该文研究海底管线出现管跨后的可靠性问题.管跨的出现改变了海底管线在管跨段所承受的载荷形式和应力状态.当海水流经管跨时,可能产生周期性的涡旋发放,导致管跨产生周期性的振动,即涡激振动.当涡旋发放频率达到管跨的各阶固有频率时,管跨将发生涡激共振;当涡旋发放频率远离管跨的各阶固有频率时,管跨将发生微幅疲劳振动.管跨的涡激共振和疲劳振动是引发管跨段发生失效的主要因素,也是对管跨进行可靠性设计、可靠性评估工作所要解决的主要问题.针对上述由管跨的涡激振动引发的海底管线的两种主要失效形式,基于非线性动力学理论、随机过程理论和可靠性分析理论,文中提出更为科学地反映海底管线实际工况的共振失效和疲劳失效的可靠性分析方法.该文的主要工作有:1.考虑波浪水质点与管线振动间的相对运动速度以及波浪和海流的联合作用,对传统的波浪载荷计算方法进行了改进,从而建立了管跨段的非线性涡激振动方程.同时,基于非线性振动特性,将倍频共振和亚频共振的概念引入管跨的涡激共振失效分析方法中,并在此基础上提出计算管跨的涡激共振失效概率的方法和进行发生涡激共振的管跨长度的预测的方法.2.建立管线疲劳失效的可靠性分析方法.文中通过合理化简,将非线性随机振动方程化为相应的线性随机振动方程.利用谱分析解法,由波浪谱推导得到海底管线的波浪力谱,作为振动方程的输入谱,计算得出相应的输出谱,进而确定位移和应变等各种响应随机过程的概率分布,最后结合可靠性分析理论确定管线的疲劳失效概率.3.该研究中采用的算例综合考虑了由管线的涡激振动引起的涡激共振失效和疲劳失效两种失效形式,对管线的可靠性进行了分析.分析结果表明,考虑波浪水质点与管线振动间的相对运动速度和海浪的随机性进行海底管线的涡激共振和疲劳可靠性研究更加符合实际工况.因此,对于上述问题进行深入的研究是具有极其重大的理论和工程实践意义的.