S型铺管船是海上油气管道铺设的主要设备,托管架是铺管船上控制管道入水角度、保证管道安全的关键装置。管道铺设过程中海风、波浪、洋流等使铺管船和管道发生位置变化,可能导致管道变形过大,发生塑性变形甚至断裂。铺管船托管架的管道变形调节能力,是提高管道施工安全性和可靠性的重要保证。本文基于因海洋环境而发生的管道变形,结合PLC、液压、气动技术等对托管技术进行研究。本文的研究工作如下：首先,建立非线性、大挠度、大变形梁管道数学模型,并用奇异摄动法求解其方程。对影响管道铺设的几个主要因素如张紧力、托辊间距、托管架长度、托管架可实现弯曲半径进行了设计分析。其次,提出了一种新型的智能托管架支墩系统,弥补现有托管架的不足。本系统基于PLC、传感器、液压缸、储气罐等硬件和Forcontrol6.1、Step7-MicroWin监控软件,实现被动补偿和主动补偿功能,能抵消海洋环境变化对施工的不利影响。最后,建立智能托管架支墩系统模型,编制组态软件程序,并在专用造波模拟实验室内进行模型实验。实验证明系统能自动根据波浪调节托管架上各个支墩油缸的伸出量,以此调节管道的弯曲半径,减小管道的弯曲应力。新型智能支墩系统改善了原有的托管架管道变形调节性能,有利于提高铺管船的管道铺设能力、速度和安全性,同时该系统对以后铺管船的设计也提供了有益参考。