悬索桥是一种古老的桥梁型式。悬索桥由于其力线明确，造型美观和跨越能力大等优点为越来越多的跨海连岛，跨谷工程所采用。由于跨度不断增大，其主要受力索构件（包括主缆，吊索）的长度也越长，由此导致的大柔度索结构振动问题越来越突出。为了保证桥梁结构的安全性，耐久性，甚至使用舒适度，索桥的振动问题引起了各国学者的的高度重视。本文针对大跨度悬索桥悬吊体系各主要构件及其构成的系统有可能发生大幅度参数振动的问题进行较系统的研究。主要研究工作如下：（1）利用精确悬链单元迭代计算方法（Parabola to Catenary Iteration method，后简称PTCI法）对悬索进行找形分析并结合有限元及实测结果进行验证。从索单元静力平衡关系出发，在分析其解析解的过程中，根据索单元的竖向分布荷载按照沿弦长和弧长分布分为两类：一种对应的索单元的形状曲线为抛物线，另一种为悬链线；并以抛物线结果作为初始值对非线性解进行迭代，索单元最终收敛为悬链线。基于PTCI找形算法提出了无应力索长的计算方法和流程。通过比较该方法和有限元软件计算的找形和无应力索长结果，并与矮寨特大悬索桥实测值进行对比，验证该计算理论的优点及工程适用性。（2）提出了基于PTCI理论的悬索自振特性值计算方法。在得到悬索精确线形的基础上,同样以悬索微元为基本研究对象，从静力学平衡关系为出发，推导出索单元的自激振动特征方程。然后用非线性单元（悬链线单元）对悬索微元进行模拟，得到相应单元的刚度矩阵及质量矩阵，最后集成总刚度矩阵和总质量矩阵代入悬索系统的弹性动力学方程，可以计算得悬索的面内各阶自振频率和相应振型。本章依托矮寨悬索桥的工程实例将其计算结果与有限元软件计算结果和实测值进行对比，验证本计算方法的准确性。（3）利用大型有限元软件建立悬索桥动力分析的基础模型，分析了设计成桥状态的全桥动力特性以及在动力特性分析模型中主缆及吊索的局部动力特性。最后分析了矮寨悬索桥斜拉中央扣，端部弹性索及桁梁高度等参数对全桥动力特性的影响。（4）针对大跨度悬索桥施工阶段中的空缆状态，分析了非水平大垂度悬索在端部激励下发生参数振动的响应频比关系及响应特性。推导了主缆参数运动方程,并考虑了由于主缆的大垂度、大位移而引起的几何非线性因素的影响,并利用Galerkin方法对方程进行离散，再运用多尺度摄动方法，对主缆可能发生的参数共振进行了解析分析和数值分析，确定了主缆发生参数共振的条件及响应特性。考虑了大垂度悬索受低高程端桥塔和高高程端桥塔激励这两种情况，分别进行主缆的参数振动分析。分析的主要内容包括产生参数振动时主缆振幅与频率比之间的关系、主缆振幅与激励幅值之间的关系、振动过程中主缆张力的变化时程及悬索中点位移变化时程等。对主缆参数振动影响因素进行了分析：考虑激励幅值、初张力、主缆的长度、垂度及主缆的单位长度质量这五个影响因素。每个影响因素分为其值增加30%和降低30%两种工况进行参数振动分析。研究发生参数振动时，主缆各个参数对振幅与频率比之间的关系、振幅与激励幅值之间的关系、振动过程中主缆张力的变化时程及中点位移变化时程等的影响程度。（5）针对大跨度悬索桥上长吊索的不稳定特性，建立了简易的吊索力学模型并根据牛顿定律推导了吊索中点位移的参数振动微分方程，根据Galerkin方法对方程进行离散分离变量，利用多尺度解析法并结合工程实例参数分析了吊索单模态及双模态情况下在理想端部激励下竖直吊索发生参数振动的频比条件及响应特性。并分析了激励幅值，吊索长度及初始扰动等因素对吊索发生参数振动响应的影响。（6）针对大跨度悬索桥悬吊体系的整体柔性特性，在研究理想激励的前提下进一步考虑了竖直吊索与柔性主梁的耦合参数振动，建立了二自由度力学简化模型，运用多尺度法求解相应微分方程得出解析解，并结合矮寨特大悬索桥工程实例，利用Runge-Kutta法对振动方程进行数值求解得出二自由度系统发生耦合参数振动的发生条件及响应特性。（7）在前面考虑二自由度系统的基础上，进一步考虑柔性主缆的影响，建立三自由度（主缆-吊索-主梁）耦合参数振动力学模型，根据牛顿定律推导振动微分方程，运用多尺度法对其进行解析求解，得出了三自由度组合频比参数共振的相关结果，并结合实际工程参数用四阶Runge-Kutta法进行数值求解进一步得到三自由度耦合参数振动的数值结果对解析解进行补充及验证。