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常泰长江大桥沉井下的盲区如何取土?龙门式绞吸机器人“上线”
发布时间: 2021-04-05 来源:未知 点击次数:

通讯员 王海芳 科技日报记者 金凤

12月11日,在建中的常泰长江大桥6号主塔墩施工现场,一个龙门式绞吸机器人正式下水并进行水下取土作业。常泰长江大桥主航道桥为主跨1176米的斜拉桥,主塔高352米,建成后,主跨和主塔将超过今年7月1日刚刚开通运营的沪苏通大桥。如何在超大跨度、超高塔、复杂环境深水基础等桥梁施工领域取土,中铁大桥局自主研发大型沉井水下取土机器人,解决了盲区取土的难题,将施工效率提升4-6倍。

12月11日上午11时,常泰长江大桥6号墩沉井上,中铁大桥局研发的龙门式绞吸机器人正在调整下沉角度。受访者供图

站在常泰长江大桥6号主塔墩沉井上记者看到,6号墩钢沉井如同一块巨大的蜂窝煤。“蜂窝煤”空心部分叫井孔,实心部分叫井壁或隔墙。6号墩沉井共有36个井孔,沉井底面尺寸横桥长95米,纵桥宽57.8米,面积相当于13个篮球场大小。

绞吸机器人就是下到井孔里进行取土作业的。龙门式机器人采用框架式结构,分为三级框架。一级框架在最外侧,承载设备所有重量;二级框架可在一级框架内行走,实现绞吸机构的纵向移动。三级框架可实现绞吸机构的横向移动。绞吸臂装有排渣管,可把绞散的砂土吸出。

“这就像把蜂窝煤一样的结构下沉到覆盖层内,实心的部位肯定会受到土体的阻力,下沉越深,阻力越大。沉井最大入土深度将达35米,需穿越硬塑粉质黏土、密实砂层、粉质黏土—密实砂互层等3层粉质黏土层,其中粉质黏土层总厚度达21米。绞吸机器人有液压绞吸头,它通过绞头旋转将泥土打碎,砂土通过气举排出。”中铁大桥局常泰长江大桥项目经理汤忠国介绍,绞吸机器人最大的作用是解决了盲区取土的问题。机器人的智能感应系统还可以检查沉井下沉的河床区域,给机器人的作业环境做“B超”。水上的操作平台通过传感器可以实时监测机器人取土情况,根据传感器数据来自动化施工作业。

12月11日上午11时,常泰长江大桥6号墩沉井上,中铁大桥局研发的龙门式绞吸机器人正在被吊装下放到沉井内壁内。 受访者供图

汤忠国同时介绍,工作人员在主控平台可以清晰地看到机器人的作业模拟,显示的图像类似于B超的扇形图。工作人员通过操纵杆控制水下机器人,通过水下声呐传感和摄像设备,可以辨别盲区位置,实现精准取土。

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