随着我国高速铁路运营里程不断增加,铁路车站雨棚等基础设施也逐渐增多,当列车以较快车速通过雨棚时,不仅会引起雨棚屋面板风振响应,也会导致雨棚附属结构前后摆动。雨棚附属结构包含LED屏、出站口指示牌和站牌及相应连接件。为提升铁路安全保障能力,本文以某高铁站雨棚附属结构为研究对象,研究列车风激扰下雨棚附属结构的动力响应规律,主要研究工作如下:1.本文采用FLUENT流体力学软件,以三维、粘性、非定常、不可压缩Realizable k-ε湍流模型,模拟列车以200km/h、250km/h、300km/h、350km/h、400km/h速度级通过雨棚时列车风致效应,分析雨棚附属结构所受列车风压分布规律。2.采用ABAQUS有限元软件,对不同速度级工况下,不同类型雨棚附属结构进行动力仿真,对结构固有特性、应力极值、振动幅值进行分析,进而确定在不同速度级下雨棚附属结构薄弱部位。3.统计通过该雨棚的列车车速与频次,运用FE-SAFE疲劳分析软件,对该车站雨棚附属结构进行疲劳寿命分析。4.通过调研多个典型雨棚中现存的连接方式,对其进行有限元分析并比选出优劣;将不同连接方式互相组合为9种连接方案,以附属结构的最不利工况为极限条件,对其进行动力响应分析,以确定9种不同连接方案下附属结构的合理设计高度。研究结果表明:在同等高度下,雨棚附属结构所受列车风压极值随着车速的提高而增大;在高度方向,雨棚附属结构所受列车风压极值随着高度的增加而减小;该雨棚附属结构薄弱部位为顶部支撑板与钢梁接触部位、底部连接件与螺栓连接部位;其中LED屏附属结构应力极值最大、振幅最大且疲劳寿命最短;仅考虑列车车速、频次对附属结构疲劳损伤的最不利影响,且在现有运营条件下,该雨棚附属结构服役100年不会发生疲劳破坏;拟合得出9种不同方案应力极值与高度的函数关系;与顶部螺栓连接方式进行组合的方案中,均为顶部螺栓连接部位最先受到破坏,与其组合的3种方案均为最不利连接方案,顶部带有支撑板的焊接连接方式与底部两排螺栓连接方式组合为最优连接方案,最不利连接方案下该雨棚附属结构的最低设计高度为7.63m,最优连接方案下该雨棚附属结构的最低设计高度为5.72m。