科技日报记者 吴纯新 通讯员 徐洪江
2月19日，记者从中铁大桥局获悉，该公司承建的常泰长江大桥附属工程基本完成，预计今年10月公路具备通车条件。
作为长江上第一座高速公路+普通公路+铁路“三位一体”的跨江大桥，项目团队在大桥建设中攻克了诸多难题，尤其是在沉井施工中自主研发的智能机器人，实现了智能化、信息化取土机器人在大型沉井施工中首次投入使用。
与传统设备相比，此次投入的智能“绞吸机器人”分为智能履带式绞吸机器人和智能龙门式绞吸机器人，一举扫除水下盲区取土问题，实现沉井可控、可测、可视、安全高效下沉，开启大型水中沉井基础施工智造新模式。
沉井是大桥塔墩的水下基础，常泰长江大桥与常规悬索桥锚碇不同，其主塔沉井基础处于江中，对基础的稳固性要求更高，下沉深度更深。
据了解，常泰长江大桥采用圆端型沉井基础，每个沉井用钢量达到2.3万吨，超过3座埃菲尔铁塔用钢量；沉井底面尺寸横桥向长95米，纵桥向宽57.8米，沉井总高72米，沉井面积相当于13个篮球场大，是世界最大面积水中沉井基础。
使用传统空气吸泥机费时费力，而智能机器人提供了全新思路。履带式绞吸机器人由传感监测系统、水下液压系统、履带底盘、绞吸装置、液压支臂、潜水渣浆泵和回转吊装系统几大部分组成。外形像坦克，前端是一个液压绞吸头，履带轮可在高低不平的水底平稳前行。
机器人到达水底后，操作人员可通过机器上自带的测距仪和检测设备，实时调整机器人位置，并通过机器人搭载的水下视频监控、前视声呐和避碰声呐传感器对施工环境进行监测，将机器人调整至最佳工作状态。
水下进行土体掘削工作时，机器人通过绞吸头旋转将泥土打碎，再由气举进入排渣系统；工作臂能够绕本体旋转、伸缩，实现井孔内及刃脚等盲区全覆盖。
此外，由井上吊装平台、龙门绞吸机及其附属结构等组成的智能龙门式绞吸机器人，不仅解决了盲区取土的难题，还可实现沉井自动化取土。
据介绍，龙门式绞吸机器人是框架式结构，主框架撑在沉井内壁，共分为三级框架。其中，一级框架主要为设备的最外围框架，承重设备的所有重量；二级框架可以在一级框架上行走，实现机器人纵向移动；三级框架可以实现机器人横向移动。
取土作业时，操作人员可在水上操作平台通过传感器实时监测取土情况，同时通过计算机软件预设轨迹，实现自动化施工作业。
此外，该机器人的智能感应系统还能给沉井的河床区域做“B超”。相关负责人介绍，机器人绞吸臂上装有高度计及前视成像声呐，可扫描出作业面情况，探明工作环境。
主控制平台显示屏上，3D图随着参数的变化而动作，实时显示水下作业情况。操作人员通过多方向操纵杆来控制水下机器人，配合水下声呐传感和摄像设备，沉井刃脚等盲区位置一览无余。
（受访单位供图）
