常泰長江大橋沉井下的盲區如何取土?龍門式絞吸機器人「上線」

2020-12-23 環球網

本文轉自【科技日報】;

通訊員 王海芳 科技日報記者 金鳳

12月11日,在建中的常泰長江大橋6號主塔墩施工現場,一個龍門式絞吸機器人正式下水並進行水下取土作業。常泰長江大橋主航道橋為主跨1176米的斜拉橋,主塔高352米,建成後,主跨和主塔將超過今年7月1日剛剛開通運營的滬蘇通大橋。如何在超大跨度、超高塔、複雜環境深水基礎等橋梁施工領域取土,中鐵大橋局自主研發大型沉井水下取土機器人,解決了盲區取土的難題,將施工效率提升4-6倍。

12月11日上午11時,常泰長江大橋6號墩沉井上,中鐵大橋局研發的龍門式絞吸機器人正在調整下沉角度。受訪者供圖

站在常泰長江大橋6號主塔墩沉井上記者看到,6號墩鋼沉井如同一塊巨大的蜂窩煤。「蜂窩煤」空心部分叫井孔,實心部分叫井壁或隔牆。6號墩沉井共有36個井孔,沉井底面尺寸橫橋長95米,縱橋寬57.8米,面積相當於13個籃球場大小。

絞吸機器人就是下到井孔裡進行取土作業的。龍門式機器人採用框架式結構,分為三級框架。一級框架在最外側,承載設備所有重量;二級框架可在一級框架內行走,實現絞吸機構的縱向移動。三級框架可實現絞吸機構的橫向移動。絞吸臂裝有排渣管,可把絞散的砂土吸出。

「這就像把蜂窩煤一樣的結構下沉到覆蓋層內,實心的部位肯定會受到土體的阻力,下沉越深,阻力越大。沉井最大入土深度將達35米,需穿越硬塑粉質黏土、密實砂層、粉質黏土—密實砂互層等3層粉質黏土層,其中粉質黏土層總厚度達21米。絞吸機器人有液壓絞吸頭,它通過絞頭旋轉將泥土打碎,砂土通過氣舉排出。」中鐵大橋局常泰長江大橋項目經理湯忠國介紹,絞吸機器人最大的作用是解決了盲區取土的問題。機器人的智能感應系統還可以檢查沉井下沉的河床區域,給機器人的作業環境做「B超」。水上的操作平臺通過傳感器可以實時監測機器人取土情況,根據傳感器數據來自動化施工作業。

12月11日上午11時,常泰長江大橋6號墩沉井上,中鐵大橋局研發的龍門式絞吸機器人正在被吊裝下放到沉井內壁內。 受訪者供圖

湯忠國同時介紹,工作人員在主控平臺可以清晰地看到機器人的作業模擬,顯示的圖像類似於B超的扇形圖。工作人員通過操縱杆控制水下機器人,通過水下聲吶傳感和攝像設備,可以辨別盲區位置,實現精準取土。

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