在过去的10年间,我国桥梁建设正逐渐从内陆地区延伸到海岸地区,多个大跨度跨海大桥,如东海大桥,杭州湾大桥,胶州湾大桥等在此期间建设完成。对于跨海大桥,海洋环境中强风、波浪和海流等因素则成为影响跨海大桥设计,施工和运营过程中的重要因素。从塔科马大桥事故后,风对桥梁作用效应得到了深入研究,然而波浪以及更为复杂的风-浪环境对桥梁作用效应则研究较少,而该问题随着跨海大桥建设正逐渐深入海洋,其在复杂海洋环境下的动力响应规律变得亟待解决。本文主要通过对桥塔模型进行风-浪耦合试验和数值计算,对其在复杂海洋风浪环境下的动力响应进行探索和研究,本文的主要研究内容如下:(1)介绍了桥塔模型风-浪试验的基本过程,主要包括有桥塔模型缩尺比的选择和缩尺准则的确定;模型的设计、加工与安装;传感器的选择和布置;风-浪试验的进行以及数据的采集和分析。(2)模型处的风场和波浪场在试验前分别进行单独标定,随后给出了风-浪场的生成方法,并讨论了风-浪场中波列受到风和风生浪影响大小,从而对风-浪试验技术的可行性进行了确认。(3)试验中对桥塔弹性模型分别进行单风、单浪以及风-浪耦合作用测试并得到不同工况下的试验结果,通过对数据进行处理分析和对比,研究桥塔结构在单风、单浪和风-浪联合三种不同工况作用下结构位移,加速度,剪力和基底弯矩响应规律。(4)建立了风浪耦合作用下桥塔结构的力学分析模型,通过数值模拟分析了桥塔结构在风-浪耦合作用下的动力响应,并与试验结果进行对比。该分析模型中风荷载采用抖振理论计算,波浪荷载采用试验实测数据,其受力分布采用数值模拟得到。时程分析中考虑到了结构的非线性,以及波浪作用的瞬态响应等相关问题,其结果对试验的准确性进行了验证,并对试验工况进行补充。