随着油气资源的勘探开发逐渐由浅海向深海甚至超深海迈进,对水下生产系统的需求在快速增长。跨接管作为海洋工程水下生产系统比较常见的结构,是连接管道终端和混合立管底部基础的主要设备。深水跨接管结构特性复杂,在安装、在位运行期间都不可避免的受到特定环境荷载的作用,其安全问题将直接影响整个水下生产系统的安全可靠运行。本文对跨接管安装、在位强度及涡激振动问题展开分析。安装分析中综合考虑安装船的运动及环境荷载的共同作用,利用非线性时域分析软件Orcaflex建立深水刚性跨接管安装分析模型,对整个安装过程进行力学分析,校核安装过程中跨接管强度以及对吊车起重能力的要求。利用有限元分析软件Abaqus建立深水跨接管结构分析模型,重点考虑在特定海底静态荷载作用下,跨接管端部位移、温度荷载及腐蚀缺陷(腐蚀长度、宽度、深度)对跨接管强度的影响。利用Fluent软件对跨接管在四种不同流速下的速度场和压力场进行了分析,结合模态分析的自振频率,分析跨接管在扰流的作用下是否会发生共振,利用流体力学的原理,设计跨接管涡激振动抑制装置,并从升力系数和跨界管振动幅度两方面分析了抑制装置的抑制效果。分析结果表明,安装过程中跨接管的最大应力响应出现在跨接管中部与吊索相连处,绞车提升、下放速度和浪向角对跨接管应力响应及吊车牵引力起关键作用。端部位移荷载对跨接管结构强度影响显著,特别弯管处出现高应力集中,相比较而言,轴向位移荷载最易使跨接管达到极限强度状态。温度荷载引起的管道热应力值随管内温度的增加而增加,温度荷载较大时,跨接管达到极限状态。腐蚀缺陷深度在很大程度上影响跨接管的极限强度;在腐蚀深度较大时,随着腐蚀宽度或腐蚀长度的增加,跨接管接近极限状态。跨接管在扰流作用下发生涡激振动,附加抑制装置后跨接管的升力系数及振动幅度有明显的降低,所设计跨接管涡激振动抑制装置有明显的抑制效果。