張益增

摘要：直角轉(zhuǎn)彎是消防車道中最為常見的轉(zhuǎn)彎類型之一，檢測或評估時經(jīng)常因現(xiàn)場條件受限難以直接測量消防車道轉(zhuǎn)彎半徑。為提高轉(zhuǎn)彎半徑現(xiàn)場測量的準(zhǔn)確性和高效性，文章介紹了如何通過簡化現(xiàn)場有用信息，建立數(shù)學(xué)幾何模型，利用數(shù)學(xué)幾何運(yùn)算關(guān)系間接測算出消防車道的轉(zhuǎn)彎半徑。直角轉(zhuǎn)彎的消防車道可通過測量有效路寬的方法間接測算出轉(zhuǎn)彎半徑。

關(guān)鍵詞：消防車道;轉(zhuǎn)彎半徑;間接測算方法

在建筑消防設(shè)施檢測過程中，對消防車道的檢測往往只是簡單檢查寬度、畫線、標(biāo)識等，對于消防車道轉(zhuǎn)彎半徑的檢測容易被忽略或者僅是目測。在行業(yè)內(nèi)，對消防車道轉(zhuǎn)彎半徑也存在一定爭議，時常出現(xiàn)不同項(xiàng)目設(shè)計(jì)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不一致的情況。下面分析探討消防車道轉(zhuǎn)彎半徑的檢測問題。

一、“消防車道轉(zhuǎn)彎半徑”與“消防車轉(zhuǎn)彎半徑”的區(qū)別

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）中規(guī)定消防車道轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)滿足消防車轉(zhuǎn)彎的要求。由于消防車道大多數(shù)需要利用城市道路或居住小區(qū)內(nèi)的公共道路，而消防車的轉(zhuǎn)彎半徑一般較大，通常為9～12m。因此，無論是專用消防車道還是兼作消防車道的其他道路或公路，均應(yīng)滿足消防車的轉(zhuǎn)彎半徑要求，該轉(zhuǎn)彎半徑可以結(jié)合當(dāng)?shù)叵儡嚨呐渲们闆r和區(qū)域內(nèi)的建筑物建設(shè)與規(guī)劃情況綜合考慮確定。

我國普通消防車的轉(zhuǎn)彎半徑是9m，登高消防車的轉(zhuǎn)彎半徑為12m，部分特種車輛的轉(zhuǎn)彎半徑為16～20m。需要注意的是，這里所說的轉(zhuǎn)彎半徑9m、12m或16～20m，都是指消防車本身的轉(zhuǎn)彎半徑，也就是消防車的最小轉(zhuǎn)彎半徑，這是機(jī)動車本身的屬性。《車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ100-2015中關(guān)于機(jī)動車最小轉(zhuǎn)彎半徑的定義是機(jī)動車回轉(zhuǎn)時，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置，機(jī)動車以最低穩(wěn)定車速轉(zhuǎn)向行駛時，外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的中心平面在支承平面上滾過的軌跡圓半徑，表示機(jī)動車能夠通過狹窄彎曲地帶或繞過不可越過的障礙物的能力?！盾噹旖ㄖO(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ100-2015中關(guān)于機(jī)動車道路轉(zhuǎn)彎半徑的定義是能夠保持機(jī)動車輛正常行駛與轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下的彎道內(nèi)側(cè)道路邊緣處半徑。由此可見，消防車轉(zhuǎn)彎半徑與消防車道的轉(zhuǎn)彎半徑兩者概念不同（如圖1所示）。

根據(jù)計(jì)算，消防車道轉(zhuǎn)彎半徑第一種設(shè)計(jì)方案為，轉(zhuǎn)彎半徑為7m左右的車道即可滿足轉(zhuǎn)彎半徑為9m的消防車通行要求，轉(zhuǎn)彎半徑為10m左右的車道即可滿足轉(zhuǎn)彎半徑為12m的消防車通行要求?；蛘卟捎玫诙N方案，直接將消防車道轉(zhuǎn)彎半徑等同于消防車轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行設(shè)計(jì)。即轉(zhuǎn)彎半徑為9m左右的車道滿足轉(zhuǎn)彎半徑為9m的消防車通行要求，轉(zhuǎn)彎半徑為12m的車道滿足轉(zhuǎn)彎半徑為12m的消防車通行要求。

消防車轉(zhuǎn)彎半徑與消防車道轉(zhuǎn)彎半徑存在不少爭議，每個人的理解不同，雖然許多設(shè)計(jì)者也認(rèn)同設(shè)計(jì)方案一，但由于此種設(shè)計(jì)方案經(jīng)常會有審圖機(jī)構(gòu)或主管部門不認(rèn)同，因此目前幾乎所有關(guān)于消防車道轉(zhuǎn)彎半徑的設(shè)計(jì)都不低于9m，也就是默認(rèn)將消防車轉(zhuǎn)彎半徑與消防車道轉(zhuǎn)彎半徑等同。

