地鐵車輛段上蓋車庫平面排布優(yōu)化策略
——以廣州官湖車輛段為例

王小雅 | Wang Xiaoya

姜文藝 | Jiang Wenyi

陳皓粵 | Chen Haoyue

在我國城市發(fā)展進(jìn)程中，軌道交通的發(fā)展成為趨勢(shì)，為了提高土地利用效率，吸引周邊人氣，我國多進(jìn)行軌道交通車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)[1]。為滿足蓋上物業(yè)大量的停車需求，需在蓋上修建停車庫。由于蓋下工藝復(fù)雜，塔樓結(jié)構(gòu)落地，導(dǎo)致蓋上車庫柱網(wǎng)受限，停車效率低，單位停車面積過大。目前，國外對(duì)于軌道交通周邊土地利用的研究集中在TOD 模式與軌道交通與城市互饋發(fā)展兩方面，我國對(duì)于車輛段上蓋開發(fā)的研究仍處在起步階段，主要集中在開發(fā)模式、交通規(guī)劃、功能布局等方面，蓋上停車系統(tǒng)研究存在欠缺，而蓋上車庫與普通城市地下車庫或居住區(qū)地下車庫相比較，具有其特異性。相較而言，普通城市地下車庫柱網(wǎng)布置沒有蓋下工藝限制，廣州車輛段上蓋車庫位于蓋下車輛段和上蓋物業(yè)間，同時(shí)受到蓋下工藝和蓋上塔樓的影響，不能直接套用普通城市車庫的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值，需要蓋上蓋下綜合考慮，確定蓋上車庫的平面布置思路以及經(jīng)濟(jì)合理的指標(biāo)。

1 地鐵車輛段上蓋車庫的概念與類型

1.1 地鐵車輛段相關(guān)的基本概念

地鐵車輛段是車輛停放、檢查、整備、運(yùn)用和修理的管理中心所在地。車輛段是提供地鐵日常運(yùn)營過程中必要后勤服務(wù)的配套基礎(chǔ)設(shè)施，是軌道交通體系的重要組成部分[2]。車輛段通常是尺度巨大的單層建筑，且開發(fā)強(qiáng)度低，其閑置的上部空間沒有得到有效利用，車輛段的運(yùn)用庫和檢修庫區(qū)域占地面積大，柱網(wǎng)齊整，有利于進(jìn)行上蓋開發(fā)。

地鐵車輛段上蓋物業(yè)是指在車輛段的停車庫、運(yùn)用庫和試車線的上方通過加蓋大板的方式形成物業(yè)開發(fā)的基面，在其上方進(jìn)行建筑、道路等的開發(fā)建設(shè)[2]。在土地價(jià)格昂貴的現(xiàn)代大都市，將車輛段用地投入到商住開發(fā)中，無疑極大地減輕了城市發(fā)展對(duì)土地資源的需求壓力，同時(shí)物業(yè)開發(fā)所得資金可以反哺地鐵建設(shè)，形成良性循環(huán)[3]。

1.2 地鐵車輛段蓋上停車系統(tǒng)分類

在車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)中，居住為主導(dǎo)的開發(fā)占據(jù)主要地位，在蓋上進(jìn)行住宅開發(fā)可以匯集大量人流和實(shí)現(xiàn)較快的資金回籠[4]。為滿足小區(qū)業(yè)主的大量停車需求，停車庫成為上蓋開發(fā)必不可少的一部分。通常有蓋上露天停車場(chǎng)、建筑底層停車場(chǎng)、蓋上獨(dú)立停車樓、夾層停車庫四種停車模式。廣州車輛段上蓋車庫通常采用夾層停車庫模式，與車輛段設(shè)備層結(jié)合設(shè)置，對(duì)上蓋物業(yè)影響小，可利用空間大，便于管理，但造價(jià)較高（圖1）。本文研究對(duì)象為蓋上夾層停車庫。

