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海底管道是連接油井與平臺及平臺與陸上儲運設施的輸送油氣工具。由于其工作環(huán)境不同于陸上管線，在波浪等惡劣環(huán)境荷載作用下，受管道重量、環(huán)境荷載和海底土層產(chǎn)生的阻力等多種因素的影響，海底管道可能從原位滑出或振動導致疲勞破壞。而管道一旦失穩(wěn)，必然會引起管道油氣泄漏，不僅造成經(jīng)濟損失，更會產(chǎn)生巨大的海洋環(huán)境污染，所以有必要對管道進行一些的強度分析。
為防止海底管道破壞，工程上有多種方案和措施，如提高鋼管等級、增加鋼管壁厚或管道配重層，開設溝槽進行埋設等。雖然這些措施比較可行，但是從經(jīng)濟投資角度考慮，以上方法均會增加投資費用，而且部分措施會對管道鋪設提出比較高的要求。海底管道在位強度分析的目標就是選擇最合理的鋼管壁厚及鋼管等級以滿足工程需求，除此以外，還為立管設計中提供所需的膨脹位移，確定埋藏管線的抗震能力和計算懸空管線的最大跨距等數(shù)據(jù)。由此可見，進行詳細的海底管道在位強度分析，對海底管道設計和鋪設施工方法的選擇具有重要意義。
對于埋藏管線，管土之間的禍合作用對估算水動載荷引起的潛在不穩(wěn)定效應以及管線內(nèi)部流體壓力引起的管壁擴張很重要。另外，土壤構成形式是決定土壤摩擦系數(shù)、剛度系數(shù)及管線鋪設方式的重要因素。土壤剛度阻止與海底接觸管線的垂直軸線方向的運動，可根據(jù)簡單的位移理論得到。定義剛度系數(shù)Kf為垂直軸線方向的力與土壤位移之比。Kf的表達式為：對于管線受土壤作用的軸向摩擦力的計算描述，不同的規(guī)范中有不同的表達式。ASCE給出埋藏管道軸向摩擦阻力的表達式在工程上被廣泛運用(Y為土壤容重；D為管線的外徑；c為土壤與回填相關的粘性系數(shù)或是土壤擾動不排水剪切強度；a=0.608-0.123；c=0.274/(c2+1)+0.695/(c3+1)，這里H為管線埋藏的深度(海床到管線中心線的距離)；k為靜態(tài)壓力系數(shù)；占為土壤與管線的接觸角度；p為土壤內(nèi)摩擦角度；f為涂層的相關系數(shù)。
根據(jù)DNVF101規(guī)范要求，通過在位強度分析計算和校核管道的壁厚及等級，包括壓力控制(抗壓)分析、局部屈曲(擴展)分析、系統(tǒng)壓潰分析、熱膨脹分析、地震分析、懸跨分析。DNVF101依據(jù)所有相關破壞模式，將極限狀態(tài)分為操作極限狀態(tài)(SLS)，臨界極限狀態(tài)(LTLS)，疲勞極限狀態(tài)(FLS)，偶然極限狀態(tài)(ALS)。對應每種極限狀態(tài)，考慮了各種載荷類型下的載荷效應系數(shù)。依照管線系統(tǒng)的損害可能性，設定了不同的安全等級標準�；诖�，建立了設計荷載(設計軸力，設計彎矩)組合的具體表達式。
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