中国的高速铁路在过去几年里经历了巨大的发展,至今中国拥有世界上50%以上的高速铁路总里程,2020年高速铁路总里程将有望达到约21000公里。高速铁路对加强国际合作的―一带一路‖跨境项目的基础设施建设具有重要意义。尽管高速铁路为经济的发展和跨境整合提供了良好的解决方案,但未来需要的维护技术是一个重大问题。随着运营时间的增加,高速铁路面临着性能退化、自然灾害等问题,在长期运营中,不可避免地会出现混凝土裂缝、钢材腐蚀、CA砂浆层离隙等病害,严重影响列车的安全运营。首先,通过传统检查手段包括金属带、卷尺、直尺等,在高速铁路上海虹桥站观测了CA砂浆层离隙问题。对病害结构的内部状况进行初步检测。这些病害有可能导致列车通过时轨道上的振动放大。在分析CA砂浆层离隙病害特征的基础上,通过有限元数值模拟手段,计算病害分布对机车振动响应的定量影响。其次,将近年来新兴的分布式光纤监测技术与冲击映像检测方法相结合,对CA砂浆层离隙病害进行检测。对CA砂浆层修补前后轨道板振动监测数据进行分析。振动监测使用DOVS光纤连续分布式振动监测系统,DOVS是基于Φ-OTDR光纤干涉原理的分布式振动监测系统。系统通过测量输入光脉冲和接收到的光信号延时,利用光缆确定振动点的位置,进行实时监测。本研究通过数值模拟、时空监测和冲击映像检测方法,完成了Φ-OTDR振动监测在高速铁路病害监测中的适用性,得出以下结论:数值模拟结果表明,CA砂浆层离隙对振动响应有明显的放大作用,放大倍数可达2倍以上。利用光纤作为振动传感器的时空监测,通过对轨道板的连续监测,揭示了病害对轨道板动力响应的影响的两个方面:列车进站和出站时的动力响应放大;以及列车通过时的动力响应放大,很大程度上增强了振动信号。冲击映像法能够准确检测轨道板的缺陷状态,表明该方法是一种有效的轨道板缺陷检测和修补质量管理方法。