拉索结构现广泛应用于斜拉桥、输电线等各类工程，但其作为柔性结构，易在外部激励下产生大幅振动，对于多索结构而言，相邻拉索之间会产生“同步”及“异步”振动，导致拉索出现碰撞等问题，对原有结构造成了巨大的危害，因此拉索结构非线性振动问题仍是当前重点研究课题之一。为研究产生该现象的原因，国内外学者开展了大量对拉索幅频特性及相频特性的研究，但其主要针对于某一组特定参数，未深入研究参数差异对拉索结构相频特性的影响规律。本文主要采用理论推导、模型试验、参数分析以及对比归纳相结合的方法研究了参数差异对水平索相频特性的影响规律。主体内容如下：
　　（1）考虑水平索的垂度和几何非线性，基于水平索面内轴向激励下的运动常微分方程，采用多尺度法进行摄动求解，得到水平索在主共振区域的面内幅频响应方程，通过数值算例探讨不同垂跨比下拉索幅频特性及相频特性变化规律。研究表明：拉索面内一阶固有频率与垂跨比成反比，同时因初始索力的影响，拉索增大或减小相同参数对其固有频率影响不尽相同。此外，拉索在主共振区域的响应相位在某个激励频率下会产生突变，对于参数不同的拉索，因其固有频率的差异，导致其相位产生突变的频率也不相同，将这一结论反推到双索结构，表明对于参数不同的两根拉索，在同一激励频率下可能存在“同步”振动与“异步”振动两种状态。
　　（2）根据动力相似原理，设计了单水平索-质量块模型，进行了四种不同垂跨比下水平索自由振动及其在主共振、亚谐波共振及超谐波共振区域的扫频试验，随后采用傅里叶变换得到了面内响应与激励的初相位，并对两者做差，得到了响应与激励的相位差随激励频率的变化规律。研究表明：在主共振及超谐波共振区域，因其独特的“跳跃”现象，在扫频试验过程中会导致相位差有一个突变的情况，从同相转变为反相，又或者从反相转变为同相，并采用四阶龙格-库塔法对部分试验结果进行了验证。而对于亚谐波共振而言，扫频试验过程中，响应与激励的初相位差始终保持在90度附近。此外，拉索在振动过程中，其瞬态索力变化非常明显，当响应幅值最大时，拉索瞬态索力的平均值与最大值相较于初始索力分别会增大2%和8%。
　　（3）在单索模型试验基础上，进行了双水平索-质量块模型试验，试验主要关注不同参数下双索结构跨中面内响应的相对关系，参数变化仅变换其中一根拉索的垂跨比。试验过程中双索的轴向激励幅值有一定差距，但实测双索激励始终保持同相，最后采用ANSYS瞬态动力学分析对部分工况进行了验证。研究发现：双索结构在主共振及超谐波共振区域均存在明显的“同步”及“异步”振动现象，产生该现象的主要原因在于双索初始垂跨比不同导致两者共振区间存在一定偏移，在进行扫频试验过程中，当其中一根拉索发生“跳跃”现象后，其响应初始相位发生突变，此时双索转变为“异步”振动，该现象一直持续到另一根索也发生“跳跃”现象后，两者才转为“同步”振动。对比不同工况，激励幅值对拉索响应幅值有较大影响，而对共振区间的偏移影响较小，垂跨比的差异对双索异步振动区域大小的影响非常明显，ANSYS瞬态动力学分析结果与试验保持一致。