具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

一种无砟轨道底座板后浇带单边破除装置，如图1所示，包括：

机架1；

前后移动机构2，安装在机架1上；

左右移动机构3，安装在前后移动机构2的输出端；

升降机构4，安装在左右移动机构3的输出端；

旋转破除机构5，安装在升降机构4的输出端，并由前后移动机构2、左右移动机构3和升降机构4带动实现前后、左右和上下移动，其前端安装有高压喷头56；

锁紧机构6，安装在机架1上并对机架1进行锁紧。

本实施例中，机架1为破除装置的安装框架，支撑其上的前后移动机构2、左右移动机构3、升降机构4、旋转破除机构5和锁紧机构6等部件；前后移动机构2用于带动旋转破除机构5前后移动；左右移动机构3用于带动旋转破除机构5左右移动；升降机构4用于带动旋转破除机构5上下移动，以使旋转破除机构5上的高压喷头56能前后、左右和上下移动，全方位破除后浇带中的混凝土；锁紧机构6用于机架1在使用时进行锁紧固定，防止在后浇带破除过程中，由于高压水的反作用力使整个机架1产生振动或位移，使机架1的安装更加稳固。

作为本实施例的优化方案，如图1所示，机架1包括前后两端的门型架11，以及位于门型架11左右两端、用于连接前后门型架11支撑柱的横梁12，门型架11和横梁12形成稳固支撑结构，从而以便于安装其上的前后移动机构2、左右移动机构3、升降机构4、旋转破除机构5和锁紧机构6等部件。

作为本实施例的优化方案，如图1所示，前后移动机构2包括第一直线模组21、第一模组支架22和模组组装板23；第一模组支架22安装在第一直线模组21的前后两端，并固定在门型架11的顶梁上，将第一直线模组21沿前后方向架设在机架1顶端；模组组装板23安装在第一直线模组21的输出滑块上。

由于高压水在对后浇带进行破除过程中，随着高压水的破除，旋转破除机构5前端的高压喷头56与后浇带之间的间距变大，高压水前进的距离逐渐变长，使高压水对后浇带的破除力逐渐变小，因此，高压水在对后浇带进行破除过程中，需逐渐前进高压喷头56，使高压喷头56与后浇带之间的间距始终保持不变，从而使高压水对后浇带施加的破除力始终保持不变，进而使高压水对后浇带的破除效果始终保持一致，使后浇带能快速被破除。本实施通过第一直线模组21实现高压喷头56的前后移动，使高压喷头56与后浇带之间的间距始终保持不变，快速破除后浇带。

作为本实施例的优化方案，如图1所示，左右移动机构3包括安装在模组组装板23上的第二直线模组31，第二直线模组31与第一直线模组21垂直，且其输出滑块沿左右方向运动。由于上层混凝土没有钢筋，机构可横向移动，提升破除效率。本实施通过第二直线模组31实现高压喷头56的左右移动，快速破除后浇带。

优选的，左右移动机构3还包括导向滑动组件，导向滑动组件包括第二模组支架32、第一滑块33和第一导轨34；第二模组支架32安装在第二直线模组31的左右两端，第一滑块33与第二模组支架32固定连接，且滑动安装在第一导轨34上，第一导轨34沿横梁12长度方向安装在左右的横梁12上。

导向滑动组件用于对第二直线模组31的两侧进行导向，使旋转破除机构5在前进或后退时能够更加平稳。前后运动时，第一直线模组21的输出滑块前后运动，与第一滑块33在第一导轨34上的前后滑动协同配合，使旋转破除机构5在前后或后退过程中，更加平稳不会产生晃动，进而使移动更加精准。保证了高压喷头56与后浇带之间的距离更加精准，使高压水对后浇带的破除力始终保持一致，进而使高压水对后浇带的破除效果更好。

