我国现阶段从造桥总量来说，已成为世界第一，但离造桥强国还有一定差距，无论在精细化方面，还是在工艺装备先进性方面，均落后于美国和日本。近年来，随着港珠澳大桥等工程的建造，在钢桥制造的机械化、自动化、工厂化、大型化方面取得了重大突破和提升，但作为影响桥梁全寿命周期最关键耐久性的表面涂装施工仍然处于传统的手工作业阶段。尤其随着社会的进步和人民生活水平的提高，愿意从事手工喷砂和涂装等苦、脏、累作业的技术工人越来越少，人工成本逐年上升，必将严重制约行业的健康发展。因此，研究、开发机械化、智能化的涂装施工生产线是行业发展的迫切需要。本文结合温州瓯江北口大桥钢桁梁项目，对钢桥梁智能化喷砂系统和喷漆系统、智能控制等方面进行了深入研究[1]，成功开发并建造一条适合钢桁梁桥涂装作业的智能化生产线。

１智能涂装生产线总体设计方案

1.1钢桁梁结构特点

温州瓯江北口大桥是世界首座三塔四跨双层公路钢桁梁悬索桥，系国家“十三五”规划重点工程，是交通部首批8个绿色公路建设典型示范项目中唯一一座桥梁工程。主桥钢桁梁采用整节段制造和安装，全桥共计110个制造大节段。

综合考虑钢桁梁大节段整体尺寸特点，制定“分级分步”制造和涂装工艺，将大节段划分为2个主桁桁片及上、下桥面块体分别进行制造和防腐涂装，再进行大节段总拼，有效提高大节段制造效率，如图1所示。

图1 钢桁梁大节段结构及分块图

主桁桁片最大外轮廓净尺寸为20.2m×14.7m×3.8m，形状不规则，高低落差较大，腹杆与弦杆连接处结构较为复杂，腾挪空间狭小；桥面块体外轮廓净尺寸为36.2m×20.2m×2.5m，横向跨度较大，下部U肋数量较多，工件本身支墩数需求多，支墩高度相对较低。

1.2智能喷砂车间工艺布局设计

根据现场勘测，现有喷砂间内部长度约52m，内空宽度23.46m，内空高度7.8m，砂房立柱截面尺寸300mm×400mm，间距7.5m。经计算分析，在砂房两侧钢结构立柱上焊接牛腿支撑机器人行走龙门架，龙门大梁上布置双梁机器人，跨度约23m，大梁行走轨道长度约45m，大梁的支撑高度约5m，大梁及行走轨道总质量约8t，可满足钢桁梁顶部和侧部的喷砂除锈。底部轮式机器人可自行驱动在钢桁梁底部自由行走，实现底部和侧面的喷砂除锈，总体布局如图2所示。

图2 智能喷砂车间布置

1.3智能涂装车间工艺布局设计

。现有喷漆车间内空长度约56m，内空宽度约32.5m，净空高度约8.1m。机器人轨道纵向长度46.99m,中心间距21.6m,总体布局如图3所示。

图3 智能涂装车间布置

2 智能涂装装备技术研究

2.1智能喷砂系统研发及应用

2.1.1顶部天车机器人

顶部天车机器人喷砂系统采用龙门双梁设计，搭载喷涂机械臂，机械臂端头携带喷砂枪头。机器人共配置8个轴用于控制喷枪的运动，喷枪的8个自由度如表1和图4所示（图中的8个轴同表1中的8个轴）。

表1 顶部龙门八轴机器人参数

图4 顶部龙门八轴机器人

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