极端波浪是一种具有强非线性和随机瞬时出现的灾害性海浪，携带的巨大能量对海上建筑物具有潜在破坏性，对结构物的致灾机理尚未完全明确。跨海桥梁是沿海交通运输网的重要组成部分，可加强沿海各区域间的联系，有效促进沿海区域经济建设的快速发展。随着近年全球气候变暖，极端天气和气候事件发生频繁，跨海桥梁受极端波浪作用导致其上部结构发生损坏的事件时有发生。开展极端波浪对跨海桥梁上部结构作用的研究，有助于正确认识跨海桥梁在极端波浪作用下的损坏机理，具有重要的学术价值及工程实践意义。
　　本文基于能量聚焦理论模拟得到极端波浪，采用物理模型实验和数值模拟相结合的方式，开展极端波浪对跨海桥梁上部结构作用的研究，重点分析其作用过程中的水动力特性，探究跨海桥梁上部结构发生损坏的可能原因以及不同波浪参数和桥下净空对其作用过程的影响。研究工作主要包括以下两方面：
　　1.开展聚焦波对桥梁上部结构作用的物理模型实验研究，分析桥梁上部结构在不同淹没状态下的聚焦波波面变化、能量谱变化以及桥梁底部受力情况，探究不同淹没状态下桥梁上部结构发生损坏的可能原因。结果表明不同淹没状态下桥梁上部结构所受波浪力的形式具有明显差异，未淹没时以波浪砰击力为主，砰击力是造成桥梁上部结构损坏的可能原因；而在半淹没和全淹没时以波浪动水压力为主，桥梁所受倾覆力是造成桥梁上部结构损坏的可能原因。
　　2.开展聚焦波对桥梁上部结构作用的数值模拟研究，分析不同工况下桥梁周围流场分布、聚焦波波面及其能量谱变化、桥梁所受整体波浪力及底部压强的情况，探究不同聚焦振幅、频率宽度、中心频率及桥下净空对其作用过程的影响。结果表明聚焦振幅越大，桥梁所受水平和竖直波浪力越大；频率宽度对桥梁所受水平和竖直波浪力无显著影响；中心频率对桥梁所受水平波浪力无明显影响，竖直波浪力则随中心频率的增大而减小；不同桥下净空时桥梁所受波浪力形式差异较大，净空为零时所受波浪力最大。