當(dāng)存在爭議時，從安全角度出發(fā)，在條件滿足的情況下，以更嚴(yán)格的方案執(zhí)行并無不妥。并且考慮到我國的交通情況，方案一“卡極限”的設(shè)計(jì)往往會給實(shí)際救援造成困難，有時幾輛電動車、幾根電線就能導(dǎo)致消防車無法通行而耽誤救援。但是當(dāng)現(xiàn)實(shí)條件難以滿足較高要求，且場所火災(zāi)危險(xiǎn)性不大時，各方可以適當(dāng)考慮放寬要求，但不應(yīng)低于設(shè)計(jì)方案一的標(biāo)準(zhǔn)。

二、幾種常見消防車道轉(zhuǎn)彎半徑的簡易測量方法

消防車道轉(zhuǎn)彎半徑通過設(shè)計(jì)軟件很容易就可以設(shè)計(jì)、測算出來。但是檢測、驗(yàn)收現(xiàn)場情況復(fù)雜，經(jīng)常難以通過確定圓心位置而確定半徑（現(xiàn)場圓心往往在建筑內(nèi)）。通過測量角度和、弦長推算出半徑的方法是目前現(xiàn)場檢測較為常見的方法，但現(xiàn)場的情況有時難以準(zhǔn)確測量弧長，弦長也經(jīng)常會被建筑物擋住，不過此法在測算非正交轉(zhuǎn)彎時有其優(yōu)勢。上述方法已有許多文章詳述，此處不再討論。

下面針對最常見的正交轉(zhuǎn)彎（90°轉(zhuǎn)彎）的幾種情況通過建立數(shù)學(xué)模型，推演簡化現(xiàn)場測量方法，以供檢測人員參考。

首先，我們已經(jīng)明確當(dāng)消防車道轉(zhuǎn)彎半徑為9m，寬度為4m時，所組成的空間可以滿足一輛普通消防車轉(zhuǎn)彎要求，該空間如圖2黃色區(qū)域所示。

那么可以想象，假如現(xiàn)場消防車道轉(zhuǎn)彎處的平面幾何空間可以容下圖2黃色區(qū)域，那么無論現(xiàn)場車道空間平面幾何形狀有多么復(fù)雜、多么不規(guī)則，它都是可以滿足一輛普通消防車順利轉(zhuǎn)彎的，如圖3所示。

那么，如何快速提煉現(xiàn)場有用信息，簡化幾何模型呢？其實(shí)很簡單。我們以幾種常見的消防車道轉(zhuǎn)彎情況為例，從簡到繁逐一討論。

（一）直角轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎前后道路等寬

如圖4所示，此處拐角角度為90°，前后道路寬度一樣，若該拐角要滿足消防車轉(zhuǎn)彎需求，則內(nèi)外側(cè)路沿組成的平面空間應(yīng)容納下消防車轉(zhuǎn)彎所需空間（黃色區(qū)域）。由圖4可看出，決定該轉(zhuǎn)彎處平面空間能否容納下消防車轉(zhuǎn)彎所需空間的關(guān)鍵點(diǎn)有三處，即內(nèi)側(cè)路沿與黃色區(qū)域最接近的點(diǎn)A以及外側(cè)路沿與黃色區(qū)域最接近的點(diǎn)D和G。（在此重點(diǎn)說明一下，A點(diǎn)不僅指現(xiàn)場內(nèi)轉(zhuǎn)角最突出的路沿，也可能是建筑墻角、路溝等阻礙車輪前進(jìn)的障礙物，哪里最突出哪里就是A點(diǎn)，只要阻礙車輪前進(jìn)的障礙物都按路沿處理）。只要A、D、G這三點(diǎn)均在黃色區(qū)域之外，則說明該轉(zhuǎn)彎處平面空間可以容納下消防車轉(zhuǎn)彎所需空間，也就是滿足消防車轉(zhuǎn)彎要求。那么我們以最小極限情況考慮，當(dāng)?shù)缆穼挾容^窄，A、D、G這三點(diǎn)都在黃色區(qū)域的邊緣上，此時該處拐角剛好滿足消防車轉(zhuǎn)彎要求，也就是消防車道在該處的轉(zhuǎn)彎半徑剛好為9m。通過簡單的幾何計(jì)算可以得出，此時AB段長度約為6.3m，BC段長度約為9m-6.3m=2.7m，路寬（BD段）=BC+CD=2.7m+4m=6.7m。

由此可知，只要測量路寬不小于6.7m，即可滿足消防車道轉(zhuǎn)彎半徑不小于9m的要求。同理可算，測量路寬不小于7.6m，即可滿足消防車道轉(zhuǎn)彎半徑不小于12m的要求。

