近年来随着世界经济的迅速发展，对世界交通网络的需求也达到了新的高度，在这种背景下大量特大型跨海桥梁应运而生，纵观世界桥梁史，跨海桥梁在波浪作用下受到破坏的例子屡见不鲜。海洋上复杂的风浪环境使跨海悬索桥的桥塔这样的高耸结构受到的风浪作用十分复杂，这也给跨海悬索桥的建设提出了新的挑战，从跨海悬索桥建设的安全性和经济性以及建成后使用的舒适性来考虑，对跨海悬索桥桥塔在单风、单浪和风浪联合作用下的受力和响应规律的研究对跨海悬索桥的建设意义重大。本文采用试验研究和理论计算相结合的方法，通过采用设计桥塔弹性模型试验研究和理论计算对比分析方法，研究桥塔在单风、单浪和风浪联合作用下的受力和响应规律。主要研究内容和结论如下：1、研究按照相似比理论设计、制作和安装弹性模型的方法，按照研究得到的方法设计桥塔弹性模型试验，设计结果表明弹性模型按照Froude准则进行设计，用铝合金做内芯提供刚度、用有机玻璃做外壳来提供外形，制作出的模型可以较好的满足几何相似、刚度相似、质量相似和阻尼相似，能够满足弹性模型试验的要求。2、对桥塔弹性模型风浪作用试验得到的数据进行处理和分析，研究桥塔结构在单风、单浪和风浪联合作用下的受力和响应规律，分析风浪联合作用下风浪耦合作用对结构受力和位移响应的影响。3、研究单风作用下计算结构抖振响应的经典抖振理论和计算大尺度圆柱形结构波浪力的绕射理论，将这两种理论用于本文试验模型进行理论计算并将计算结果与试验结果对比分析，验证这两种已有理论的正确性和试验研究结果的准确性。