圖1 車輛段上蓋車庫示意圖

2 普通城市停車庫平面排布策略

車庫停車位設(shè)計(jì)并不以單個(gè)停車位的尺寸來考慮，而是根據(jù)柱網(wǎng)的限制成組布置車位，形成停車單元，再以此為基礎(chǔ)擴(kuò)展至整個(gè)停車區(qū)域。普通城市車庫設(shè)計(jì)已經(jīng)形成一種較為成熟的模式，將兩排車輛布置在一個(gè)柱跨內(nèi)，每排并列三輛車，一個(gè)停車位的最小寬度為2.4m，三車位并排的最小寬度為7.2m，即柱間凈距不小于7.2m，采用此種排布方式時(shí)柱間距是在結(jié)構(gòu)最經(jīng)濟(jì)的范圍內(nèi)，同時(shí)也是地上建筑常用的柱網(wǎng)尺寸[5-6]（圖2）。車輛采用垂直倒退停車的方式，車庫內(nèi)通道寬度不小于5.5m。

圖2 普通城市車庫停車單元示意圖

地下車庫長寬通常不等，為使通車道利用率較高，盡量避免空跑車道，根據(jù)已有項(xiàng)目和研究表明，沿長軸方向垂直布置雙排停車位，可以減少通車道占車庫的面積比例，更加經(jīng)濟(jì)。

3 車輛段上蓋車庫平面布置策略

3.1 官湖車輛段上蓋項(xiàng)目概述

本項(xiàng)目位于廣州新塘鎮(zhèn)官湖村，地鐵13號(hào)線官湖站南側(cè)，地塊大致呈東西走向。項(xiàng)目本著集約用地、租金地塊項(xiàng)目建設(shè)的原則，在地鐵車輛段上蓋建設(shè)住宅及相應(yīng)配套設(shè)施，總用地面積為417061.4m2，總建筑面積約為138.78萬m2，車庫建筑面積為46.51萬m2，機(jī)動(dòng)車位數(shù)為9817輛。

官湖車輛段上蓋根據(jù)報(bào)建要求，只設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)車位，不設(shè)置機(jī)械車位及微型車位。以垂直停車為主，局部為平行停車，車位尺寸2.4m×5.3m。蓋上車庫分為兩層，主要布置在車輛段運(yùn)用庫和聯(lián)合檢修庫以及咽喉區(qū)上方（圖3）。對(duì)兩層車庫平面布置分析，發(fā)現(xiàn)存在較多不利停車的空間導(dǎo)致停車效率較低。主要的不利空間有塔樓陰影區(qū)、設(shè)備房區(qū)，這些空間產(chǎn)生較多單排停車和平行停車，或車位排布零星分散、不規(guī)整。由于咽喉區(qū)對(duì)應(yīng)的蓋上車庫部分柱網(wǎng)尺寸復(fù)雜、不規(guī)整，或變形，縫兩側(cè)柱網(wǎng)沒有對(duì)齊，有些區(qū)域單排柱跨小于5.5m（車道最小尺寸）都會(huì)影響車道和車位合理布置，針對(duì)已建成上蓋車庫存在的問題，分析影響上蓋車庫停車效率主要因素，優(yōu)化車庫平面排布，使之更高效合理。

圖3 官湖車輛段上蓋車庫平面示意圖

3.2 車庫位置、輪廓

車庫室內(nèi)地坪低于室外地坪高度超過該層車庫凈高 1/2 的車庫稱為地下車庫[6]。適用于室外地坪平坦而且標(biāo)高相差不大的建筑場(chǎng)地。對(duì)于車輛段上蓋車庫而言，以周邊城市環(huán)境為基準(zhǔn)，它的標(biāo)高高于周圍城市道路，低于蓋上居住區(qū)，后文提到的負(fù)一層負(fù)二層均是相對(duì)于蓋上居住區(qū)而言。車輛段上蓋車庫建設(shè)范圍受基地輪廓和蓋下功能分區(qū)影響，整體輪廓緊湊規(guī)整，便于后期車庫布置。

官湖車輛段蓋上停車庫主要布置在運(yùn)用庫和聯(lián)合檢修庫以及咽喉區(qū)上方，在負(fù)一層有較大區(qū)域且形狀不規(guī)整的下沉商業(yè)，員工通道和景觀退臺(tái)，導(dǎo)致停車庫有效面積減小，且不規(guī)則的輪廓不利于停車位布置，停車效率降低。無效空間宜與設(shè)備房、坡道等結(jié)合布置，減少對(duì)停車的影響。由于車輛段不同區(qū)域的功能特性，咽喉區(qū)柱網(wǎng)不規(guī)整，順應(yīng)車線走向呈喇叭狀發(fā)散，停車效率遠(yuǎn)低于運(yùn)用庫區(qū)域，且較難實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)計(jì)，故后文對(duì)車庫平面優(yōu)化研究主要針對(duì)運(yùn)用庫區(qū)域。

