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长沙磁浮快线是怎样炼成的——道岔篇
长沙磁浮快线已经安全试运营了四百多个日子和夜晚，转眼之间。在今天，我们要对保证磁浮快线安全运行的重要转线系统，也就是磁浮道岔系统，进行全面的剖析，以便让大家能够充分地了解这个“能够转动的钢箱梁”。
什么是道岔？
道岔系统是磁浮交通系统的重要组成部分。在运输业务中，列车的到发、会让、越行、车辆的摘挂以及车辆的整修等，都必须依靠道岔来实现。
走行轨道包括㉒㉓㉔㉕。
磁浮道岔设计为三段定心式。它主要由活动端垛梁和固定端垛梁、三段钢梁（包括主动梁、第一从动梁和第二从动梁）以及梁间的角平分装置组成，同时还有安装在梁上的轨排。此外，还须另设基础及相关配套设施。道岔梁结构全部采用 Q235-C 级钢材。磁浮快线道岔是通过电动机械驱动钢梁整体转辙，让磁浮列车在缓和且近似圆曲线的折线上通过。磁浮快线全线设置了 3 组单开道岔，车辆段内也设置了 3 组单开道岔；磁浮快线全线设置了 2 组三开道岔，车辆段内也设置了 2 组三开道岔；磁浮快线全线设置了 2 组单渡线道岔，车辆段内同样设置了 2 组单渡线道岔。总共设置了 7 组道岔。
在设计制造中克服了什么困难？
磁浮快线作为首次进行商业应用的项目，它的道岔系统的应用环境与使用要求和试验线是不一样的，各系统参数也和试验线有较大差异。除了对机构动作、部件干涉性以及列车限界进行调整和优化之外，主要是对驱动和锁定系统以及电气控制系统进行高可靠性的设计。
①道岔活动端过渡装置；②台车走行轨道；③梁间角平分装置。
在磁浮快线道岔设计刚开始的时候，湖南磁浮公司就遇到了难题。为了确保磁浮快线列车测速定位的准确性，采用了计数轨枕的虚拟计轴方式，这样就需要在道岔上设置“虚拟”轨枕，并且轨枕面以下 200mm 范围内不能有金属物。然而，当时整个线路和结构已经进入施工图设计阶段，没有考虑“虚拟”轨枕的范围高度，从而导致给道岔的建筑高度不够。湖南磁浮公司联合设计单位对结构、机械和走行部进行了全面核算。在此过程中，在保持主动梁高度不变的前提下，把端部从动梁的支撑降低了 200mm，同时将从动梁加高了 200mm。这样就有效解决了因道岔建筑高度不足而对整个线路轨道系统产生的影响。
为保证加工精度和后期的装配精度，设计了专用工装夹具。经过多次焊接试验后，确定了最佳焊接工艺。最终，主动梁的焊接变形小于 2mm。同时，采用振动时效工艺来消除焊接残余应力，这样能进一步减少磁浮道岔在后期运行中产生的残余变形，从而保证磁浮车辆平稳运行。采用大型数据机床来加工道岔梁，能够实现一次装夹定位和一次机械加工，这样就可以保证精度达到 0.1mm，并且这个精度远远高于设计要求。
安装调试过程又是怎样的一波三折？
2015 年 8 月，磁浮快线的首组道岔在厂内进行了静载试验，并且完成了 3000 次连续转辙试验。道岔的转辙系统、锁定系统以及动作控制系统的性能都顺利地通过了试验。进入现场安装阶段，要保证安装精度达到毫米级，其中包括限界定位精度和扳动对接精度。像安装在道岔梁上的接触轨，在道岔实际运营时，接触轨需弯折几万次甚至几十万次，同时不能产生疲劳损伤且不影响受流等问题。这对精度要求是极大的挑战。为减少长沙夏季高温对测控的不利影响，很多工作都在夜间开展。
车辆段综合基地的首组道岔安装完毕。列车在空载状态下通过该道岔时，运行并不平顺，并且伴有振动现象。经数据检测得知，因为磁浮列车向下传递的力是主动控制的时变力，所以容易引发下方结构产生振动。尤其要指出的是，道岔是能够在地面灵活转动的钢结构，正因如此，在首列车上线调试时，道岔的振动幅度很大。第二步，采用“高科技”，专门研发了安装在道岔内部的自适应阻尼器，从而彻底解决了道岔的共振问题。
