桥墩局部冲刷是指行进水流受桥墩的阻水作用,产生不同的水流结构,使桥墩附近的泥沙起动或者流失的过程,被认为是桥梁水毁的主要因素之一。关于桥墩局部冲刷的研究,现有成果往往综合了多种水流结构,分析水流间的耦合作用效果,而对水流结构的自身特性研究成果较少。本文从下降水流自身的特性研究出发,对下降水流的作用特征进行研究,分析了下降水流在桥墩局部冲刷中的作用机理,讨论了下降水流与其他水流结构的耦合关系,完善了桥墩局部冲刷的水流结构,以及水流结构与河床泥沙的关系,为桥墩局部冲刷的研究提供了参考。试验分为三个部分,分别是下降水流冲刷作用特征试验研究、桥墩局部冲刷压应力分布试验研究和桥墩局部冲刷的数值模拟。其中,下降水流的作用特征试验研究旨在探究下降水流对河床的冲击作用,讨论以压应力值表征冲击作用的合理性。在排除马蹄形涡系干扰的情况下,以动水介质为试验条件,下降水流直接冲击河床,测量河床压应力的分布情况,分析河床压应力与下降水流参数（包括水平距离S、垂直高度3）、水平流速(1和下降流速(1)之间的数值关系,推导了下降水流能够冲击河床的临界条件。结果表明,泥沙所受压应力可以表征下降水流对河床的冲击作用。桥墩局部冲刷压应力分布试验研究,选择了常见的圆柱桥墩为研究对象,在流速为0.2m/s、水深为0.2m的行进水流的条件下,测量桥墩局部冲刷深度,得到冲刷坑的形态,引入测点斜率这一参量,表征固定时间段内冲刷深度与冲刷范围的变化速率;根据所测的冲刷坑形态,在固定测点埋设压力传感器并测量压应力值,得到冲刷坑测点的压应力及其变化情况,以压应力表征下降水流的冲击作用,分析下降水流对冲刷坑形态的影响。结果表明,河床压应力与测点切向斜率的变化趋势几乎相同,说明泥沙所受应力状态与冲刷坑形态间存在密切的联系;压应力的变化趋势是先降后升,说明马蹄形涡系形成阶段,是下降水流与马蹄形涡系间耦合作用较强的阶段。桥墩局部冲刷的数值模拟,采用FLOW-3D软件,模拟了桥墩局部冲刷的变化过程,与试验数据相对比,验证模型的准确性;计算墩前相应测点的切应力的变化情况,讨论了墩前泥沙的应力状态与冲刷坑形态之间的关系,分析了水流结构对冲刷坑形态的影响。结果表明,相比于马蹄形涡系,下降水流对冲刷深度的影响更加明显。