随着人类的油气开发工程向深海进发,海底管道成为油气输送的第一选择。而S型铺管作业方式在深海海底管道铺设工作中显示出难以超越的优越性,使之成为目前海底管道铺设的首选方法。而托管架作为铺管深海S型铺管必不可少的工程辅助设备,其工作状态下的结构安全性能须引起特别关注。鉴于此,本文着眼于托管架结构损伤实时监测这一目标,对托管架进行了系统的分析。首先确定了托管架所受载荷种类及其分析方法,然后建立了完整且精细的托管架结构模型,而后运用SESAM软件对深水作业状态、深水待命/运输状态和浅水待命/运输状态的托管架系统进行了静态的整体和局部刚度校核和强度校核。此外,本文针对最关键的深水铺管工况托管架结构进行动力特性分析、规则波中的响应分析。并用设计波法校核深海铺管作业的安全性和稳定性。同时,本文分析了铺管船的动力响应特点,将铺管船运动对托管架的影响纳入考虑后,进行托管架动态刚度及强度校核。在上述所得托管架结构的基本力学数据基础上,对托管架系统中的构件逐一进行对整体变形、托辊局部变形、整体应力分布情况、疲劳易发点应力水平、关键连接杆应力水平和主弦杆多杆交汇处应力水平的敏感性分析,找出了托管架结构的关键构件,作为实时监测的测量点,为结构损伤实时监测做出了至关重要的准备性工作。