由于现代桥梁朝着轻型预制化的方向发展,斜拉桥会在车辆、风雨或地震激励的情形下产生大幅振动,如果系统动力响应受构件间能量传递影响,该现象就被称为耦合振动,而具有质量轻、阻尼小、柔度大特征的斜拉索非线性问题也随之愈发突出。大跨度斜拉桥非线性耦合振动的机理分析为研究其减振方法与措施提供了可靠的理论依据。本文从实际工程观察到的拉索大幅振动现象出发,研究了斜拉桥整体简化模型在理想条件下的非线性动力响应特性,发现特定频率下不同程度的耦合现象,从理论角度解释了索间作用与索面内前三阶模态对结构耦合振动的影响机理,并对多索结构振动响应特性进行了初步探讨。主要研究内容及成果如下。1、建立了考虑拉索几何非线性的双索-梁-塔组合体系模型,以动力学方法获得其运动偏微分方程,设定索面内前三阶模态截断、梁塔基本模态截断后使用伽辽金方法将方程离散,再由多尺度摄动法近似求解。发现系统存在高阶非线性项,各构件振动函数相互关联,并对可能发生大幅运动的共振或耦合频率条件进行了说明。2、基于合理假定的结构参数与振动工况,采用龙格-库塔方法数值模拟了组合体系不考虑系统阻尼的非线性动力响应。特定频率条件下结构受激励出现拍振现象,不同初始扰动幅值的工况下索与塔耦合程度存在差异,梁不存在类似关系。本文确定了拉索振动对索、塔、梁初位移与初速度改变的敏感程度。此外,还给出了塔索耦合频率比。3、针对密索体系斜拉桥发生的索高阶模态振动情况,控制变量为索的数量与面内模态阶数,在对比工况下探究了受索间作用与索前三阶模态影响的时程变化。通过对单索结构与双索结构比较,表明索间作用抑制索的大幅振动,使结构稳定。通过分别对单索结构索一阶模态、前两阶模态、前三阶模态振动时程比较,表明索前三阶模态具有长期效应,且影响结构耦合形式。