一种用于轨道底座板施工的高压水破除设备

本发明属于轨道底座板钢筋混凝土层施工设备，具体涉及一种用于轨道底座板施工的高压水破除设备。

背景技术：

1、目前我国高速铁路多以无咋轨道结构为主,根据钢筋混凝土结构特性,并伴随着列车运行荷载不断增加,混凝土结构老化破损的问题在运营中后期会越来越多。一旦钢筋砼结构强度达到一定屈服程度时,将会导致轨道结构破坏,抗压抗剪能力减弱或失效,整体结构失稳,给高铁行车安全带来极大的安全隐患。由于高铁线路暴露在自然因素（如风雨、温度变化等）下，其中部分砂浆层中的填料会因冲刷而被移出，导致砂浆层与底座板和轨道板之间产生间隙。这不仅降低了列车的舒适性，还可能引发安全风险。传统方式采用人工风镐凿除砂浆层，这种方法效率极低，需要大量人力和时间，劳动强度极高。同时，风镐凿除过程中产生的粉尘和噪音对环境造成污染，也对工人的健康构成危害。

2、目前国内外最常见且有效的钢筋混凝土结构病害破除方法主要有2种:一种为传统技术,如风镐凿除、机械铣挖、液压劈裂等等，采用此类传统技术针对高速铁路的宽窄接缝、侧向挡块、桥梁挡墙破损、底座板外露部位的局部破损等还可以勉强进行破除与修复。但对于一些隐蔽工程，如桥梁地段轨道板下的后浇带、底座板破损,只能通过切断钢轨、移出轨道板后再进行处理,带来的可能需要长时间或长期列车限速运营,从现实意义来说几乎是不可实现的。另外一类方法则为新型高压水射流技术，采用高压水射流作用于混凝土表面的微孔中,使水压力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就被破碎并脱离本体,实现钢筋与混凝土结构的快速剥离与破除，且不伤损钢筋的方法,可在一个施工天窗(约4-5小时)内,现场破除且可以完成重新修复,不影响次日列车运输组织。

3、现有技术在高铁砂浆层修复方面存在着效率低、劳动强度高、环境污染严重和安全风险等问题。因此，寻找更高效、环保、安全的方法来处理这些问题至关重要，以提高高铁线路的维护和修复效率。

技术实现思路

1、针对现有关于砂浆层施工方法和设备存在的缺陷和问题，本发明提供一种用于轨道底座板施工的高压水破除设备，降低环境污染，减少劳动强度，并提高安全性。

2、本发明解决其技术问题的方案是：采用一种用于轨道底座板施工的高压水破除设备，包括车体组件、滑动架、往复驱动机构，以及高压水射流机构，还包括压裂调节机构和膨胀组件，车体组件包括固定在一起的上车架和下车架，上下车架内分别安装有滚轮，在上下车架之间套装有滑动架，该滑动架上下部分别与相应的滚轮配合安装在一起，在上车架顶部安装有往复驱动机构，该往复驱动机构用于驱动滑动架在车体组件内往复移动，下车架的底部固定有轮架，轮架安装有轨道轮，轨道轮位于铁轨上侧能够行走，在滑动架的一端安装有高压水射流机构，在滑动架的另一端安装有压裂调节机构，所述压裂调节机构包括径推油缸，径推油缸包括缸体，在缸体的一侧或两侧设置多个径向孔，每个径向孔内密封套装有径推杆。

3、优选地，在径推油缸外侧设置有膨胀组件，该膨胀组件包括固定套、活动套和径推齿，在多个径推杆的外端部固定有弧形的活动套，与活动套相对的另一侧缸体外壁固定有固定套。分别在所述固定套和活动套的外侧固定有一系列径推齿，各径推齿分别为锥形，用于向一侧挤压钢筋混凝土层并使其破碎。

