大跨径悬索桥因其自身重量轻、刚度小、阻尼小的特征,易在风荷载的作用下会产生多种风致振动响应,结构的动力特性也会相应的产生复杂多样的变化。结构固有的动力特征是有限元模型更新,损伤检测和振动控制的基础,而大跨径悬索桥的模态特征（自振频率、阻尼比、振型）会受到车辆荷载、温度变化、地震和风等各种动力载荷的影响。鉴于此,本文以沿海地区西堠门大桥为工程背景,基于桥址处附近的大量实测风速数据和响应加速度数据,采用自然激励技术（NEx T）和特征系统实现算法（ERA）相结合的方法,准确估计了大跨度悬索桥在不同风速下的模态频率和模态阻尼比,发现了西堠门大桥在平稳风荷载下的模态参数演化规律,主要研究内容如下:（1）系统的总结并推导了利用自然激励技术的数据预处理方法（NEx T）和特征系统实现算法（ERA）的模态识别方法,说明了两种方法结合的可能性和优点,并指出了运用该方法进行模态识别过程中可能会出现的问题。（2）编制了用NEx T-ERA方法识别结构模态参数的MATLAB程序,讨论了模态识别过程中的样本时长,窗口时距和Hankel矩阵阶次的选择方法,通过参数分析发现:样本时长和窗口时距的增大会提高模态参数识别精度,两个参数中任何一个取值过小都会导致模态识别结果出现异常;Hankel矩阵的阶次的选择需要结合具体的工程背景,采用一定标准人工确定。（3）分别采用了轮次检验法和希尔伯特—黄变换法分析了西堠门大桥桥址处实测风速序列及主梁加速度在幅值和频率上的非平稳性。研究表明:西堠门大桥桥址处实测风速序列和主梁加速度信号均为平稳时间序列,满足NEx T-ERA方法的假定;风速序列的非平稳度明显大于相应风速条件下主梁加速度响应的非平稳度。（4）使用NEx T-ERA模态识别技术分析了西堠门大桥在7种不同风速下共三千余组的时间序列,获取了不同风速条件下桥梁结构竖向、横向和扭转的模态频率和模态阻尼比。研究发现:悬索桥的阻尼比相对较低,前三阶竖向阻尼比的分布区间为0.2%-2.1%,前三阶横向阻尼比的分布区间为1.3%-2.8%,前三阶扭转阻尼比的分布区间为0.3%-2.3%;风速的变化对大跨悬索桥模态频率的影响很小,可以忽略不计,但对阻尼比的影响效果显著,整体上表现为:随着风速的变增大,前三阶竖向阻尼比显著增大,横向阻尼比保持不变,而扭转阻尼比显著减小;风速的变化对阻尼比识别结果的离散性影响显著,竖向阻尼比识别结果的离散度随着风速增大而增大,横向阻尼比识别结果的离散性随风速变化较小,扭转阻尼识别结果的离散度随着风速增大而减小。