大跨度桥梁由于具有轻、细、柔和低阻尼的特点，所以对风的作用非常敏感。结构风致振动问题已成为大跨度桥梁设计和施工中主要控制因素之一。涡激振动是结构风致振动中最常见的一种现象，常在较低的风速下发生。虽然涡激振动是一种限幅振动，但是由于其发生风速低且发生概率较大，对桥梁结构疲劳性能和行车舒适度都会产生很大的影响，所以不容忽视。目前，已发现有多座大跨度悬索桥存在多阶竖向模态涡激振动的病害。分析表明，钢箱梁悬索桥模态频率在0.6Hz以下的涡振起振风速都会低于桥上允许行车的风速25m/s，而在0.6Hz以下大跨度悬索桥存在多阶竖弯模态，不同模态在相同振幅下涡激共振的加速度按频率的平方增长，因此对于此类柔性桥梁结构必须仔细研究其在多阶模态下的涡激共振性能。本文以大跨度悬索桥竖弯模态的涡激振动问题为背景，围绕多模态涡激振动特性进行研究，完成的主要工作如下：1.回顾和总结了大跨度桥梁涡激振动的研究现状和现行多模态涡激振动研究成果，对涡激振动的特性、影响因素、解析模型、振幅估算方法和控制措施进行了文献综述。2.采用宽高比为6的矩形断面刚性节段模型在均匀流场中进行了不同悬挂频率下的涡激振动试验。结果表明，每种悬挂频率下均存在两个竖向涡激共振区间，且与两个无量纲涡振风速锁定区间对应的斯托罗哈数St不随悬挂频率变化；相同斯卡顿数Sc时每个涡振区间内的最大竖向振幅不随悬挂频率变化。3.运用Fluent软件对矩形断面进行了二维数值模拟，得到的涡激振动锁定区间和涡激振动振幅与风洞试验结果较为吻合。4.进行多模态涡振的气弹模型试验方法研究，提出了一种多点弹性支承连续梁气弹模型进行多模态涡振研究，并建立了相应的设计方法。采用该新型气弹模型进行了多阶涡振测试，结果表明竖向涡振振幅随模态频率的升高并没有减小的趋势，且基于该气弹模型试验结果比较分析了Ruscheweyh涡振振幅估算模型。