作为本实施例的优化方案，如图3和4所示，升降机构4包括丝杆固定板41、连接板42、旋转组装板43、丝杆44、手柄45和光杆46；

丝杆固定板41、连接板42和旋转组装板43从上至下依次设置；丝杆固定板41上端安装在第二直线模组31的输出滑块上，底端通过轴承座47与连接板42固定连接；旋转组装板43上安装有螺母，丝杆44穿过螺母与螺母螺纹连接，丝杆44顶端穿过连接板42后安装在轴承座47内的轴承上，底端连接手柄45；光杆46设有四根，均固定安装在丝杆固定板41上，并向下依次穿过连接板42和旋转组装板43。

升降机构4用于对高压喷头56的高度进行调节，通过升降机构4使高压喷头56的高度发生变化，从而使高压水的水平高度发生变化，使高压水能对对应高度的后浇带进行破除。具体的，通过转动手柄45，使丝杆44转动，丝杆44在轴承座47内的轴承上转动，带动丝杆44上的旋转组装板43上下运动，进而带动安装在旋转组装板43上的旋转破除机构5上下运动，实现旋转破除机构5上的高压喷头56升降。通过设置有四根光杆46，旋转组装板43在其上滑动，对旋转组装板43限位，使其平稳地沿竖直方向运动。

作为本实施例的优化方案，如图3和4所示，旋转破除机构5包括旋转电机51、空心转轴52、旋转接头53、枪杆54、枪杆保持架55和高压喷头56；

旋转电机51通过皮带组连接空心转轴52，空心转轴52一端连接旋转接头53，另一端连接枪杆54；枪杆保持架55安装在升降机构4底端，枪杆54穿过枪杆保持架55，且在其前端安装高压喷头56。

旋转破除机构5用于将高压水旋转喷出，破除后浇带。具体的，旋转接头53连接有高压水管，高压水从旋转接头53进入到空心转轴52内，再进入到枪杆54内，最后从高压喷头56喷出。在高压喷头56喷出高压水的同时，旋转电机51通过皮带组带动空心转轴52转动，空心转轴52带动枪杆54转动，进而带动前端的高压喷头56转动，使高压喷头56喷出的高压水柱旋转，利用旋转高压水破除后浇带，提高后浇带的破除效果。

相对于现有技术，本实施例改变了旋转电机51和空心转轴52之间的传动方式，将现有技术的链条传动或齿轮传动，变更为本实施例的皮带组传动，是因为实际施工过程中产生的大量石渣，有一定几率卡枪，导致枪杆旋转失效，链条及齿轮转动为刚性连接，卡枪后产生的扭力会对零部件产生疲劳冲击，长期会导致磨损、断裂等。皮带传动为柔性连接，通过皮带本身的韧性抵消扭力冲击，对零部件可以提供有效的防护。

优选的，如图6-9所示，高压喷头56包括后端的进水部01和前端的喷水部02，进水部01内设置有进水孔011，喷水部02的前端面设置有多个第一喷水孔021，外侧壁上设置有多个倾斜向上的第二喷水孔022和倾斜向后的第三喷水孔023，第一喷水孔021、第二喷水孔022和第三喷水孔023均与进水孔011连通。

本实施例中，进水孔011的内径大于喷水孔的内径，进水孔011连接高压水的供水机构，高压水经进水孔011进入喷头，从喷头的第一喷水孔021、第二喷水孔022和第三喷水孔023喷出，破碎混凝土。通过在喷水部02的前端面和外侧壁上均设置有多个喷水孔，可以从不同角度对混凝土进行破除，增加寻找混凝土缝隙或薄弱点的几率，使破除效果更好，破除更彻底。

本实施例设置了倾斜向后的第三喷水孔023，是基于以下三点考虑：

1、高压水射流破除混凝土主要是靠水射流寻找混凝土的缝隙或薄弱点，向前的第一喷水孔在枪杆往前行走之后，会有一定的残留，如果向后有水射流打击，可以从不同角度对残留混凝土进行破除，增加寻找混凝土缝隙或薄弱点的几率，使破除效果更好，破除更彻底。

