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科技日报能做“B超”能自救，国内首个沉井作业智能搅吸机器人“开工”


◎ 科技日报采访人员 金凤
黄色的机身、厚厚的履带、尖锐的搅吸头……8月19日上午 ， 在世界最大跨度公铁两用斜拉桥——常泰长江大桥6号主塔墩施工现场 ， 一台外形貌似微型“坦克”的智能履带式绞吸机器人 ， 被吊装着慢慢进入主塔墩沉井内下水 。
大型桥梁沉井作业的难点之一是“盲区”取土 。 由于水下地形复杂 ， 沉井隔仓形成的盲区又难以视探 ， 以往的吸泥设备 ， 存在取土不均匀 ， 沉井安装倾斜、突然下沉的风险 。 智能履带式绞吸机器人设计方介绍 ， 他们自主研发的这款目前国内首个大型沉井水下取土的机器人 ， 可以在水下行走 ， 并能通过智能感应系统给沉井下沉的河床区域做“B超” ， 探明工作环境 ， 将施工效率提升4-6倍 ， 同时助力安全施工、减少人力 。
中铁大桥局常泰长江大桥项目经理汤忠国介绍智能履带搅吸机器人性能 。 金凤 制作
挑战盲区取土、
黏土层吸泥难题
泥面深度、泥水比重、机器人俯仰角度、绞头转速、液压舱参数……在常泰长江大桥6号主塔墩施工现场的控制室内 ， 屏幕上显示着智能履带式绞吸机器人的水下作业环境 。
在不远处的江面 ， 一台智能履带式绞吸机器人 ， 被慢慢调入江面 。 随着搅吸头的转动 ， 江水逐渐浑浊 。
科技日报能做“B超”能自救，国内首个沉井作业智能搅吸机器人“开工”
本文插图
智能履带式绞吸机器人 ， 金凤摄
在建的常泰长江大桥是长江上首座集高速公路、城际铁路、一级公路“三位一体”的过江通道 ， 于2019年1月9日开建 。 其中主航道桥为主跨1176米的斜拉桥 ， 超过目前世界最大跨度斜拉桥、沪苏通大桥 。
科技日报能做“B超”能自救，国内首个沉井作业智能搅吸机器人“开工”
本文插图
建成后的常泰长江大桥效果图 ， 中铁大桥局二公司供图
由中铁大桥局施工的6号墩沉井 ， 是国内目前平面尺寸最大的水中沉井 。 相当于13个篮球场大小、1.2万辆家用小汽车的重量 。
要将这么重的一个大家伙破土安置在长江河床上 ， 需要扎实的“底盘” 。 “目前 ， 大型桥梁沉井施工最大的挑战就是盲区取土困难 。 ”中铁大桥局常泰长江大桥项目经理汤忠国说 ， 所谓的盲区 ， 指的是沉井的隔仓 。
6号墩沉井内 ， 众多钢梁组合成一张蜘蛛网状的隔仓 ， 将沉井分隔成一个个空洞洞的井孔 ， 这张“蜘蛛网”就是沉井施工的“盲区” 。
常泰长江大桥6号主塔墩沉井施工现场 。 中铁大桥局二公司提供
“沉井下沉时 ， 隔仓的仓壁、仓底会遭遇泥土的阻力 ， 下沉越深 ， 阻力越大 。 而此次沉井的最大入土深度达48米 ， 地下有3层粉质黏土层 ， 其中粉质黏土层总厚度达21米 ， 这意味着阻力更大 。 以往的吸泥设备 ， 有吸泥不均匀、取土量难以控制的问题 ， 这可能存在沉井局部倾斜或者突然下沉的风险 ， 对于沉井结构、沉井内的设备和施工人员会造成威胁 。 ”汤忠国介绍 。
6号墩沉井的盲区占沉井总面积的45% ， 如何这么大区域内的水下看清沉井的着床、取土情况 ， 让沉井安全着床？一年半前 ， 汤忠国团队开始设计智能履带式绞吸机器人 。
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智能履带式绞吸机器人 ， 金凤摄
为大桥沉井水下环境做“B超”
工作效率提高4-6倍
在施工现场 ， 科技日报采访人员看到 ， 下水的机器人 ， 两侧底座有履带 ， 车前的机械臂上 ， 有个尖锐的搅吸头 。 汤忠国介绍 ， 他们为机器人设计了水下走行系统、水下智能感应系统、水下液压电气系统、自动搅吸排渣系统和岸上的操作控制系统 ， 其中最核心的就是水下智能感应传感系统 。
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