我国长距离输油气管道发展迅速，管道工业发展至今已有近50年历史，已形成了跨区域的油气管网供应格局。我国河网密布，管道穿越河流工程无疑是长输管道建设中不可避免的关键工程，其事故将有可能造成重大的生命财产损失和恶劣的社会影响，因此，开展穿越河流管道安全评价，提出相应防护措施，对国家油气管线建设及安全运营管理有重要的参考意义。　　 论文以兰郑长输油管道（信阳-长沙段）和忠县-武汉输气管道河流穿越典型地段调查为基础，针对穿越河流输油气管道的安全问题，以漂管和悬跨影响下的水下输油气管道为研究对象，研究其力学状态、临界破坏条件、影响因素及相应的防护原则及措施等。　　 论文开展的主要工作包括：管道河流穿越典型地段调查，总结穿越段存在的主要问题及安全风险；对导致穿越河流管道发生破坏的两大主因，即漂管和悬跨现象，建立简化数学模型，理论分析漂管及悬跨现象发生时管道的力学响应：利用数值模拟技术，采用ANSYS-Workbench集成软件对漂管及悬跨现象进行仿真模拟；对计算或模拟结果进行对比分析，得出相应的管道漂管临界长度和管道悬跨临界长度，并分析其中的变化规律；在上述分析的基础上提出相应管道防护原则及措施。　　 论文利用相应的理论方法及模拟软件对漂管受力变形特点进行分析，得到漂管临界长度；对悬跨管道进行均匀流绕流分析、振动分析、静力分析及疲劳分析，得到管道振动临界长度和荷载临界长度，并最终确定管道的悬跨临界长度；最后提出针对管道的防护原则及措施。具体结论如下：　　 1)本文提出漂管临界长度这一概念用于表征输气管道的抗漂浮能力，得到不同特征状态下管道的漂管临界长度，同时还认为：管道两端支撑为固定端时的漂管临界长度要明显大于两端为铰接支撑时的临界长度值；随着管内输送气体压力的不断增大，管道漂管临界长度不断减小；不管是管道两段固定支撑还是铰接支撑，管内输送气体内压对管道影响明显，并且随着内压的增大，漂管临界长度不断减小，且对内压变化更趋敏感，尤其是内压达到8.5MPa以后变化更加明显。　　 2)本文提出保证水下悬跨管道安全性的两个必要条件：频率条件和荷载条件，认为二者共同决定了管道的极限悬跨长度；　　 3)穿越河流悬跨管道受水流作用，易发生因管后涡漩泄放而引起的管道共振破坏。随着水流流速的不断增大，悬跨管道的振动临界长度越来越小，且低流速对临界长度的减小更明显，高流速增长下临界长度减小缓慢；　　 4)水下悬跨管道受自重、内压、浮力及绕流阻力等静载作用将引起的管道屈服破坏；　　 5)FLUENT流体软件模拟表明，管道在水流绕流作用下涡漩呈明显周期性泄放，并产生了周期性的绕流升力和绕流阻力，该升力作用将引起的管道的疲劳破坏。随着水流速度的不断提高，悬跨管道的疲劳临界长度逐渐降低，其值在流速区间0.1～0.4m/s段下降缓慢，而之后则下降较快，高流速度对管道疲劳影响明显；　　 6)当水流流速为0.1～0.4m/s时，荷载作用（绕流升、阻力及管道自重、内压、浮力等）是确定管道极限悬跨长度的控制因素，而流速位于0.5～1.6m/s时涡漩的泄放对管道的影响反而成了造成管道破坏的主要因素，但当水流速度继续增大时，荷载作用再次成为控制管道悬跨长度的控制因素。　　 7)论文最后提出穿越河流管道的防护总原则：充分考虑管道穿越段河流区域气象、水文与地质环境、水力条件等基础情况，针对主要威胁穿越河流管道安全的漂管及悬跨现象，以预防为主，提高管道的抗漂浮能力，避免管道疲劳和屈服破坏，或者采取绕行避让的措施，同时做到防护措施安全可靠、经济合理、施工维护简易、管理方便，最终达到防护管道的目的。