项目名称:正交异性钢桥面板U肋内焊补强加固技术的开发和应用

主要完成单位：中交第二公路勘察设计研究院有限公司、武汉锂鑫自动化科技有限公司

项目简介：正交异性钢桥面，已广泛应用于全球 1700 多座大桥，我国占 200 多座。然而，受 U 肋空间局限以及传统焊接技术的制约，U 肋与顶板之间仅能依赖外角单面焊缝连接。在重载、超载的冲击下，单面焊缝饱受偏心力摧残，极易萌生或再生疲劳裂缝，疲劳裂缝呈现“普遍性、早发性、多发性和再现性”，成为全球钢桥领域的主要顽疾及处治难题。该项目针对新建桥梁，研制了U肋平位内焊机器人，首建了工厂化自动焊接生产线，完成了17 条生产线投产和40 余座大跨度桥梁的推广应用。针对在役桥梁，研发了不中断交通条件下U肋仰位增补内焊技术，研制了U肋仰位内焊机器人，攻克了在役 U肋内角焊缝智能跟踪、多节段插接式仰焊平台、远距离同步送丝等关键技术，研发了狭小空间仰焊的高粘高韧性药芯焊丝，开发了远程操作控制软件；搭建了焊缝外观质量在线智能检测云平台；实现了2 座大跨径桥梁在不中断桥面交通条件下的示范应用。项目的主要创新技术为：

1）构建了一套在役正交异性钢桥面板U肋仰位内焊技术的操控系统平台，实现了机器人行走控制、焊枪控制和视频采集等多功能的集成；

2）研制了在役U肋内焊预处理机器人和仰位内焊机器人，实现了U肋内部狭小封闭空间内的除锈、清理、打磨等焊前处理，攻克了U肋内部自主行走、焊缝跟踪、焊枪稳定控制和远距离送丝等关键技术；

3）制定了典型的在役正交异性钢桥面板U助仰位内焊的标准化焊接工艺参数；

4）研发了球头接触式焊缝跟踪传感器和电弧式焊缝跟踪传感器的双源焊缝跟踪融合处理技术，提高了U肋仰位内焊的焊道跟踪精度，实现了焊枪姿态和焊接工艺参数的智能调整；

5）研制了新型高粘稠高韧性药芯焊丝，有效解决了仰位焊接铁水下坠技术难题。