（二）直角轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎前后道路寬度不一樣

如圖5所示，與第一種情況同理，當(dāng)A、D、G這三點(diǎn)都在黃色區(qū)域的邊緣上時，該處拐角剛好滿足消防車轉(zhuǎn)彎要求。這種情況下我們在現(xiàn)場可以先測量出較窄路寬（即EG段），例如現(xiàn)場測量結(jié)果為5m，扣除4m即可得到EF=5m-4m=1m，AB=0E=9m-1m=8m，通過勾股定理可得出OB段約為4.1m，則BC=OC-OB=9m-4.1m=4.9m，較寬道路的寬度（即BD段）=4.9m+4m=8.9m。也就是說假設(shè)較窄路寬為5m的話，較寬路寬只要不小于8.9m，該處拐角便滿足消防車轉(zhuǎn)彎要求，即消防車道在該處的轉(zhuǎn)彎半徑不小于9m。

現(xiàn)場的具體測量方法為（此方法同樣適用于轉(zhuǎn)彎半徑為12m的情況）：

①測量出較窄路寬EG;

②計(jì)算出AB段長度，從而確定現(xiàn)場B點(diǎn)的具體位置，然后在B點(diǎn)處測量較寬的路寬（即BD段的現(xiàn)場實(shí)際長度）;

③計(jì)算出BD段的理論長度;

④如果較寬路寬的實(shí)際測量寬度不小于BD段的理論長度，即可滿足轉(zhuǎn)彎半徑要求。

（三）直角轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎前后道路等寬，但內(nèi)轉(zhuǎn)角處為圓角

與第一種情況的原理一樣，A點(diǎn)的位置也是內(nèi)轉(zhuǎn)角路沿的最突出點(diǎn)（只是從直角變成圓角圓弧的中點(diǎn)），如圖6所示。仔細(xì)對比觀察圖6和圖4可發(fā)現(xiàn)，在圖6中過A點(diǎn)做2條分別與兩個路沿平行的輔助線AB和AE，即可得到與圖4一樣的模型，然后便可按照第一種情況的方式測算。此時路沿H點(diǎn)在BC之間的哪個位置都不影響消防車轉(zhuǎn)彎通行，也不影響車道轉(zhuǎn)彎半徑。這便是模型簡化。

現(xiàn)場的具體測量方法為：

①過A點(diǎn)做2條分別與兩個路沿平行的輔助線AB和AE;

②在輔助線上確定B點(diǎn)的位置（當(dāng)要求車道轉(zhuǎn)彎半徑為9m時，B點(diǎn)在距離A點(diǎn)6.3m處;當(dāng)要求車道轉(zhuǎn)彎半徑為12m時，B點(diǎn)在距離A點(diǎn)8.4m處）;

③測量BD之間的距離（當(dāng)要求車道轉(zhuǎn)彎半徑不小于9m時，BD之間的距離不小于6.7m;當(dāng)要求車道轉(zhuǎn)彎半徑為12m時，BD之間的距離不小于7.6m）。

（四）直角轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎前后道路寬度不一樣，但內(nèi)轉(zhuǎn)角處為圓角

檢測原理與第二種情況一樣，如圖7所示，過A點(diǎn)做2條分別與兩個路沿平行的輔助線AB和AE，即可得到與圖5一樣的模型，然后便可按照第二種情況的方式測算。此處有一個難點(diǎn)，就是A點(diǎn)的準(zhǔn)確位置不好確定，不過可以肯定的是A點(diǎn)在圓角圓弧JK上，且靠近較窄路寬一側(cè)，也就是更靠近K點(diǎn)。在實(shí)際測量過程中只要

適當(dāng)往K點(diǎn)方向確定A點(diǎn)位置即可（造成的誤差不大），若為了穩(wěn)妥起見，也可直接將K點(diǎn)作為A點(diǎn)進(jìn)行測算。

（五）直角轉(zhuǎn)彎，但道路兩側(cè)障礙物較多，無規(guī)則路沿

轉(zhuǎn)彎處整體為90°轉(zhuǎn)彎，但道路兩側(cè)障礙物較多，如凸出的不規(guī)則圍墻、電線桿、路墩、花壇等。該情形亦可通過提取現(xiàn)場有效信息建立幾何模型，從而測算轉(zhuǎn)彎半徑。如圖8所示，過內(nèi)轉(zhuǎn)角障礙物最突出點(diǎn)A做兩條輔助線分別平行于外側(cè)路沿（此處外側(cè)路沿是一個模型概念，是以外側(cè)障礙物最突出點(diǎn)為準(zhǔn)），然后按照第二種情況的方法測算即可。

三、結(jié)語

消防車道轉(zhuǎn)彎半徑的檢測驗(yàn)收對于消防安全工作有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義，以上方法為現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)所得，供相關(guān)人員在實(shí)踐中參考與檢驗(yàn)，如有不足請指正。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50016-2014 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2018年版）[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2018.

[2]JGJ100-2015 車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2015.