，，，，

(长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室，武汉 430010)

三峡水利枢纽的溢流坝段设有22个导流底孔，担负三期施工导流和汛期泄洪任务，导流底孔采用有压长管方案，大部分底孔出口底板高程为55.5 m，正常设计水位135.0 m，设计水头79.5 m。工作闸门为弧形闸门。闸门宽6.0 m，高8.5 m，支臂长16.4 m，半径18.0 m。支铰高程69.0 m。由于孔底位置较低，汛期闸门往往处于淹没状态。在淹没状态下开门泄洪或在动水中关闭闸门时，门后将出现不同程度的水跃翻滚冲击闸门的现象，可能诱发闸门较大振动，影响支臂动力稳定和闸门的安全运行，因此，有必要对导流底孔闸门进行动力安全监测。

1 闸门结构动力特性监测

1.1 闸门试验模态分析原理

闸门结构动力特性监测采用试验模态分析方法，原理如下。

导流底孔弧形闸门是典型的三维结构，它有许多频率和振型都可能被水流激发而参与振动，因此需要掌握闸门多阶频率和振型。进行试验模态分析是研究结构动力特性的有效方法之一。根据模态分析理论，传递函数与模态参数之间的关系可表示为

式中：{φi}为第i阶模态振型；Ki，Ci，mi分别为第i阶模态的刚度、阻尼和质量；ω为圆频率；J为虚数。

当结构模态间的相互耦合可以忽略时，则传递函数矩阵[H]中的任一行或一列都包含了结构的全部模态参数，而多点激振单点响应或单点激振多点响应观测分别能得到传递函数[H]中的一行或一列。响应点和激励点需恰当选择，否则会遗漏某些模态。本次采用单点激振多点响应的试验模态分析方法进行了闸门动力特性试验研究。……