4、优选地，滑动架包括条形架、轨道和端壁板，条形架的上部和下部分别设置有轨道，两端分别固定有端壁板，上部和下部的轨道分别与所述上车架和下车架滚轮对应装配在一起。

5、优选地，往复驱动机构包括电机、主动带轮、从动带轮、齿带、横螺杆、导向组件、轴端固定座和螺套组件，两对轴端固定座分别固定于两端的所述端壁板内侧，至少两组导向组件分别固定于上车架的顶部内腔中，在所述各导向组件内匹配套装有横螺杆，横螺杆的两端分别固定安装于相应的轴端固定座内，在上车架内固定安装有螺套组件，其包括基座和内部套装的螺套，该螺套与所述从动带轮固定为一体，电机的转轴上安装有主动带轮，主动带轮于一个或两个从动带轮通过齿带连接，当电机转动时能够带动从动齿轮转动进而带动螺套组件中的螺套转动，从而驱动横螺杆沿横向向左或向右移动，横螺杆在左右移动时，驱动所述滑动架沿横向往复移动。

6、优选地，所述高压水射流机构包括固定套、伸缩套、基座和高压水管，固定套垂直固定于所述条形架端部下方，伸缩套套装于固定套内侧，伸缩套的底部固定有基座，两者能够滑动调节，在所述基座内侧安装有高压水管接头组件，该接头组件的后端连接高压供水管，高压供水管连接高压水系统，接头组件的前端固定安装有高压水管，高压水管的前端安装有高压喷头，高压喷头包括沿轴心向前的喷口和沿侧壁清洗向前的喷口。

7、优选地，在所述基座后侧安装有往复移动的高压水管，在基座上设置镂空区且在镂空区的两端分别设置支座，两侧之间分别固定有导向杆且分别通过轴套安装有往复螺杆，一侧支座固定有电机且电机转轴与往复螺杆连接，在导向杆上套装有滑块且滑块含有往复螺套，往复螺套与往复螺杆配合安装。在滑块上安装有往复高压水管，往复高压水管前端安装高压喷头，当电机转动后能够带动滑块往复移动，进而带动该往复高压水管和高压喷头往复移动。

8、优选地，所述的压裂调节机构还包括固定套、伸缩套、固定座、支撑管，固定套垂直固定于条形架的一端，固定套内侧套装有能够伸缩的伸缩套，两者能够伸缩调节和锁定，在伸缩套的底部固定安装有固定座，固定座上沿横向固定有支撑管，支撑管的前端固定安装有所述径推油缸，支撑管内腔中套装有油管，油管连接于径推油缸的进油口。

9、优选地，在所述下车体的端部向下固定有辅助导轮架，其上侧安装有导轮，将所述径推油缸支撑在该导轮上侧。

10、优选地，所述径推油缸包括缸体，在缸体的一侧或两侧设置多个径向孔，所述膨胀组件安装有膨胀驱动机构，控制该膨胀驱动机构进而控制膨胀组件的展开程度，膨胀驱动机构包括固定扣座、补偿油缸、单向阀、电磁阀、控制器和恒压罐，在支撑管上安装有固定扣座，补偿油缸固定于固定扣座内，所述油泵将油箱内的油压入恒压罐内，横压罐安装有压力传感器，控制器根据压力传感器的设置数值来控制油泵的工作实际，以维持恒压罐内有恒定的油压，恒压罐通过油管和单向阀连接于所述补偿油缸的后油腔，补偿油缸的后油腔又通过油管及电磁阀连通于恒压罐内，该电磁阀被控制器控制。

11、上述高压水破除设备有望提高高铁轨道的维护和修复施工效率，降低环境污染，减少劳动强度，并提高安全性，具有的有益效果：

12、1. 提高效率：通过机械化横向往复移动的方式，不需要逐层对钢筋混凝土层（包括砂浆层）进行高压射流破除，而是跳跃性地冲孔和压裂作业，该设备能够快速处理钢筋混凝土层问题，减少人工工作量，从而提高维修效率。

13、2. 节能环保：采用高压水破碎钢筋混凝土或砂浆，由于采用跳跃式的破除方案，减少了对传统破拆工作所需的能源消耗，有助于降低能源成本，同时减少了对环境的污染。

14、3. 降低劳动强度：机械化自动工作，减少了人工体力劳动，降低了工作人员的劳动强度，从而提高了工作安全性和员工健康。

15、4. 安全性：设备的精确控制和高压水破碎方法降低了事故风险，特别是在高速铁路线路上，提供更高的安全性。

16、5. 一体化设计：设备的组件结构紧凑，便于携带和操作，使维修工作更为方便。