钢管桩因其承载能力高、施工工序简单而广泛运用于我国港口码头桩基工程中,为了确保钢管桩与码头上部结构横梁连接的可靠性,通常情况下会以焊接的方式在桩顶位置处焊接一道或多道剪力键,然后再在桩顶现浇一段桩芯混凝土,剪力键与桩芯混凝土和钢管之间共同形成受力体系,起到了传递荷载的作用。然而,钢管桩剪力键的受力机制较为复杂,在我国现行的规范中还未形成相应的定论,但剪力键作为传递荷载的重要途径对其受力机制分析迫在眉睫。其中一个重难点问题就是在多对键的情况下各键之间分配系数的确定。鉴于此,本文以Gebman的实测数据为依托,在轴压的工况下,基于拉压杆模型理论对各键的分配系数做了尝试性的理论探索,并建立了钢管桩剪力键的有限元模型,将理论计算结果、数值模拟结果和Gebman的实测数据结果相比较,其结果显示计算结果精度较高。分配系数的确定不仅为推求桩芯混凝土的应力分布函数打下了基础,也为多对剪力键的设计提供了参考。具体研究内容如下:(1)根据钢管桩剪力键桩芯混凝土的受力特征及其应力的传递模式,结合拉压杆模型理论恰当考虑钢管壁对桩芯的约束作用,将其计算结果与实测值、数模值作对比,其结果吻合较好,说明该方法用于确定多对键的分配系数是行之有效的。(2)通过对计算公式进一步的扩充,在压力作用下发现各键之间的间距是影响各键之间分配系数的一个重要的影响因子,并得出了两对键和三对键的敏感性间距区间。两对键的受力敏感区域为75mm~200mm,三对键的敏感区间为100mm~150mm,且随着键对数的增加,敏感区间将受到压缩。此外在轴向受拉的情况下也得出了两对键情况下间距在75mm~190mm之间时间距对各键的分配系数影响较为明显,当间距大于190mm时,间距对分配系数的影响逐渐减弱。在三对键的情况下,间距的敏感区域大约在100mm~150mm之间,为后续剪力键的布置优化提供借鉴。(3)分配系数会随着钢管直径的变化而变化,当钢管的直径越大时,第一个键的分配系数有所降低,第二个键的分配系数有所升高。且当钢管直径增大至4.0m以上时,桩径对各键分配系数的影响在逐渐降低,说明当钢管直径增大到一定时,桩径对各键分配系数就不再产生显著的影响。(4)该理论公式的提出可较为迅速、快捷地确定各键之间的分配系数,为分析剪力键的破坏机理、开裂机理奠定了基础,也为进行一步探讨剪力键的受力机制提供了一个新的方法。本文针对钢管桩剪力键与上部混凝土结构横梁的连接方式,提出了分配系数这一概念并得出了相应的计算表达式。为桩芯混凝土的配筋计算及优化设计以及近一步的理论分析提供了一定的基础,同时也为今后的工程设计提供一定的参考价值。