索結構中的模態作用研究將從索結構在簡單激勵、復雜激勵條件下的多模態相互作用、索-梁組合結構的模態作用、考慮模態作用下索結構的全局分析等幾個方面展開，由此對索結構在考慮模態作用情況下的非線性動力學進行更深入的研究，包括非線性響應、運動穩定性、分叉、混沌的研究，旨在進一步發展索結構的非線性動力學，更加深入認識索在考慮模態作用情況下的各種復雜運動性態，全面了解索結構的各種運動性能的規律性。與此同時，以懸索為例對不同分析方法(直接法與離散法)在結構非線性動力學中的差別和影響進行研究。從而更加豐富索結構的非線性動力學，為索結構在工程實際中的廣泛應用提供理論保證。同時為結構非線性動力學研究方法提供理論基礎。 2100433B

懸索結構廣泛用于橋梁結構,用于房屋建筑則適用于大跨度建筑物,如體育建筑(體育館、游泳館大運動場等)、工業車間、文化生活建筑( 陳列館雜技廳、市場等)及特殊構筑物等。

模態分析技術發展到今天已趨成熟，特別是線性模態理論（通常所說的模態分析均是指線性模態分析）方面的研究已日臻完善，但在工程應用方面還有不少工作可做。首先是如何提高模態分析的精度，擴大應用范圍。增加模態分析的信息量是提高分析精度的關鍵，單靠增加傳感器的測點數目很難實現，目前提出的一種激光掃描方法是大大增加測點數的有效辦法，測點數目的增加隨之而來的是增大數據采集與分析系統的容量及提高分析處理速度，在測試方法、數據采集與分析方面還有不少研究工作可做。對復雜結構空間模態的測量分析、頻響函數的耦合、高頻模態檢測、抗噪聲干擾等等方面的研究尚需進一步開展。模態分析當前的一個重要發展趨勢是由線性向非線性問題方向發展。非線性模態的概念早在1960年就由Rosenberg提出，雖有不少學者對非線性模態理論進行了研究，但由于非線性問題本身的復雜性及當時工程實踐中的非線性問題并示引起重視，非線性模態分析的發展受到限制。近年來在工程中的非線性問題日益突出，因此非線性模態分析亦日益受到人們的重視。最近已逐步形成了所謂非線性模態動力學。關于非線性模態的正交性、解耦性、穩定性、模態的分叉、滲透等問題是當前研究的重點。在非線性建模理論與參數辨識方面的研究工作亦是當今研究的熱點。非線性系統物理參數的識別、載荷識別方面的研究亦已開始。展望未來，模態分析與試驗技術仍將以新的速度，新的內容向前發展。

模態頻率、跨中豎向位移等監測指標隨運營環境作用的變化規律是結構健康監測的研究熱點之一。本項目從周期性的角度系統研究了斜拉橋運營環境作用對模態頻率、跨中豎向位移的影響規律，提出了分離不同作用效應的周期平均法，比較了不同作用效應的相對影響程度，揭示了溫度、交通荷載對橋梁模態頻率變化的影響機理，建立了斜拉橋跨中豎向位移隨不同構件溫度變化的簡化分析模型，構建了橋梁運營期性能變化監測方法。研究表明：溫度和交通荷載是引起背景橋梁頻率變化的主要因素，它們的相對影響程度取決于周期。在年周期上，溫度的影響大于交通荷載，而在周周期和天周期上，交通荷載的影響更為顯著。因材料彈性模量隨溫度變化，溫度升高會引起橋梁各階頻率降低。交通荷載與低階頻率呈現負相關關系，但與部分高階頻率呈現正相關關系，其機理可通過附加彈簧–質量系統做定性解釋。斜拉橋由溫度變化引起的跨中豎向位移主要受拉索溫度和主梁平均溫度的影響，拉索溫度升高時跨中橋面下降，主梁平均溫度升高時跨中橋面上升。因為拉索溫度與主梁平均溫度在不同時間尺度上的比例不同，所以跨中豎向位移與溫度變化之間沒有單調變化關系，其在年周期上的變化幅度與天周期相當。本項目提出的平面幾何分析模型可初步估計斜拉橋跨中豎向位移隨溫度的變化。以上研究成果有助于加深對橋梁運營期行為規律的理解，提高結構健康監測系統在橋梁管理養護中的實用價值。 2100433B