随着国民经济的发展,我国加大了对外贸易和对原材料的进口需求,这就加快了大吨位(30-50万吨)开敞式深水码头的建设。码头的结构型式更加多样化,合理的选择码头的结构型式不仅关系到码头的安全性,更有重大的经济效益和社会效益。中交水运规划设计院牛恩宗设计大师根据我国使用最多的两种码头结构型式(重力式和高桩式)提出了一种混合式码头结构型式。混合式码头结构融合了重力式码头和高桩码头的优点,但由于是新的结构型式,尚有一些关键问题急需解决,特别是钢管桩与混凝土沉箱的连接。本文设计了一种新的预埋件式桩脚节点,并对混合式码头结构存在的一些关键问题进行了研究,主要内容包括:(1)总结了国、内外主要的码头结构型式,对比其他的码头结构,分析了混合式码头结构的优、缺点以及适合建造的条件。(2)总结了国、内外主要的柱脚节点的研究现状,根据混合式码头中叉桩桩脚节点的受力特性提出了一种新的柱脚节点型式-预埋件式节点。(3)对大直径锚筋预埋件的抗拉、抗剪、拉剪组合的受力性能进行试验研究。设计了大直径锚筋预埋件在拉力、剪力、拉剪组合作用下的三组试件,对试件的破坏形态进行分析,并把试验结果与以往的小直径锚筋预埋件的研究成果作了对比。试验研究表明以往研究给出的预埋件抗剪承载力的计算公式不适合用于计算大直径锚筋预埋件。以往研究提出的预埋件的拉剪关系适合大直径锚筋预埋件。(4)通过有限元软件ANSYS对预埋件的抗剪性能进行数值计算。对试验中的受剪试件建立了有限元模型,计算得到的结果与试验结果符合良好,说明所建立的有限元模型是合理的。通过有限元计算得出了锚板、锚筋的内力分布,对预埋件的抗剪机理进行了分析。(5)对采用预埋件的叉桩桩脚节点的受力性能进行试验研究。设计了两个叉桩结构试件,用以模拟靠船墩结构在水平荷载作用下的桩脚节点的受力状态。结合试验结果和试件的破坏形态,对叉桩结构及桩脚节点的受力性能进行分析,并给出了计算简图。(6)通过有限元软件ANSYS建立的靠船墩结构的有限元模型,对靠船墩在船舶撞击力下的结构性能进行数值计算。通过计算得到了结构的变形、钢管桩的内力、桩脚节点的反力和各构件的应力分布。结合有限元计算结果和分析,提出了靠船墩结构的设计要点。