2、破除过程中有大量的混凝土残渣残留在孔洞内，特别是深入破除后，残渣堆积过多，不利于后续枪杆的移动，向后的喷孔可以将碎渣冲出来，达到主动排渣的效果。

3、在枪杆深入到破除孔洞内部时，特别是在形成了密闭空间后，混凝土缺乏临空面，无法高效剥离，全靠高压水射流的打击力来进行破除，而该状态下，极易在密闭空间内积留大量的带有一定压力的水。这部分水充斥在空间内对喷头喷射出的高压水形成一定的阻力，大幅降低高压水的打击力，同时该空间里除了积留水以外，还积留了大量的混凝土谷料，这部分谷料随着涡流效应会在这个空间内乱窜而出不去，谷料阻挡水射流后同时也会大幅度削弱打击力，造成破除效率直线下降。而向后的高压水射流，会在射流的反方向形成一个真空负压带。这个负压，可以把积留的水和石渣吸出，远离喷头区域，提高破除效率。

喷水部02的前端面设置有两个第一喷水孔021，两个第一喷水孔021与进水孔011呈Y型，从而对正前方混凝土进行破除，同时增加一定的破除范围，为枪杆前进提供有效的空间，同时相互抵消横向后坐力，保持枪杆转动时不偏心。第一喷水孔021的中心轴线与进水孔011的中心轴线之间的夹角为155°-170°。由于夹角越大，破除力度越大，速度越快，但是孔径越小，不利于排渣。通过实验验证，该夹角为165°时效果最佳。

喷水部02的外侧壁上对称设置有两个倾斜向上的第二喷水孔022，从而对侧向混凝土进行破除，增加破除范围，同时提供一定的排渣冲击效果，并保持枪杆转动不偏心。第二喷水孔022的中心轴线与进水孔011的中心轴线之间的夹角为80°-89°。由于该角度越大破除效果越好，但是能量损失越大，同时需要兼顾一定的退渣效果。通过实验验证，该夹角为85°时效果最佳。

喷水部02的外侧壁上对称设置有两个倾斜向后的第三喷水孔023，第三喷水孔023位于第二喷水孔022后方。一方面使喷头向后有水射流打击，可以从不同角度对残留混凝土进行破除，增加寻找混凝土缝隙或薄弱点的几率；另一方面向后的喷水孔可以将碎渣冲出来，达到主动排渣的效果；另外向后喷出的高压水射流，会在射流的反方向形成一个真空负压带，真空负压带可以把积留的水和石渣吸出，远离喷头区域，提高破除效率。第三喷水孔023的中心轴线与进水孔011的中心轴线之间的夹角为40°-50°。由于该角度越小向后侧冲渣效果越好，但是水能损失越大。通过实验验证，该夹角为45°时效果最佳。

两个第一喷水孔021中心轴所形成的面与两个第二喷水孔022中心轴所形成的面相互垂直，与两个第三喷水孔023中心轴所形成的面同面，从而以便于机械加工，在最小的空间内进行多孔布局，同时可以有效的均衡水射流的后坐力。

喷头呈阶梯圆柱状，将喷头设置为圆柱状，从而以便于减小作业过程中喷头旋转产生的摩擦阻力；进水部01的外径小于喷水部02的外径，以便于安装进水部01时，阶梯上的喷水部02对进水部01的安装进行限位。喷水部02后端的外侧壁上对称设置有直面024，以便于使用安装工具夹住直面024，旋转喷头，对喷头进行安装或者拆卸。

进水部01的外壁上设置有外螺纹，以便于将其螺纹可拆卸安装在供水机构上；第一喷水孔021、第二喷水孔022和第三喷水孔023出口端内壁均设置有内螺纹，可在内螺纹上安装可拆卸的堵塞螺钉，根据实际需求封堵不需要使用的喷水孔，保留需要使用的喷水孔。本实施例中，两个第一喷水孔021、两个第二喷水孔022和两个第三喷水孔023与进水孔011呈米型。

