智能機器人“游走”水底，取土無盲區(qū)

2月19日，中鐵大橋局承建的常泰長江大橋附屬工程基本完成，預(yù)計今年10月具備通車條件。

常泰長江大橋是長江上第一座集高速公路、普通公路、鐵路于一體的跨江大橋。項目團隊在大橋建設(shè)中攻克了諸多難題，自主研發(fā)智能化、信息化取土機器人，并首次將其應(yīng)用于大型沉井施工中。

此次投入使用的智能機器人分為智能履帶式絞吸機器人和智能龍門式絞吸機器人。與傳統(tǒng)設(shè)備相比，這兩款智能機器人可一舉掃除水下取土盲區(qū)，實現(xiàn)沉井可控、可測、可視、安全高效下沉，開啟了大型水中沉井基礎(chǔ)施工“智造”新模式。

沉井是大橋塔墩的水下基礎(chǔ)。常泰長江大橋與常規(guī)懸索橋錨碇不同，其主塔沉井基礎(chǔ)處于江中。這要求基礎(chǔ)穩(wěn)固性更高，下沉深度更深。

常泰長江大橋采用圓端型沉井基礎(chǔ)，每個沉井用鋼量達2.3萬噸，超過3座埃菲爾鐵塔用鋼量；沉井底面橫橋向長95米，縱橋向?qū)?/span>57.8米，沉井總高72米，沉井面積相當于13個籃球場大，是世界最大面積水中沉井基礎(chǔ)。

此前，橋梁施工通常使用傳統(tǒng)空氣吸泥機進行作業(yè)，不僅費時費力，還存在取土盲區(qū)問題。智能機器人則提供了全新作業(yè)思路。履帶式絞吸機器人由傳感監(jiān)測系統(tǒng)、水下液壓系統(tǒng)、履帶底盤、絞吸裝置、液壓支臂、潛水渣漿泵和回轉(zhuǎn)吊裝系統(tǒng)幾大部分組成。其外形如坦克，前端是一個液壓絞吸頭，履帶輪可在高低不平的水底平穩(wěn)前行。

機器人到達水底后，操作人員可通過機器上自帶的測距儀和檢測設(shè)備實時調(diào)整機器人位置，并通過機器人搭載的水下視頻監(jiān)控、前視聲吶和避碰聲吶傳感器對施工環(huán)境進行監(jiān)測，將機器人調(diào)整至最佳工作狀態(tài)。

在水下進行土體掘削工作時，機器人可通過絞吸頭旋轉(zhuǎn)將泥土打碎，再由氣舉將泥土送入排渣系統(tǒng)。其工作臂能夠繞本體旋轉(zhuǎn)、伸縮，實現(xiàn)井孔內(nèi)及刃腳等盲區(qū)全覆蓋。

由井上吊裝平臺、龍門絞吸機及其附屬結(jié)構(gòu)等組成的智能龍門式絞吸機器人不僅可解決盲區(qū)取土難題，還可實現(xiàn)沉井自動化取土。

龍門式絞吸機器人為框架式結(jié)構(gòu)，主框架撐在沉井內(nèi)壁，共分為三級框架。其中，一級框架主要為設(shè)備的最外圍框架，承擔設(shè)備的所有重量；二級框架可以在一級框架上行走，實現(xiàn)機器人縱向移動；三級框架可以實現(xiàn)機器人橫向移動。取土作業(yè)時，操作人員在水上操作平臺通過傳感器實時監(jiān)測取土情況，同時通過計算機軟件預(yù)設(shè)軌跡，實現(xiàn)了自動化施工作業(yè)。

此外，該機器人的智能感應(yīng)系統(tǒng)還能給沉井的河床區(qū)域做“B超”。相關(guān)負責人介紹，機器人絞吸臂上裝有高度計及前視成像聲吶，可掃描出作業(yè)面情況，探明工作環(huán)境。   記者 吳純新  通訊員 徐洪江