我国在高水头、大流量的水利水电工程建设领域已稳居世界首位,在已建的水利工程泄洪过程中,携带巨大能量的高速泄洪水流极易诱发结构振动,当结构振动过于剧烈时,会严重威胁工程的运行安全,甚至造成结构破坏。在对二滩拱坝及蜀河水电站泄洪闸闸墩原型振动测试中发现,该两个工程泄洪振动响应中均出现了“阵发”、“冲击型”的振动,其实测振动响应时程线的包络线随时间出现大幅度的增加或减小,表现出“拍振”的形式,其中蜀河水电站泄洪闸闸墩在部分运行工况下振动幅度较大,已严重影响了泄流结构安全,因此,研究这类振动形式的特性及其内在形成机制,对于泄洪水流诱发结构振动机理的进一步完善具有重要意义。本文以二滩拱坝和蜀河水电站泄洪闸闸墩工程为例,主要开展了以下四个方面的研究:(1)介绍了自然界中“拍”的概念,通过分析两列波叠加时初相位差、频率比以及振幅比对“拍”的影响,得到了拍振形成的频率比和振幅比条件,并基于该条件,采用数值试验方法分析总结了多列波(三列及以上)叠加时产生拍振的条件,对于拍振的合成机理进行了进一步的完善。(2)通过时域和频域分析方法对实测拍振现象的特性及其产生原因进行了研究。针对二滩拱坝和蜀河水电站泄洪闸闸墩原型振动测试中出现的水力拍振现象,首先采用随机子空间方法对该两个工程进行模态参数识别,然后通过频域分析方法研究了实测振动响应的频率组成成分,最后以拍振形成条件为判别依据,确定了二滩拱坝拱圈部位及蜀河水电站泄洪闸闸墩中拍振现象产生的原因。(3)悬臂梁结构水力拍振的数值模拟研究。针对二滩拱坝拱冠梁测点振动响应中拍振现象无法采用“拍”的合成机理进行解释这一情况,建立了两个悬臂梁三维有限元模型,提取了同一水流荷载作用下结构振动响应时程,采用HHT时频分析方法研究了水动力荷载与结构固有特性以及结构振动响应三者之间的关系,研究发现,当结构固有频率与水动力荷载的瞬时频率重合时,结构会发生随机性的共振,其振动响应会出现类似于“拍振”的现象,本文称该种振动响应形式为随机拍振。(4)基于HHT时频分析方法的泄流结构水力拍振机理研究。首先建立了二滩拱坝和蜀河水电站泄洪闸闸墩三维有限元模型,模态分析获取了结构固有特性并作为已知条件,然后以原型实测振动响应作为输入,采用遗传算法反演得到了二滩拱坝和蜀河水电站泄洪闸闸墩等效水动力荷载,并通过测点动位移均方差反演值与实际值的对比验证了反演的准确性,最后,基于反演得到的水动力荷载,采用HHT时频变换方法获取了荷载能量时频分布图,研究了水动力荷载与结构固有特性以及结构振动响应三者之间的关系,揭示了二滩拱坝与蜀河水电站泄洪闸闸墩振动响应中拍振现象的内在形成机制。