在整个安装调试过程里，磁浮机场站的道岔安装了阻尼器装置之后长沙钢结构加工厂长沙钢结构加工厂，列车通过时依然出现振动现象。这让所有人都有些手足无措，因为全线的道岔结构相同，土建基础也一样，道岔与线路轨排的偏差都被控制在 1mm 以内，可唯独机场站的道岔存在振动现象。后来经过反复的高程测量，接着一项一项地进行排查。最终发现，是由于道岔主动梁在垂直方向的安装精度存在误差。在立即进行调整之后，振动现象得以消除。
磁浮快线在整个试运行期间，为测试道岔转辙、锁闭及控制系统的可靠性，通过信号系统频繁操作道岔转辙。并且在 OCC（调度指挥控制中心）进行实时监控。同时，还邀请了第三方权威机构对道岔系统的安全性及可靠性进行评估，从而为试运营的高可靠性奠定了坚实基础。
试运营之后，做了哪些创新举措？
试运行不载客高频运转后，在实际运行中，当道岔的摇臂转动时，其动作行程超出了行程开关的允许值，导致行程开关损坏且无法复位，这极大地影响了系统的可靠性。为此，湖南磁浮公司立即开展创新举措，与生产单位和设计单位一同行动。他们改进了道岔摇臂的设计，对行程开关的角度进行了调整，把摇臂与行程开关布置在“同心圆”的位置上。这样做能够保证在摇臂处于最大误差状态时，不会压坏行程开关，从而有效提高了摇臂的定位精度。
同时，便于在紧急情况下进行手摇道岔操作，能提高故障处理效率和列车通过能力。湖南磁浮公司多次开展手摇道岔演练，不断积累经验，对相关程序进行了优化。同时，为提升手摇道岔操作效率，对原有的道岔驱动电机笨重的保护罩以及配套的摇把，在材质和结构方面进行了优化。从实践中进行完善，之后将其应用到实践中。为了后续磁浮产业能够得到发展，湖南磁浮在探索的道路上坚定不移地前行着，同时也在不断进行创新。
科普时间
磁浮道岔在驱动机构的推动下转辙到位，之后由锁定系统牢牢锁定在地面锁销座上，以此来确保列车能够安全通过。道岔的转辙精度以及可靠性由控制系统来保障。控制系统依据上位信号指令来执行转辙动作，既能保证道岔精准到位，又能确保其可靠锁定，并且还会把道岔的动作状态反馈给上位信号系统，进而保证列车的安全和正点运行。
磁浮道岔是如何变道的？
磁浮道岔依靠电动机械来驱动钢梁进行整体转辙。它主要由曲柄摇杆、减速电机、滑槽、台车构成。在正常状况下，控制系统能够通过控制横移电机的正转和反转，达成道岔梁向两个方向的转辙效果，从而让磁浮列车在近似圆曲线的缓和折线上顺利通过。
①曲柄摇杆机构；②双轮台车结构图。
在系统失电处于紧急状况时，现场工作人员能够对电机实施人工解除制动的操作。并且，他们还可以在电机的尾部插上摇把，进而进行人工摇动道岔的操作。
磁浮道岔是如何锁闭的？
磁浮道岔锁闭系统借助主动梁两端的两套锁销装置以及安装在地面的锁孔箱来达成道岔梁的定位。当道岔横移抵达某一特定预定位置之时，电动锁销会自行伸出。当伸出的锁销杆穿过程序位于地面的锁孔箱导轮之际，便会自动实现道岔横向位置的精准校正。
①锁销；②锁定滚轮调节装置。
锁销杆前部完全穿过锁孔箱导轮后，会碰触到锁孔箱导轮后方的一对行程开关。只有当一组道岔的两个锁销上的总共 4 个行程开关都给出锁定到位信号时，才可以认为道岔已被可靠锁定。
当有任意一个行程开关没有给出锁定到位信号时，就不能认定道岔到位锁定。并且，依据给出锁定到位信号的行程开关所处的锁孔箱位置，就能够判断出道岔所在的岔位。
磁浮道岔是如何控制的？
磁浮道岔电气控制系统依据信号系统的指令来完成道岔的转辙控制工作，同时对道岔状态进行诊断，并反馈故障信息。电气控制系统采取单机独立控制的方式，每套设备都是通过单独的继电接触器控制方式去控制道岔的转辙过程，并且通过 RS485 总线与信号系统进行通信。
磁浮道岔存在集中控制模式和本地控制模式。本地控制模式需要经过信号系统的授权。本地控制模式又包含本地联动控制、本地单动控制和本地手动控制。