作为本实施例的优化方案，如图1和2所示，锁紧机构6安装在前后门型架11左右两端的支撑柱上，包括顶紧气缸61、气缸后端护架62和气缸前端支架63；顶紧气缸61的动力输出端朝向机架1前侧或后侧，其后端安装在气缸后端护架62上，前端通过气缸前端支架63与气缸后端护架62固定，气缸后端护架62和气缸前端支架63均呈L型。

锁紧机构6用于对机架1进行侧向锁紧。使用时其顶紧气缸61与两侧的无砟轨道抵紧，从而使机架1固定安装在两个无砟轨道之间，实现机架1的固定，使机架1的安装更加稳固。本实施例采用顶紧气缸61进行侧向锁紧，是因为无砟轨道双线底座板间距现场实际尺寸与设计图纸有一定误差，机架的设计尺寸必须小于该尺寸，因此机架放置在线间时，可沿垂直轨道方向来回移动，采用顶紧气缸61可以进行快速锁定，避免机架移动。施工过程中，高压水射流会产生较大后坐力，且该后坐力成不规律疲劳式加载，气缸顶紧方式相较于其他顶紧方式(例如螺杆顶紧)，可有效防止由于顶紧力的不规则变化导致松脱。

作为本实施例的优化方案，如图1和2所示，破除装置还包括安装在前端门型架11的竖直滑轨机构7，竖直滑轨机构7包括第二导轨71、第二滑块72、滑块连接架73和连接杆74；

第二导轨71沿竖直方向安装在门型架11左右两端的支撑柱上，第二滑块72滑动安装在第二导轨71上；连接杆74横置在枪杆54下方，其左右两端均通过滑块连接架73与左右的第二滑块72固定连接。

本实施例中，竖直滑轨机构7的作用是调整连接杆74进行上下移动，并在需要的高度位置上进行固定，以支撑枪杆54。

实施例2

一种无砟轨道底座板后浇带单边破除系统，如图5所示，包括：

水箱81，内装有用于加压的水源；

高压水泵82，其进水端通过水管连接水箱81，将水箱81内的水进行加压变为高压水；

实施例1中的破除装置，破除装置的旋转破除机构5进水端通过高压水管连接高压水泵82的出水端，高压水进入旋转破除机构5后旋转喷出，破除后浇带；

供气站83，连接破除装置的锁紧机构6，对锁紧机构6的顶紧气缸61供气；

控制系统84，控制单边破除系统的运行，包括控制第一直线模组21的电机、第二直线模组31的电机、旋转电机51、顶紧气缸61、高压水泵82和供气站83等的运行，控制系统84可为控制器、遥控器等控制机构，人为操作控制系统控制破除系统破除后浇带。

电源85，为单边破除系统的各种电气元件供电，包括为第一直线模组21的电机、第二直线模组31的电机、旋转电机51、顶紧气缸61、高压水泵82和供气站83等供电。

实施例3

一种无砟轨道底座板后浇带单边破除方法，包括以下步骤：

S1、将破除装置安装在无砟轨道底座板后浇带侧边，并连接破除系统的各个部件。

具体的，包括将水箱81通过消防水管连接高压水泵82，将高压水泵82通过高压水管连接破除装置旋转破除机构5的旋转接头53，将供气站83通过气管连接破除装置锁紧机构6的顶紧气缸61，将控制系统84连接各个控制执行机构，将电源85连接各种电气元件等等。

