钢箱梁板单元制造自动化技术研究是非常及时和必要的，对钢箱梁桥的快速发展具有重要的推动作用和实际意义。
2、国内外技术现状
2.1国内技术现状
随着科学技术不断进步、社会不断发展，钢桥因绿色环保、质量可靠等优势在桥梁所占比例不断提高。美国60万座桥梁中，钢桥占33%。日本13万座桥梁中，钢桥占41%。近年来，我国钢桥建设发展迅猛，无论是跨海、跨江等大跨度桥梁，如杭州湾跨海大桥、青岛海湾大桥、苏通大桥、嘉绍大桥等，还是市政桥梁如武汉市二环线、郑州二环线、成都二环线等，均采用了大量的钢箱梁桥梁。这些桥梁的先后建成标志着我国已成为世界桥梁大国。
但我国离世界桥梁强国还有一定的距离。设计层面上，我国桥梁缺乏自主设计性，除钢管拱桥型外，其他桥型基本为国外首创。制造层面上， 目前我国钢箱梁板单元制造的自动化水平较低，质量稳定性较差。与国外相比，国内桥梁钢结构设计强调创新，桥梁结构形式变化较快，同一项目结构相同的构件数量较少，制造厂做完一个项目后，很多工装设备无法在新的项目得到利用。采用U 形肋板单元焊接化制造技术也受这方面的制约，国内往往多个项目同时制作，各项目的结构不同，需要不断地调整设备，造成辅助时间和成本较高，自动化的经济效益不明显，另外国内丰富的劳动力资源和较低的人工成本，也使厂家进行自动化生产研究的热情不高。
武船重工阳逻基地，经过10多年的不断努力，广泛采用新技术、新工艺、新设备，建成了桥梁钢箱梁专业生产线，并拥有一系列自主知识产权的专用设备。这条生产线的建立，较大地提高了机械化程度，但与发达国家如日本等还有一定差距，如打标划线还是采用人工操作。板单元的矫正完全依靠人工火工矫正、装配焊接机械化程度还有待提高，制造精度差距较大，智能化的生产设备还没有应用。以本公司为例，钢板切割下料主要采用数控火焰切割，需要人工编程、打号、写号和划线；板单元U 形肋和板肋的组装，主要采用手工或半机械化作业，工艺为：人工打磨底漆，在组装胎型上利用手动压紧装置定位并压紧U 形肋和板肋，然后手工定位焊。板单元上U 形肋和板肋角焊缝采用气体保护焊机配角焊缝机械导向跟踪器焊接，横隔板单元等全部采用手工半自动焊，见图2-1、图2-2。
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国内其他几个主要的桥梁钢结构厂家情况与我公司类似，自动组装定位装配机、龙门式多头焊机、焊接机器人等先进的设备在国内桥梁钢结构生产尚没有实际应用。
图2.1-1 U 形肋板单元组装 图2.1-2 U 形肋板单元焊接
图2.1-3 横隔板单元组装 图2.1-4 横隔板单元焊接
2.2国外技术现状
调查发现，日本制造厂的板单元自动化水平较高，一方面是由于他们在电子、信息、机器人技术方面较为先进的技术实力，另外和他们桥梁钢结构的设计理念有关，他们在桥梁设计时很看重的一条就是结构的标准化，同类构件在形状、尺寸等方面尽量保持一致，以满足自动化生产的需要，减少工装、设备、技术准备等方面重复和浪费。
日本在钢桥制造领域自动化程度较高，他们在板单元组装时，先由人工进行划线、定位，然后用焊接机器人进行加密定位焊；U 形肋和板肋板单元基本采用机器人实现自动化焊接；横隔板单元也多采用自动化焊接设备；焊后采用机械矫形设备进行矫正。在钢箱梁节段拼装和桥位梁段间焊接方面，日本制造厂的自动化水平与中国差别不大，主要采用人工焊接，个别焊缝采用人工配合机械设备焊接的方法。
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图2.1-5 日本制造厂的板单元生产设备
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3、研究内容与技术线路
3.1研究内容
本课题主要包括两个方面的研究内容。其一是板单元制造技术的研究。其二是板单元制造加工流程和生产线的布局研究。 3.1.1板单元制造技术的研究
根据目前板单元制造的技术水平，结合国内外的研究现状，确定从以下几个方面研究提升板单元的自动化制造水平。
（1）钢板下料技术
钢板下料采用效率高，切割面质量好，能确保零件尺寸精度的空气等离子切割设备，同时该设备还带有自动划线和喷号功能，可以在下料前将母材各类信息喷写在各个零件上，实现零件材质跟踪，可以同时划出组装基线，取消了人工划线工序，避免出现人为偏差，提高效率和精度。
（2）U 形肋加工技术
传统的加工生产线加工的U 形肋坡口尺寸、钝边大小不稳定，打磨修整的工作量较大、难度较高，处理不好会影响角焊缝焊接熔深，折弯机床控制系统精度低，自动定位、压紧力控制精度差，造成压型后的U 形肋直线度、竖弯、开口宽度、两肢高度差等外形尺寸不稳定，组装后与顶板的间隙容易超差，也会影响角焊缝焊接熔深。新的U 形肋加工生产线应能够全面提高其加工质量，为实现U 形肋自动组装、定位，确保坡口根部焊接质量奠定基础。
（3）板肋加工技术
板肋采用拉条机下料后，自由边采用人工进行R2倒角，效率低下。坡口采用火焰切割，精度低，切割后旁弯大，还要进行火工矫正。新的板肋加工技术应能够实现R2倒棱和坡口加工实现机械化作业，提高加工效率和质量。
（4）板单元自动组装和定位焊技术
桥面板单元与其它板单元相比，形状比较规则，采用专用设备，容易实现自动化。可以在原有组装胎具基础上，研发出桥面板单元自动组装和定位焊专用机床，实现自动定位、压紧及定位焊的功能，结合钢板赶平和改进的Ｕ形肋加工技术，确保Ｕ形肋与桥面板的组装间隙在0.5mm 以内，避免在焊接过程中因焊接间隙超差导致U 形肋根部焊穿，提高定位焊缝的质量稳定性。
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