为解决区域水资源分布不均、工农业用水和生活用水需求日益增加的问题,我国先后兴建了许多跨地区、跨流域的梯级泵站长距离输水调水工程。由于离心泵内部结构复杂、高速水流-管道的相互作用,以及管道长距离大跨度特点,管道作为梯级泵站长距离输水调水的载体,在运行过程中承受不同程度的振动扰动,因此保证管道稳定运行尤其重要。管道振动是“地基-水流-管道”三位一体复杂的耦联振动,由于水力因素组成原因的多样性和复杂性,确定各工况下管道振动的激励源十分困难,因此提取管道振动特征信息和分析管道振源组成是关键。本文以景泰二期工程3泵站2号管道为研究对象,从输入、结构、输出三者入手,采用原型试验管道数据,结合数字信息处理技术和模态参数辨识技术分析管道振动特性,融合数理统计方法对管道耦合振动特性、管道振动振源特性、振源组成进行研究。主要研究内容如下:(1)梯级泵站管道振动特征信息提取。针对管道复杂的耦联振动特性,提出一种小波阈值-EMD联合滤波方法,对管道振动信息进行预处理,凸显结构振动特性,有效避免了后期模态参数辨识过程中虚假模态干扰,提高辨识准确性和精度。然后建立改进的HHT模态参数辨识获得结构频率、阻尼、振型参数,为分析管道振动原因提供依据。(2)研究泵站管道振源组成。利用原型试验数据对管道动荷载特性进行研究。对连接2号管道的4号、5号机组正常运行和开关机过程中引起的管道结构振动频率进行识别统计,确定其动荷载来源;然后,依据数理统计方法统计不同工况下管道结构主要部位达到峰值时各分频所占比例,计算不同工况下各频带能量对总能量的贡献率。从振动能量角度确定管道各工况下管道振源组成。(3)管道振动控制和减振研究。根据振动控制理论,结合管道各工况下振源组成和管道工作模态参数辨识确定的结构固有频率,建立管道减振系统。利用有限元建立管道模型,采用TMD振动控制技术进行管道减振系统有限元仿真,说明TMD减振装置的正确性和有效性;同时对比TMD质量比、装置个数和安装位置的减振效果,以期明确以上3个因素对TMD减振效果的影响,保证实际工程应用中获得最大减振效果。为类似工程结构振动原因分析和振动控制减振措施提供依据,保证管道结构安全运行。