3.3 上蓋住宅塔樓布置對(duì)車庫停車效率的影響

在地鐵車輛段上蓋開發(fā)中，由于開發(fā)時(shí)序因素，在進(jìn)行蓋下車輛段建設(shè)時(shí)，上蓋物業(yè)只有一個(gè)初步方案，無法最終確定，通常在蓋下預(yù)留一些空地讓蓋上物業(yè)結(jié)構(gòu)直接落下來，有些結(jié)構(gòu)無法落地時(shí)可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換處理[7]。在官湖項(xiàng)目中，蓋板上結(jié)構(gòu)采用直接落地的形式。采用此形式時(shí)蓋下平面和蓋上車庫的停車空間都會(huì)被上層落下的塔樓結(jié)構(gòu)影響，從而被劃分成幾個(gè)停車區(qū)域[8-9]。

為了在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段創(chuàng)造地下車庫的高效、有利條件，總平面中前后主樓宜平行布置，避免產(chǎn)生夾角；主樓間距盡量滿足雙排停車模數(shù)?？偲矫骈g主樓單元組合體量宜相同，避免占用地下車道[10]。

在官湖車輛段中，運(yùn)用庫區(qū)域上蓋塔樓沿蓋下車線方向平行排列，D1-D4塔樓為24層，高73.45m，D5-D7塔樓為28層，高85.05m，D8塔樓為27層，高82.15m。兩排樓間距約為47m。根據(jù)《廣州市城市規(guī)劃管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則》，新城區(qū)南北主朝向建筑的南北間距，樓高30.0m以上的按30.0+0.5或0.6（H-30）控制（H為建筑樓高，超過80m以上的部分不再增加計(jì)算建筑間距）。

該車庫方案中兩排塔樓間區(qū)域（圖4）停了7排車，有4條車道，出現(xiàn)單排停車的情況，停車效率嚴(yán)重下降，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)優(yōu)化調(diào)整住宅塔樓間的間距。

圖4 官湖運(yùn)用庫區(qū)域放大圖

3.4 停車方式選擇

在停車方式選擇上，可參考普通城市車庫經(jīng)驗(yàn)，選用最經(jīng)濟(jì)的垂直后退停車方式，盡量避免斜向停車或平行停車方式。除特殊條件下，通道布置應(yīng)為一條車道服務(wù)兩側(cè)停車，柱網(wǎng)排列應(yīng)盡可能避免一條車道服務(wù)一側(cè)停車的布置方式[11]。停車位排布應(yīng)與車庫柱網(wǎng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，形成高效合理的停車模塊，再由停車模塊組合成停車帶、停車單元。

3.5 高效停車單元模塊

由于咽喉區(qū)柱網(wǎng)較為復(fù)雜和不規(guī)律，本文主要選取蓋下柱網(wǎng)和邊界更規(guī)整的運(yùn)用庫上部車庫區(qū)域進(jìn)行分析研究。影響蓋上車庫柱網(wǎng)的因素較多，為研究典型停車布局，建立高效停車模塊，設(shè)定以下三個(gè)前提條件：車道及停車布置與蓋下停車線優(yōu)先選取平行布置，能減少連通口車道面積，以雙側(cè)垂直停車為優(yōu)先研究對(duì)象；柱截面選取常規(guī)設(shè)計(jì)值0.8m×0.8m，下文中提到的標(biāo)準(zhǔn)柱均采用這一截面尺寸（蓋下結(jié)構(gòu)為滿足剛度要求，存在柱截面較大的情況，蓋上車庫非塔樓范圍的結(jié)構(gòu)柱可通過變截面設(shè)計(jì)，調(diào)整為0.8m×0.8m）。

（1）橫向柱跨選擇

橫向柱跨是平行于蓋下軌道方向的柱跨。根據(jù)規(guī)范要求，橫向柱跨取值考慮的因素包括：標(biāo)準(zhǔn)停車位尺寸為2.4m×5.3m、通車道寬度5.5m（若橫向柱跨小于5.5m則無法布置通車道）、柱截面即梁高等。柱跨過小影響車位靈活布置，結(jié)構(gòu)柱多，較為浪費(fèi)；柱跨過大則選用的結(jié)構(gòu)形式不經(jīng)濟(jì)。最終綜合考慮，采用一個(gè)柱跨間停三輛車的模數(shù)。

