市干道的連接，對于立體車庫的車輛出入口，與城市道路距離不宜過遠，且附近應保證視野開闊。

山洞式立體停車庫為地下條形或柱形建筑物，其結構組成部分與深基坑、隧道等一般地下建筑物有較大的相似點。一般由開挖前的預支護結構、支護結構及支撐結構組成。

其中，預支護結構主要有：混凝土擋墻、鋼板樁、型鋼橫擋板、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續墻等。每種預支護結構均有優缺點，實際工程中，應因地制宜找到符合當前工程實際的預支護體系，也可以是幾種支護體系的融合。

支護結構主要為錨桿及噴射混凝土。與隧道錨噴法操作類似，其選擇應結合與支護體系開展，相互配合、支持。支撐系統方面，支撐系統按材料性質可分為鋼支撐、鋼筋混凝土支撐，也可根據工程實際采用鋼和鋼筋混凝土的組合支撐。

主體開挖過程采用分層逆作法的開挖方式：首先開挖第一層，開挖到指定深度后，再在開挖面噴射一定厚度的混凝土并打入錨桿等支護體系，控制巖體的變形。當混凝土達到設計安全強度后或者巖體的變形已經收斂，繼續開挖第二層巖體，然后噴射混凝土及打入錨桿，依次循環，直至開挖工作完成。開挖過程應該時刻監測圍巖變化，依據監測值動態調整支護參數，以保證安全。

主體配套的消防設計、智能監控收費系統等附屬設施在運營階段起著舉足輕重的作用，也需滿足設計條件。

在進行主體開挖時，我們常常利用數值分析軟件系統對我們的工程進行數值模擬，以規避不必要的危險。面對不同的地質條件，我們選擇的模擬單元屬性也要因地制宜。并結合開挖步驟，分層殺死土體單元，同時激活相應的支護、支撐單元。常用的數值模擬軟件有ANSYS、FLAC-3D等，均能夠將工程案例轉化為數值模型，進行計算分析。

6 結語

通過結合重慶某工程實例，總結山洞式立體停車庫的優點，并介紹其一般設計、施工建設應囊括的因素，具體細化工作應結合工程個例，制定符合特定周邊建筑、圍巖類別、工程規模、工程造價等實際情況制定實施，本文可供參考學習之用。

[1]賀擁軍,楊承超,周緒紅.立體車庫的結構形式及發展與應用[J],建筑科學與工程學報,2009,12(4):30-34.

[2]苗深.PLC在立體停車裝置控制中的應用[J].機電工程,2008,17(1):34-35.

[3]李浩.立體車庫升降機構控制系統的設計及排隊模型優化分析[D].武漢:武漢理工大學,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，重慶酉陽人，在讀碩士研究生。主要從事隧道工程相關研究。