在地形复杂的多山地区通常采用穿越隧道的方式敷设天然气管道,再加上我国不仅山脉众多而且地震带分布广泛,为保障处在地震带上的穿越隧道天然气管道的运行安全,对其进行有限元力学分析十分必要。本文以位于我国兰州地震带上的穿越某隧道天然气管道为研究对象,对不同敷设方式的穿越隧道管道进行了静力学分析与地震动响应分析。基于ANSYS有限元分析软件,用土弹簧模土对管道的约束作用,对直埋敷设时的穿越隧道天然气管道建模并进行了静力学分析。首先,计算了天然气管道在运行工况条件下的最大等效应力,得出最大等效应力出现在管道弯头处,其值为198.8MPa,小于许用应力289.8MPa。然后,分析了不同影响因素下管道的最大等效应力情况,并提出了可以通过改变土壤种类、增大管道壁厚的方法降低管道最大等效应力。用轴向土弹簧模拟隧道内支墩对管道的约束作用,对采用支墩敷设时穿越隧道天然气管道进行了静力学分析。得出在运行工况条件下管道的最大等效应力出现在弯头处,其值为264.0MPa,大于采用直埋敷设时管道最大等效应力。分析了其在不同影响因素情况下最大等效应力情况,并得出了通过改变弯头曲率半径、减小隧道内滑动支墩间距或在隧道内弯头附近加设固定墩的方式减小管道的最大等效应力。用时程分析法对两种敷设方式下的穿越隧道管道进行了地震响应对比分析。通过分析管道上不同节点的最大等效应力分布情况,得出最大等效应力出现在管道两侧下方弯头处。采用支墩敷设时管道的最大等效应力要大于采用直埋敷设时管道的最大等效应力,当地震震级为8级时采用支墩敷设的天然气管道最大等效应力为310MPa,已经超过了许用应力,针对这种情况,文中提出通过增大两侧下方弯头及倾斜直管段的壁厚的方式降低管道应力的方法。