官湖車輛段運(yùn)用庫標(biāo)準(zhǔn)柱跨為9m，橫向兩個(gè)柱間停三輛車，有局部變跨（圖5）。

圖5 官湖車輛段上蓋車庫橫向柱跨取值示意圖

從項(xiàng)目平面中看出9m柱跨布置三輛車存在面積浪費(fèi)，且橫向柱跨取值不考慮蓋下車線影響，故可以根據(jù)普通城市車庫設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)取值。柱網(wǎng)橫向間距計(jì)算方法為：D=d×N+g×2+w/2×2=Nd+2g+w[12]。

已知單車位寬d=2.4m，數(shù)量N=3，柱橫向截面寬w=0.8m，可得D=8+2g，g最小可取0，故橫向柱跨最小取值為8m（圖6）。

圖6 橫向柱跨取值示意圖

（2）縱向柱跨選擇

縱向柱跨是指垂直于地鐵軌道方向的柱跨。除了影響橫向柱跨的幾個(gè)條件外，蓋下工藝要求是影響縱向柱跨取值最主要的因素。蓋下車輛段運(yùn)用庫，柱網(wǎng)一般根據(jù)運(yùn)用庫停車線分布布置。根據(jù)蓋下工藝要求，縱向需滿足最小柱跨設(shè)計(jì)值。

實(shí)際項(xiàng)目中，運(yùn)用庫設(shè)計(jì)柱跨將根據(jù)使用功能放大約10%，運(yùn)用庫包含停車檢列庫和周月檢庫。官湖項(xiàng)目中，最小單線跨要求是5.4m，實(shí)際單線跨設(shè)計(jì)值采用6m。根據(jù)蓋上車庫設(shè)置區(qū)域情況，主要分析停車檢列庫、周月檢庫、定臨修庫區(qū)域縱向柱跨特點(diǎn)（表1）。

表1 三種柱跨類型各庫的柱間凈距（單位：m）

官湖車輛段停車檢列庫區(qū)域是蓋上停車最主要的布置范圍，占蓋上停車面積一半以上，形狀相對(duì)規(guī)整，柱跨類型組合較多，故本文以停車檢列庫上部停車區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象。停車檢列庫區(qū)域以兩線跨和三線跨為主，局部有一線跨。一線跨最小柱間凈距為5.8m，采用標(biāo)準(zhǔn)柱情況下，柱跨為6.6m。兩線跨最小柱間凈距要求為10.6m，采用標(biāo)準(zhǔn)柱情況下，柱跨為11.4m，可采用主次梁結(jié)構(gòu)形式。三線跨最小柱間凈距要求為15.4m，采用標(biāo)準(zhǔn)柱情況下，柱跨為16.2m。一線跨可能的停車位排布方式有兩種：停一排車，或作通車道使用；兩線跨可能的停車位排布單元有兩種：第一種，兩排車位背對(duì)背排布在一個(gè)柱跨內(nèi)，且不會(huì)有太多面積浪費(fèi)，兩排車位縱向尺寸為5.3m+5.3m=10.6m＜10.6m+0.8m=11.4m。第二種，一個(gè)縱向柱跨內(nèi)能容納一個(gè)車道加一排車位的寬度，5.3m+5.5m=10.8m＜10.6m+0.8m=11.4m；縱向三線跨停車位排布單元有兩種：均是兩排車位加一個(gè)通車道，分為通車道在兩排車位中間和通車道在一側(cè)兩種情況。尺寸為5.3m+5.5m+5.3m=16.1m＜15.4m+0.8m=16.2m。

在確定橫、縱向柱跨取值后，得到六種基本停車單元模塊（表2）。

表2 基本停車單元模塊

（3）雙排停車模數(shù)

