近年来,随着我国经济的快速发展,港口吞吐量大幅度增长,港口建设的规模迅猛扩大,也呈现出了一些新的特点:船舶大型化、泊位深水化、码头结构新型化。由于外海开敞式码头船舶停泊水域的风、浪、流等自然条件呈现大小、方向随机性较强的复杂现象,在外界环境荷载作用下系泊船的运动、动力响应也更为复杂,这就给外海开敞式码头设计带来了特殊的问题。本论文通过三维不规则波浪、潮流水池物理模型实验,针对20、30万吨油轮三个载量(满载、半载、压载)进行了单纯波浪作用(波高:0.5m-2.5m,周期:7s-15s)、单纯潮流作用(流向:0°-±15°,流速:0.5m/s-2.5m/s)、波流混合作用(波高:0.5m-2.5m,周期:7s-15s;流向:0°、15°,流速:1.5m/s)下的缆绳张力、船舶运动量及撞击能量的试验结果分析与总结,研究了船舶载量、码头泊位长度、缆绳与码头前沿线夹角、浪向、波浪周期、波高及潮流流速、流向对系缆力、运动量及撞击能量的影响;且在考虑复杂潮流作用下对码头轴线进行优化,并对我国规范和OCIMF系泊指南、英国海工规范得出的蝶形泊位长度进行了优化,给出推荐码头泊位长度的最优范围;这对规范修订及工程设计有一定的参考价值。本文的目标是提出系泊船舶在风、浪、流作用下的系缆力、运动量、撞击能量计算的半经验半理论公式,为码头设计提供参考,也为相应规范的修订奠定基础;根据外海自然环境条件的特征,以给系泊船舶提供最优的系靠泊条件(最小的缆绳张力和最小的位移量)为基本原则,通过系统的研究,提出合理码头轴线以及码头泊位长度的确定方法,并进行系靠泊系统的优化研究,本论文的研究,将为大型深水开敞式码头的设计提供优化设计的原则和方法,以使在港船舶获得最优作业条件,将对类似工程下船舶安全系靠和提高码头作业效率发挥重要作用。