理论上，按照现行的颤振设防标准进行设防，大跨桥梁不会发生颤振；然而，随着大跨桥梁进一步长细化，可能在设计上无法达到现行的颤振设防标准，再加上全球气候非平稳的不利演变，大跨桥梁在服役期间存在发生颤振的可能性。因此，开展大跨桥梁后颤振性能研究具有十分重要的意义。本文通过理论分析、数值模拟与有限元计算相结合的方法开展了大跨悬索桥后颤振响应特性与强健性研究。本文的主要内容如下：
　　(1)采用阶跃函数法建立了桥梁断面的时域自激力模型，提出了遗传优化算法实现了阶跃函数参数的快速拟合，并验证了时域自激力模型的精度。提出伪稳态自激力分离法解决了平均风荷载模型与自激力模型之间的时域不相容问题，从而成功地建立了平均风与气弹效应一体化的时域气动力模型。
　　(2)引入多阶段阶跃函数的概念描述了桥梁断面自激力随振幅演变的非线性特性。在时域计算中，任意中间振幅状态下的阶跃函数可通过对相邻两阶段的阶跃函数进行插值得到。插值算法得到的非线性自激力模型不但能够较为准确地描述桥梁断面自激力的发展特性，也避免了不同阶段阶跃函数突然切换所可能引起的非物理瞬态响应。
　　(3)针对江底河大桥进行了全过程的颤振时域分析，得到了桥梁的颤振临界风速与后颤振响应时程。基于时域结果，总结了后颤振响应幅值随时间的演变特性，极限环振动(LCO)幅值及频率随风速的演变特性；揭示了桥梁结构的几何非线性、气动力非线性与平均风效应对大跨悬索桥颤振临界风速与后颤振响应特性的影响。数值计算表明：几何非线性，气动力非线性以及平均风效应对颤振临界风速的影响均不大；与线性理论揭示的后颤振发散振动相比，几何非线性效应驱使桥梁结构的后颤振呈现较小振幅的LCO现象；气动力非线性与平均风效应对后颤振LCO特性的影响显著。
　　(4)分别研究了流线型箱梁断面、П型断面、分离式双箱梁断面与H型断面4种主梁气动外形的颤振稳定性能与后颤振LCO特性。数值分析表明：分离式双箱断面的颤振稳定性能最佳，流线型断面与П型断面的性能较好，而H型断面的性能最差；H型断面的后颤振表现为扭转颤振，而其余3种断面呈现为明显的扭弯耦合颤振。4种主梁气动外形的后颤振LCO特性之间具有显著的差异。
　　(5)研究了江底河大桥的后颤振强健性能。以桥梁关键部位的疲劳性能作为评估桥梁后颤振强健性的指标。对于主梁与桥塔梁单元截面的应力计算，引入了Mises等效应力的概念将梁单元复杂的应力归一化，并对其进行了符号修正，得到了梁单元截面的修正Mises等效应力时程；对于缆索构件，则直接提取其轴向拉应力时程。根据关键部位的应力情况确定桥梁的薄弱环节并针对薄弱环节进行疲劳强度验算与疲劳寿命估算。此外，研究了不同风速下桥梁结构疲劳特性的演变特性。分析结果表明：随着风速的增加，桥梁关键部位的疲劳寿命快速降低，中央扣的疲劳寿命始终是最小的；根据主梁最大扭转振幅与中央扣最大应力的计算结果，估计了中央扣发生强度断裂所需要的最大扭转振幅，并与旧塔科马大桥颤振进行了对比讨论。