本文以大型深水铺管船升级后的托管架为研究对象,该托管架升级后,长度由75.5米增加到105米,作业半径从73米增加到90米,铺管船铺管作业水深加深至2000米超深水。托管架结构形式发生变化,其静力受力特性、水动力影响、振型模态、疲劳点位分布也会随着产生变化。托管架加长后,为形成完整的监测系统网络,监测点位有所增加,如何规划设计监测方案的系统布局,更好适应托管架作业状态的同时避免繁琐复杂的布线工作。同时升级后的托管架结构,托管架末段最大水深达到100米。如何在100米深水压力下,保证监测设备的正常运行。这些均是深水铺管船托管架结构监测系统建立迫切需要解决的问题。本文在初始托管架监测系统的基础上,充分考虑结构形式和作业环境的变化,经过更深一步的分析研究,旨在建立更加完善的深水铺管船托管架结构监测系统,实时监测深水托管架敏感位置,指导铺管作业开展,避免结构破坏安全事故的发生。内容主要包括监测位置的选取、监测系统的方案设计以及防护装置模型试验的开展。在监测位置的选取上,使用DNV Sesam软件,进行了静力分析、水动力研究、振型分析和疲劳分析。从托管架结构响应和疲劳损伤等多方面考虑,选取了结构相对薄弱的位置作为监测点。静力分析选定监测点主要集中在托管架第一、二段的弦杆位置,疲劳分析选定监测点主要集中在第一段横杆,水动力分析结果表明托管架的存在显著抑制船体横摇运动。因工作海况平稳,动力响应对托管架结构无明显影响。将分析结果与初始托管架进行对比,总结分析其结构形式改变造成的受力特性变化规律,为后续托管架结构的维修改进提出指导性意见。在监测系统方案设计上,针对初始托管架集中式监测系统繁琐的接线缺点,创新采用分布式监测系统,可以根据托管架铺管作业半径灵活配置。同时监测设备多为电子元件,为保证监测系统的安全性和可靠性,进行了防护壳设计和防护密封方案制定,并进行了模型试验。从密闭性和强度上验证了其的可行性,为深水监测系统在实船上的安装提供指导性意见。