该论文以中国海洋石油开发若干重大科学技术问题研究子课题"海底油气管道的强度、寿命评估技术研究"为依托.围绕海底油气管道安全性评估和可靠性分析中的相关问题,研究海底管道在工作荷载和环境荷载作用下海底管道的强度、疲劳寿命和可靠性,为中国海洋石油管道的安全评估提供理论依据.全文主要内容如下:(1)海底管道内力分析通过有限元模拟和解析方法,建立了利用双层管应力分析简化模型确定内管和外管中最大应力的工程方法,避免了动用有限元软件进行双层管结构分析的麻烦.(2)悬跨管道静力分析提出将埋设段和悬跨段合并考虑的整体悬跨管道模型,导出了有轴向压力情况的静变形和内力计算公式、埋设段和悬跨段的稳定性判断准则.为海底悬跨管道的静力分析和屈曲分析提供了解析公式,为后续的悬跨管道振动分析奠定了基础.(3)悬跨管道涡激振动分析导出了弹性支座梁自由振动的频率方程和振型函数,该模型可以很好地模拟各种经典梁和弹性约束管道.基于悬跨管道静挠度公式,利用能量法推导了裸露悬跨管道和埋设悬跨管道的第一阶固有频率和振型系数的计算公式.建立了比现有规范更准确悬跨管道振动分析方法.按照DnV规范,给出了海流作用下悬跨管道发生涡激振动的判别方法和涡激振动悬跨管道的动响应计算方法,可用于发生涡激励振动的悬跨管道的疲劳寿命计算.(4)海底管道疲劳寿命及其可靠性利用S-N方法和疲劳裂纹扩展方法,建立悬跨管道疲劳寿命分析模型,提出疲劳寿命估算方法.