随着海洋石油开发的深入，海底管道的使用非常广泛，类型也趋于多样化。三维海底悬空管道的动态特性分析，涉及到波浪、海流等各方面的共同影响，具有很强的随机性和非线性，是一个非常复杂的问题。鉴于目前的研究状况，对三维海底悬空管道进行动态特性进行理论研究是非常有必要的。 本文建立了海底悬空管道动态分析的有限元模型，采用两种模型来模拟管道与海底接触的约束关系，推导了相应的有限元公式。采用广义JOCABI原理计算管道的自振特性，并开发了相应的计算机软件。计算了两种约束模型结构固有频率的数值解和避免管道发生共振的临界长度，并将软件计算结果与理论解比较来验证软件的正确性。同时分析了管道内部的输送流体速度和海底地基系数对固有频率和临界长度的影响。利用线性波浪理论和模态分析的方法研究了海底悬空管道的确定性波浪载荷及管道的确定性响应。结合随机波浪理论和相关理论研究了悬空管道的随机响应，推导了随机波浪载荷的相关矩阵和波浪载荷谱矩阵，利用随机振动理论和模态分析导出了多自由度随机响应的计算公式并求解了管道的随机位移响应谱。 利用有限单元法和振动理论分析海底悬空管道的动态特性是比较有效的，根据本文的分析，得到了一些有价值的结论：如引入地基系数对描述海底土壤硬度及与结构的约束是比较有效的，随着地基系数的变化，固有频率和临界长度趋于不同的变化；总结出了内流影响管道振动特性的机理并提出了第一临界流速的观点；导出波浪力的相关函数和多自由度随机振动的响应公式。本文的结论对海洋石油管线的结构设计和疲劳可靠性分析具有一定的参考价值。