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工人日報客戶端:長江底“開坦克”,智能機器人掃除水下取土盲區

來源:  作者:企業文化部審核   發布時間:2025-02-21   字體:【 【打印】

2月18日,據中鐵大橋局消息,由其承建的常泰長江大橋附屬工程基本完成,預計今年10月公路具備通車條件。

作為長江上第一座高速公路+普通公路+鐵路“三位一體”的跨江大橋,項目團隊在大橋建設中攻克了不少難題,尤其是在沉井施工中自主研發的智能機器人,實現了智能化、信息化取土機器人在大型沉井施工中首次投入使用。

此次投入的智能“絞吸機器人”分為智能履帶式絞吸機器人和智能龍門式絞吸機器人,與傳統設備相比,最大特點就是掃除水下盲區取土問題,實現沉井可控、可測、可視、安全高效下沉,開啟大型水中沉井基礎施工智造新元。

“坦克”機器人水下如履平地

沉井是長江大橋塔墩的水下基礎,而常泰長江大橋與常規懸索橋錨碇不同,其主塔沉井基礎處于江中,對基礎的穩固性要求更高,下沉深度更深。

據了解,常泰長江大橋采用圓端型沉井基礎,每個沉井用鋼量達到2.3萬噸,超過3座埃菲爾鐵塔用鋼量;沉井底面尺寸橫橋向長95米,縱橋向寬57.8米,沉井總高72米,沉井面積相當于13個籃球場大,為世界最大面積水中沉井基礎。

如此大的體積埋入水中,同時水文地質條件復雜,還須穿越3層粉質黏土層,使用傳統空氣吸泥機費時費力,智能機器人的出現則提供了全新思路。

履帶式絞吸機器人由傳感監測系統、水下液壓系統、履帶底盤、絞吸裝置、液壓支臂、潛水渣漿泵和回轉吊裝系統幾大部分組成。

記者注意到,它的外形像個坦克,前端是一個液壓絞吸頭,履帶輪可以在高低不平的水底平穩前行。

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備,實時調整機器人位置,并通過機器人搭載的水下視頻監控、前視聲吶和避碰聲吶傳感器對施工環境進行監測,從而將機器人調整至最佳工作狀態。

水下進行土體掘削工作時,機器人通過絞吸頭旋轉將泥土打碎,再由氣舉進入排渣系統;工作臂能夠繞本體旋轉、伸縮,實現井孔內及刃腳等盲區全覆蓋。

智能感應系統給河床做“B超”

除此以外,由井上吊裝平臺、龍門絞吸機及其附屬結構等組成的智能龍門式絞吸機器人,不僅解決了盲區取土的難題,還實現了沉井自動化取土。

據介紹,龍門式絞吸機器人是框架式結構,主框架撐在沉井內壁,共分為三級框架。其中,一級框架主要為設備的最外圍框架,承重設備的所有重量;二級框架可以在一級框架上行走,實現機器人的縱向移動;三級框架可以實現機器人的橫向移動。

取土作業時,操作人員可在水上操作平臺通過傳感器實時監測取土情況,同時通過計算機軟件預設軌跡,實現自動化施工作業。

值得一提的是,該機器人的智能感應系統還能給沉井的河床區域做“B超”。相關負責人介紹,機器人絞吸臂上裝有高度計及前視成像聲吶,其中高度計用于檢測機器人距離下方作業泥面距離,成像聲吶可掃描出作業面情況,探明工作環境。

在主控制平臺的顯示屏上,3D圖隨著參數的變化而動作,實時顯示水下作業情況。操作人員通過多方向操縱桿來控制水下機器人,配合水下聲吶傳感和攝像設備,沉井刃腳等盲區位置一覽無余。(工人日報客戶端記者 張翀 通訊員 徐洪江 實習生 汪頎偉)

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