智能機(jī)器人“游走”水底，取土無(wú)盲區(qū)

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

常泰長(zhǎng)江大橋是長(zhǎng)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(xiàng)目團(tuán)隊(duì)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(jī)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(jī)器人分為智能履帶式絞吸機(jī)器人和智能龍門(mén)式絞吸機(jī)器人。與傳統(tǒng)設(shè)備相比，這兩款智能機(jī)器人可一舉掃除水下取土盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)沉井可控、可測(cè)、可視、安全高效下沉，開(kāi)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(zhǎng)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(zhǎng)江大橋采用圓端型沉井基礎(chǔ)，每個(gè)沉井用鋼量達(dá)2.3萬(wàn)噸，超過(guò)3座埃菲爾鐵塔用鋼量；沉井底面橫橋向長(zhǎng)95米，縱橋向?qū)?7.8米，沉井總高72米，沉井面積相當(dāng)于13個(gè)籃球場(chǎng)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(jī)進(jìn)行作業(yè)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還存在取土盲區(qū)問(wèn)題。智能機(jī)器人則提供了全新作業(yè)思路。履帶式絞吸機(jī)器人由傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水下液壓系統(tǒng)、履帶底盤(pán)、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(gè)液壓絞吸頭，履帶輪可在高低不平的水底平穩(wěn)前行。

機(jī)器人到達(dá)水底后，操作人員可通過(guò)機(jī)器上自帶的測(cè)距儀和檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人位置，并通過(guò)機(jī)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(duì)施工環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將機(jī)器人調(diào)整至最佳工作狀態(tài)。

在水下進(jìn)行土體掘削工作時(shí)，機(jī)器人可通過(guò)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(shí)現(xiàn)井孔內(nèi)及刃腳等盲區(qū)全覆蓋。

由井上吊裝平臺(tái)、龍門(mén)絞吸機(jī)及其附屬結(jié)構(gòu)等組成的智能龍門(mén)式絞吸機(jī)器人不僅可解決盲區(qū)取土難題，還可實(shí)現(xiàn)沉井自動(dòng)化取土。

龍門(mén)式絞吸機(jī)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(jí)框架。其中，一級(jí)框架主要為設(shè)備的最外圍框架，承擔(dān)設(shè)備的所有重量；二級(jí)框架可以在一級(jí)框架上行走，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人縱向移動(dòng)；三級(jí)框架可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人橫向移動(dòng)。取土作業(yè)時(shí)，操作人員在水上操作平臺(tái)通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)取土情況，同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件預(yù)設(shè)軌跡，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化施工作業(yè)。

此外，該機(jī)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(fù)責(zé)人介紹，機(jī)器人絞吸臂上裝有高度計(jì)及前視成像聲吶，可掃描出作業(yè)面情況，探明工作環(huán)境。