台风是形成于热带洋面或副热带洋面,具有极强破环性的低压天气系统。台风期间伴随着狂风、巨浪、急流,严重威胁着跨海桥梁的安全。我国是台风灾害最为频繁的国家,台风及其次生灾害给跨海桥梁设计和防灾减灾提出了一系列难题和挑战。本文在国家“海洋强国”、“交通强国”战略和“一带一路”倡议的重大需求牵引下,梳理现有文献,综合运用数值模拟、数理统计、理论推导和有限元分析等手段,从极端海洋环境模拟、多维概率模型、台风风灾、结构随机动力响应层面阐述了一系列跨海桥梁密切关注的问题。主要的研究工作包括:（1）采用Holland梯度风场叠加Jakobsen和Madsen移行风场的参数风场模型,再混合CCMP风场再分析资料,模拟了台风风场。同时和台风气压场、TPXO全球海潮模型共同驱动SWAN+ADCIRC波流耦合模型,实现了复杂岛礁海域台风作用下极端海洋环境数值模拟。以实测风、浪数据验证了模型的有效性,同时探讨了台风期间桥址海域波高、海浪谱、风暴潮的演化规律。（2）基于1990-2018年影响平潭桥的58次历史台风期间的风、浪模拟结果,探讨了台风期间平潭桥址环境要素极值的概率特征,包括:风速、波高、波向、风浪向不一致（风浪向偏差）和平均波周期。同时利用Copula理论、Pair-Copula模型等多维变量联结方法,建立了多维环境要素极值的联合概率模型,并基于逆一阶可靠度方法（IFORM）建立了给定重现期下的环境等值线和等值面模型,如分别建立了包括风浪向不一致和平均波周期的风-浪三维联合概率模型及环境等值面模型。（3）为克服极值分析数据量的不足和概率模型外推存在的缺陷,发展了考虑台风空间非均匀性和异质性的台风全路径模型,并在模型中引入了海洋反馈、环境垂直风切变的物理特征。同时,从中国沿岸台风关键参数的统计特征,台风路径和强度的演化、分布特征等方面验证了模型的有效性。最后,利用建立的台风全路径模型,计算了我国东部沿海台风风灾地图。（4）建立了台风作用下跨海桥梁动力响应分析方法。以平潭公铁两用大桥为例,研究了桥梁动力响应短期分析的变异性和极限荷载效应,同时从历史台风事件、风-浪环境等值面模型方面探讨了台风作用下跨海桥梁随机动力响应特性。