无柱雨棚封檐板变形分布式光纤监测方法研究

研究目的:无站台柱雨棚在我国高铁车站中广泛应用，在风荷载长期影响下，封檐板、屋面板等结构易松动、翘曲甚至整体坠落，影响铁路运营安全。在雨棚日常检修养护中，存在天窗点限制、检修盲区和检修手段不足等问题，急需有效的方法对雨棚板类结构进行监测。分布式光纤传感器具有全分布式的特点，适用于大区域封檐板的健康监测。本文基于有限元软件ANSYS,对高铁过站时雨棚及其封檐板的受力变形进行模拟分析，设计光纤传感器布设方案，并通过模型试验对封檐板的受损变形进行监测。研究结论:(1)在列车风作用下，封檐板承受车头和车尾经过时两次正负压交替的冲击作用；(2)在封檐板边界铆固损坏的工况下，分布式光纤传感器能有效地监测到封檐板变形过程，精确定位了损伤，并根据光纤应变变化确定了变形预警限值；(3)板上的加劲肋对封檐板的变形及变形的传递有明显抑制效果，对损伤区域扩大有一定防治作用；(4)本研究成果可为铁路站台雨棚封檐板等板壳结构的健康监测提供参考。