S2、控制供气站83向锁紧机构6供气，使锁紧机构6顶紧无砟轨道，将机架1锁紧固定在无砟轨道上。

具体的，控制系统84控制供气站83向锁紧机构6供气，顶紧气缸61动作顶紧两侧的无砟轨道，从而使机架1固定安装在两个无砟轨道之间，实现机架1的固定。

S3、控制高压水泵82启动，高压水泵82将水箱81内的水加压，并输送至旋转破除机构5，旋转破除机构5对高压水进行旋转，使高压水从其高压喷头56旋转喷出，对后浇带进行破除。

具体的，控制系统84控制高压水泵82启动，将水箱81内的水通过消防水管抽进高压水泵82，并对其加压，加压后的高压水经高压水管进入到旋转接头53，并依次经过空心转轴52、枪杆54和高压喷头56，从高压喷头56喷出。在高压喷头56喷出高压水的同时，旋转电机51工作，通过皮带组带动空心转轴52转动，空心转轴52带动枪杆54转动，进而带动前端的高压喷头56转动，使高压喷头56喷出的高压水柱旋转，利用喷出的旋转高压水破除后浇带。

S4、在高压水旋转喷出破除后浇带的同时，通过控制前后移动机构2、左右移动机构3和升降机构4，使高压喷头56前后左右上下移动，对后浇带完全破除。

具体的，前后移动时，控制系统84控制第一直线模组21的模组电机工作，带动第一直线模组21的输出滑块前后移动，进而带动通过升降机构4和左右移动机构3安装在第一直线模组21输出滑块上的旋转破除机构5前后移动，对后浇带前后破除。

左右移动时，控制系统84控制第二直线模组31的模组电机工作，带动第二直线模组31的输出滑块左右移动，进而带动通过升降机构4安装在第二直线模组31输出滑块上的旋转破除机构5左右移动，对后浇带左右破除。

上下移动时，通过手动转动手柄45，使丝杆44转动，丝杆44在轴承座47内的轴承上转动，带动丝杆44上的旋转组装板43上下运动，进而带动安装在旋转组装板43上的旋转破除机构5上下运动，对后浇带上下破除。

高压喷头56对后浇带破除包括首先对后浇带钢筋上表面保护层以及砂浆层进行整体破除，然后再对后浇带下层进行整体破除。

具体的，对后浇带钢筋上表面保护层以及砂浆层的整体破除，包括以下步骤：

a1、控制升降机构4调整高压喷头56水平位置，使其正对砂浆层与后浇带接触面，并保持高度；

a2、控制前后移动机构2调整高压喷头56前后位置，使高压喷头56靠近目标破除面；

a3、控制左右移动机构3，使高压喷头56在后浇带宽度范围内左右往复移动；

a4、开启旋转破除机构5对高压水进行旋转，使高压水从其高压喷头56旋转喷出，对后浇带钢筋上表面保护层以及砂浆层进行破除；

a5、破除进行同时控制前后移动机构2使其逐步推进，保持高压喷头56与被破除面的距离，直至枪杆54长度耗尽；

a6、续接枪杆54重复上述a2-a5破除流程，完成后浇带钢筋上表面保护层以及砂浆层的整体破除，为后续破除制造临空面。

对后浇带下层的整体破除，包括以下步骤：

b1、控制升降机构4使高压喷头56降低正对底座板垂直方向中心位置，并保持高度；

b2、控制前后移动机构2调整高压喷头56前后位置，使高压喷头56靠近目标破除面；

b3、开启旋转破除机构5对高压水进行旋转，使高压水从其高压喷头56旋转喷出，对后浇带下层进行破除；

b4、破除进行同时控制前后移动机构2使其逐步推进，保持高压喷头56与被破除面的距离，直至枪杆54长度耗尽；

b5、控制前后移动机构2退出枪杆54，并控制左右移动机构3更换破除位置，从临近钢筋笼内重复上述b2-b4破除流程直至完成后浇带宽度覆盖范围内的下层破除作业；

b6、续接枪杆54后重复上述b2-b5破除流程直至完成后浇带下层的整体破除。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。