海洋立管是连接海面和海底井口的主要连接件,既可用于海洋平台,也可用于钻探船舶或采油船。海洋立管是海洋钻探和生产中不可或缺的重要元件,其内部一般有钻探泥浆或高压油气通过,外部则承受波浪、海流、冰以及船体运动等引起的荷载。当海流流经立管时,在一定的流速下会产生旋涡脱落,使立管发生涡激振动,当旋涡脱落频率与海洋立管自振频率接近时,振动会迫使旋涡脱落频率固定在结构自振频率附近,发生频率锁定(lock-in)现象,引起强烈的立管振动,加剧立管的疲劳破坏。当内流流经挠曲的立管时,由于管道曲率的变化和管道的横向振动,流体发生加速,这些加速的力会反过来作用在管道上,引起管道的附加振动。顶张力的变化,会改变立管的结构刚度,进而改变立管的振动特性。研究内流和顶张力对立管动力特性的影响,有利于更加深入的了解立管的振动特性。另一方面,有效的抑振方案可以明显抑制立管的涡激振动,提高立管的疲劳寿命,因此,研究有效的抑振措施,具有很大的工程应用价值。本文以有机玻璃作为模型材料,在风-浪-流联合作用水槽中分别进行了裸管实验和抑振管实验。裸管实验考虑了内流、顶张力及外流环境的变化,抑振管实验则对比了五种不同抑振形式的抑振效果。经分析,随着内流流速的增加,立管的振动幅值增加,频率降低,当外流速较大时,内流作用不明显;顶张力增加会明显提高立管的振动频率,而振幅降低;单螺旋、双螺旋和三螺旋月牙抑振装置均能起到很好的抑振效果,可明显减小立管振动;月牙八字形抑振装置也能起到较好的抑振效果,且基本不改变立管迎水面积。根据实验结果和已有成果,本文还对海洋立管设计规范中的相应内容提出了修改建议。