大跨桥梁如悬索桥和斜拉桥的建成,给人类生活和经济发展带来了巨大的便利。然而随着经济和社会发展的需要,使得现代桥梁结构朝着大跨和高耸方向快速发展,进而导致结构的风敏感性不断增加。目前,大跨桥梁的抗风研究主要集中于结构的强度、刚度以及稳定性等方面。相比而言,关于环境风长期作用下的疲劳损伤问题研究相对较少。因此,探究风致疲劳分析方法对结构的耐久性设计和可靠性评估显得尤为重要。论文研究围绕平稳风场模拟、随机疲劳分析以及桥梁抖振疲劳等方面内容展开,主要的工作和研究成果如下:风场模拟可以为时域疲劳分析提供荷载输入的基础。目前,最常用的模拟方法为经典谱表示法,其模拟效率主要由两部分控制,即互谱矩阵分解和三角函数叠加。为了提高前者的计算效率,基于插值的模拟方法被应用于风场模拟中。然而由于传统基于插值的模拟算法需要通过预先大量地试算来确定插值点分布这一关键信息,因而模型缺少一定的实用性。另一方面,为了减少后者的计算耗时,基于泰勒级数展开的模拟算法也被应用于风场模拟中,但该算法中关于确定展开项数的说明并不清楚。基于此,论文首先在插值点不均匀思想的基础上,提出了一种自适应插值模拟算法。其次,深度分析了基于泰勒级数展开的模拟方法并给定其展开项数确定准则。结果表明:本文所述方法具有较好的精度,不仅提高了模拟效率,而且改善了模型的实用性。就平均疲劳损伤估计而言,现有的方法主要有时域法和频域法。其中,时域法计算精度高,但工作量大,不利于实际工程应用;频域法计算过程简便,但多为半理论、半经验结果,且精度较低。鉴于此,论文以高层建筑顺风向、横风向以及耦合作用下的疲劳响应为例,对现有的时域雨流法和频域T-B谱方法进行评估。首先,研究样本时距对时域雨流法估计结果的影响,并给出了相应的结果修正;其次,比较雨流法和T-B谱方法的计算结果,并在此基础上提出了改进方法。结果表明:样本时距对雨流法的估计精度有较大影响;改进的T-B谱方法具有较好的计算精度。基于改进的T-B谱方法和雨流法(已经考虑时距的影响),研究模型、阻尼以及材料参数的不确定性对风致疲劳损伤估计的影响,其中以雨流法的计算结果为基准。首先,对疲劳损伤计算模型的不确定性进行研究,并在现有估计窄带高斯随机过程疲劳损伤计算模型不确定性的基础上,提出了适合评估宽带高斯随机过程疲劳损伤计算模型不确定性的方法。其次,以阻尼变异性取30%为例,研究了其对疲劳损伤估计的影响。再次,分别采用同方差假设和异方差假设模型来研究材料参数的不确定性对疲劳损伤估计的影响。最后,分析同时考虑上述所有不确定性因素对疲劳损伤估计的影响。结果发现:就模型不确定性估计结果而言,本文所述方法具有较好的计算精度;在考虑不确定性因素的影响时,疲劳损伤估计结果与上述三种不确定性因素都有关,且此时采用改进的T-B谱方法估计疲劳损伤依旧有效。风致疲劳分析对桥梁结构也很重要。论文以普立特大桥为工程背景来研究风致疲劳中的两方面内容,即平均风速分布和桥梁抖振疲劳分析。现有的桥梁抖振疲劳分析往往忽略了风向的影响,且认为风都是从垂直于桥轴线方向吹来。为了考虑风向对抖振疲劳损伤的影响,基于桥址处近33个月的风速实测数据,首先提出了KDE-GPD的混合分布模型来描述风速、风向的联合分布;其次,基于改进T-B谱方法分别对考虑和不考虑风向下的桥梁主梁抖振疲劳损伤进行分析;最后,研究了疲劳损伤计算模型、阻尼以及材料参数的不确定性对主梁抖振疲劳损伤的影响。结果表明:KDE-GPD模型能较好地反映风速的实际分布情形;在桥梁抖振疲劳分析中可忽略疲劳损伤计算模型不确定性的影响;考虑阻尼和材料参数不确定性会使得疲劳累积损伤增加;而考虑风向影响时,疲劳累积损伤会减少。