海洋中蕴藏着大量的油气资源,通过油气管道来输送,这一过程的主要装备之一是深水铺管船。铺管船在进行铺管作业时其主要承重构件为位于船尾或船侧的托管架。托管架在海上航行以及进行铺管作业时不免受到海上恶劣风浪环境的影响,导致其受荷载形式复杂。长时间、高强度作业会导致托管架发生失效破坏,因此有必要建立一套完善的托管架实时动态监测预警系统来分析作业荷载以及海上环境荷载对于托管架的影响。本文以海洋石油201铺管船托管架为研究对象,该船舶属于大型深水铺管船,其作业水深可达到2000米超深水下。本文中对四节托管架设计了完整的监测体系,通过静力分析、水动力分析以及疲劳分析确定了监测点位置,之后布局营造完备的监测网络,保障了布线有条理,数据采集不繁琐。该监测体系充分考虑到结构形式以及作业环境情况,在航行以及进行铺管作业的过程中,做到实时监控托管架上危险点的受力情况,根本目的是发现受力较大位置并对其进行加强或改造,对于由于疲劳因素老化部位进行改良或更换。铺管船在铺管作业过程中,往往要承受许多载荷的影响。船体运动、波浪载荷及风载荷、钢缆拉力以及管道自重所产生的管压力等荷载都会对托管架产生影响。托管架的结构破坏失效形式有很多种,包括局部杆件屈服破坏、整体结构失稳变形、主铰节点脱落等。为探究各个频率段上荷载对于托管架受力的影响,本文采取海试实际数据来进行分析,对其进行时域分析与频谱分析。通过进行时域分析,得到结论托管架的弦杆受到的应力较大,是主要承重构件。通过进行频谱分析,得到了有效频率区间,对各个监测点的功能谱密度峰值进行汇总,得到峰值列表,拟定其作为影响托管架监测点受力情况的因素。通过滤波的方法成功实现了监测应力数据的频率分离,将所得数据分离为三个不同的频率分段,对其分别进行时域分析与频谱分析,得到不同频率分段数据的各项参数,确定了不同频率带上荷载对于托管架的影响。文章最后根据实测数据反推托管架受到的环境荷载,对频率分离后的数据进行分布规律研究,对其属于频率分段的载荷特性进行分析,验证了海试过程中出现的大多数荷载分布服从正态分布。