随着中国能源需求量的增加,海洋油气勘探已成为能源开发的一个重要领域,海洋石油储量和产量在全球石油产量中所占的份额在不断增加。海洋管道系统作为海洋油气开发和运输的生命线,起着连接海洋油气开采和陆上储存加工的枢纽作用,海洋管道的投资与建设在整个海洋油气勘探项目中占有举足轻重的地位。而立管系统作为海洋管道的一部分,其所处位置较特殊,是连接海床上的海底管道和位于平台上的生产设备的管路,而且所受荷载较复杂,因此就成为了整个海洋管道系统中最重要而薄弱的部分。如何能够合理的计算与分析立管系统所受到的荷载,以及在保证立管系统稳定的条件下,节约工程的成本,是长久以来具有挑战性的课题。在我国北方海域如渤海湾,海洋工程在冬季会受到冰力的作用,目前针对海冰作用下立管的稳定性问题的研究还较少,大多数研究都集中在海冰作用下桩的受力问题。此外,在满足海底管道在海床上的稳定性措施方面,目前采用的压块或保护层尺寸型式都是固定的经验值,对此方面问题的研究也不是非常深入,因此在一定程度上增加了工程项目的成本。本论文以一个实际工程为依托,参考国内外已有的实际经验与研究成果,进行了一些计算机模型模拟试验和理论分析,旨在为实际工程提供一定的参考与借鉴。结合实际工程,介绍了建立立管有限元模型的方法,使用有限元方法分析了双层立管在冰荷载作用下的稳定性。探讨了海冰强度、厚度等参数的变化对海冰作用下立管系统冰荷载使用系数的影响。分析结果表明,对于立管系统,海冰条件的变化对其荷载使用系数影响较小,一般受制于管道内压、内部介质温度,平台位移,管线膨胀位移等因素的变化。无论是对于内管或外套管,海冰强度、厚度增大,相应的管道荷载使用系数变大,分析了冰荷载使用系数随各影响因素的变化趋势。提出了几种增加管道稳定性的人工措施,重点介绍了混凝土加重层法与压块法,使用有限元法分析了改变混凝土涂层或压块厚度对海底管线应力校核系数的影响。得到了管道应力校核系数随壁厚的变化趋势。分析结果表明,混凝土保护层或压块的厚度对立管系统计算结果的影响较小。在满足管道稳定和提供足够的抗冲击能力的条件下,可考虑选用厚度较小的压块或保护层,以节约成本。