海底管道悬跨是指海底管道与海床表面之间形成的不直接接触的悬空段。海底的地形和地质构成,波浪与海流的冲刷作用,海底沙丘运动以及土壤性能的改变等等,都会引起海底管道悬空的发生。管跨的出现改变了海底管道所承受的载荷形式和应力状态,当海水流经管道悬跨段时,常伴随着周期性的涡激振动。涡激振动是决定海底管道使用寿命、引发管道疲劳破坏的主要因素。本文利用势流理论和Morison方程对悬跨管道进行了受力研究。以海底管道悬跨段为研究对象,根据欧拉-伯努利梁理论推导出悬跨管道振动控制方程,并求解其固有频率。分析了轴向力对自由振动和悬跨长度的影响。同时从静态和动态两方面推导出海底管道的最大允许悬跨长度,并给出了计算算例。综合国内外悬跨处理技术研究现状,进行了悬跨处理装置总体方案设计。提出了落石、铺袋和结构支撑三种管道悬跨处理方案。经分析研究,确定了结构支撑为本课题的研究目标,并给出了结构支撑装置的总体方案,包括机械结构和液压控制系统设计。论文对结构支撑装置的机械结构进行了详细设计与计算分析。对手爪进行了碰撞分析以及其关键部件强度校核。并通过计算与分析,研究了支撑装置在地面和海底的支撑稳定性。对结构支撑装置整个液压控制系统进行了设计。针对支撑腿摆动双油缸同步回路,建立了数学模型,并推导出了控制系统方块图。应用MATLAB/Simulink软件对支撑腿摆动双油缸回路进行了动态性能设计和同步仿真分析,并且引入PID控制,保证液压缸工作的同步性。