大跨度索结构跨越体系在石油、天然气的管道输送工程中担任不可或缺的角色,由于缆索结构长期暴露于空气中,受温度湿度变化等的影响,缆索易出现锈蚀情况,严重时会发生断索事故。碳纤维索具有高强轻质、耐腐蚀、耐高温等优良的物理化学性能,可有效地解决传统钢索面临的困扰,然而碳纤维材料在实际桥梁工程中的应用较少。采用轻质的碳纤维索代替传统钢索,将使得全桥结构更加轻柔,其抗风抗震等动力性能的变化尤未可知。为解决上述问题,本文以一实际工程为背景,对采用碳纤维材料作为索构件的大跨径斜拉-悬索管桥的动力性能展开分析,主要研究内容及结论如下:（1）依托魏荆线汉江跨越管桥换索工程项目,分析斜拉-悬索管桥和普通公路桥梁的区别,总结自身特点。通过轴向等强度原则,将管桥主缆、斜拉索由传统钢材替换为碳纤维材料,并对钢索与碳纤维索性能进行对比分析。（2）选取Davenport水平脉动风谱密度函数,基于线性相位滤波器法中的自回归模型,通过Matlab仿真汉江跨越管桥桥位处三维脉动风场,提取脉动风场湍流参数,作为拉索风致振动研究的边界条件。通过Workbench工作平台,实现风场与拉索的单向流固耦合作用,计算碳纤维索与钢索风致振动响应异同,分析碳纤维索换索方案对桥梁气动特性的改变。结果表明,采用碳纤维索作为拉索材料会增加拉索变形,也会增大拉索应力;顺风向碳纤维索风振响应位移相比传统钢索更大,但其随时间衰减较快。（3）结合斜拉-悬索管桥受力特点,建立桥塔-拉索-主梁耦合参数振动模型,选用Matlab工具进行数值计算;从动力特征与振幅两方面对比研究碳纤维索与钢索参数振动性能,分析各影响参数如桥面位移、索力、桥塔刚度、拉索阻尼等对于结构参数振动的影响;增设粘滞阻尼器,建立阻尼器减振模型,对比分析两种材料拉索的振动控制效果。结果表明:钢索换为碳纤维索后,其主共振振幅变大,次谐波共振减小,总体上拉索振幅变大,参数振动性能不利;增设粘滞阻尼器进行被动控制后,碳纤维索减振效果优于钢索,振幅显著下降。（4）基于反应谱及地震时程分析理论,利用Midas Civil对斜拉-悬索管桥进行动力特性分析,选择合理的反应谱及地震波,确定合适的工况讨论结构在反应谱作用及一维、多维,一致、多点地震波激励下结构的动力响应,确定不同地震波对结构的影响;并将碳纤维索结构与钢索结构的变形、内力进行对比分析,讨论换索对结构的影响。结果表明:斜拉-悬索管桥相比其他普通桥梁频率较小,周期较长;无论是反应谱还是地震波,结构横向地震波响应最明显,且三维地震波激励下结构最危险,主要取决于结构自身横向刚度;换索后,结构的柔度有所增大,对结构地震响应较为有利。