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广东金马大桥主桥为双索面混凝土独塔斜拉桥与T型刚构的协作体系，其独特结构体系的成功实施引起了工程界的巨大关注。基于大位移非线性弹性理论的广义变分原理，考虑了加劲梁轴向压缩应变能和剪切应变能的影响，建立了斜拉桥与T构协作体系空间耦合自由振动的大位移不完全广义势能泛函，通过约束变分导出了协作体系斜拉桥的加劲主梁的纵向振动、竖向挠曲振动、横向挠曲振动、扭转振动及加劲主塔的纵向振动及扭转振动的基础微分方程，并以数值计算验证推导的有效性，为协作体系桥的固有振动性状分析提供可靠的理论依据。