龙门式绞吸机器人。受访单位供图

◎科技日报记者 吴纯新 通讯员 徐洪江

2月19日，中铁大桥局承建的常泰长江大桥附属工程基本完成，预计今年10月具备通车条件。

常泰长江大桥是长江上第一座集高速公路、普通公路、铁路于一体的跨江大桥。项目团队在大桥建设中攻克了诸多难题，自主研发智能化、信息化取土机器人，并首次将其应用于大型沉井施工中。

此次投入使用的智能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。与传统设备相比，这两款智能机器人可一举扫除水下取土盲区，实现沉井可控、可测、可视、安全高效下沉，开启了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。这要求基础稳固性更高，下沉深度更深。

常泰长江大桥采用圆端型沉井基础，每个沉井用钢量达2.3万吨，超过3座埃菲尔铁塔用钢量；沉井底面横桥向长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。

此前，桥梁施工通常使用传统空气吸泥机进行作业，不仅费时费力，还存在取土盲区问题。智能机器人则提供了全新作业思路。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。其外形如坦克，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。

在水下进行土体掘削工作时，机器人可通过绞吸头旋转将泥土打碎，再由气举将泥土送入排渣系统。其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。

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可解决盲区取土难题，还可实现沉井自动化取土。

龙门式绞吸机器人为框架式结构，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，承担设备的所有重量；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，实现了自动化施工作业。

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。

编辑：秦秦