區(qū)域停車模型的高效取決于縱向總尺寸是否滿足雙排停車模數(shù)。雙排停車模數(shù)滿足車位排數(shù)是車道數(shù)的兩倍，車位排數(shù)加車道數(shù)之和為三的倍數(shù)。在設(shè)計(jì)上蓋車庫時(shí)，先對(duì)蓋下車線進(jìn)行判定，所有線跨對(duì)應(yīng)的車位排數(shù)和車道數(shù)總和滿足三的倍數(shù)，就滿足雙排停車模數(shù)，若不滿足，條件允許情況下對(duì)蓋下車線設(shè)計(jì)或塔樓間距進(jìn)行調(diào)整。

（4）高效停車單元模塊組合應(yīng)用

在實(shí)際項(xiàng)目中，停車檢列庫車線種類和排布順序不同，分析出基本停車單元后，討論將多種停車單元組合。任意多個(gè)線跨依次排列，都可分為兩種情況討論，偶數(shù)個(gè)線跨組合和奇數(shù)個(gè)線跨組合。偶數(shù)個(gè)線跨組合時(shí)可以看做若干停車模塊兩兩組合，奇數(shù)個(gè)線跨組合時(shí)可看做若干停車模塊兩兩組合加一個(gè)基本停車模塊，表3整理了基本停車模塊兩兩組合的情況。每一種縱向線跨搭配都對(duì)應(yīng)A、B、C三種方式。組合方式A的車位排布是以一排車位加車道開始，組合方式B是以兩排車位開始，組合方式C是以車道加一排車位開始。首先，根據(jù)蓋下車線找到對(duì)應(yīng)的三種組合，同時(shí)考慮上一組模塊以什么結(jié)束，從A、B、C中挑選對(duì)應(yīng)模塊。

表3 基本停車模塊兩兩組合

4 以官湖停車檢列庫區(qū)域?yàn)槔⒗硐胪＼嚹Ｐ?/h2>

在控制好塔樓間距和分析提出經(jīng)濟(jì)合理的橫縱向柱跨后，選取官湖停車檢列庫兩排塔樓間的停車區(qū)域建立一個(gè)理想停車模型。原方案中所選范圍面積為80.0m×61.8m，4944m2，扣除設(shè)備機(jī)房和疏散樓梯的面積后為4160.8m2，共停138輛車，單車位面積為30.2m2。在該區(qū)域內(nèi)，蓋下按從北到南的順序分別是一線跨、三個(gè)三線跨、一線跨，通過前文結(jié)論判定，對(duì)應(yīng)的車道數(shù)加車位排數(shù)=1+3+3+3+1=11，不是三的倍數(shù)。擬將其增加一線跨，可符合雙排停車模數(shù)。所選范圍80.0m×68.4m，5472m2的長方形區(qū)域，分成（一線跨+三線跨）+（三線跨+三線跨）+（一線跨+一線跨）的兩兩組合方式，從表3選取對(duì)應(yīng)模塊組合建立理想停車模型，在此區(qū)域內(nèi)不考慮設(shè)備機(jī)房和疏散樓梯的理想車位排布（圖7），共240個(gè)車位，單車位面積為22.8m2，比優(yōu)化前多出停車位102個(gè)，區(qū)域內(nèi)停車效率提高24%。

圖7 理想?yún)^(qū)域停車模型

結(jié)語

受車輛段蓋下工藝和上部住宅塔樓影響，車輛段上蓋車庫具有特殊性和復(fù)雜性，在設(shè)計(jì)時(shí)可以部分遵循普通城市停車庫設(shè)計(jì)原則，但無法直接套用普通城市車庫平面指標(biāo)經(jīng)驗(yàn)值，且從實(shí)際項(xiàng)目來看停車效率低。本文針對(duì)此情況提出優(yōu)化策略，車庫外輪廓宜集約規(guī)整，塔樓布置平行于車線，每排塔樓間距符合雙排停車模數(shù)要求，橫向柱跨可以參考普通城市車庫經(jīng)驗(yàn)值，縱向需符合蓋下車線最小尺寸要求，綜上所述建立高效停車單元模塊。以官湖為例，根據(jù)項(xiàng)目條件先判定是否滿足雙排停車模數(shù)，將蓋下線跨兩兩組合，從表3中挑選對(duì)應(yīng)模塊拼合，快速得到兼具經(jīng)濟(jì)與合理的平面排布方案。停車模塊靈活組合可有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜蓋下條件變化，具備切實(shí)推廣性。

資料來源：

圖3，表1：廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司；

圖4～5：廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，作者改繪；

文中其余圖表均為作者自繪。