高桩墩式码头结构计算与优化系统的开发
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摘要
随着计算机技术的发展，高桩墩式码头结构计算大都由计算软件完成。通用计算软
件针对高桩墩式码头的结构计算存在一定的不足。本文依据《高桩码头设计与施工规范
（JTJ-98）》，使用 VC++6.0 为开发工具，以 Windows98 以上系统为开发平台，针对目前
高桩墩台码头结构设计的需要开发了高桩墩式码头结构计算与优化系统。
本系统采用可视化的界面录入数据，使用快速简单的方法输入设计的条件，实现了
高效准确的数据录入和计算。本系统可以分别计算出各类荷载作用下的墩台位移和桩内
力；挑选各类荷载每组中的最不利工况（墩台的最大位移及桩的最大内力）；根据设计
人员的需要进行手动设计组合；根据规范的要求进行自动设计组合；根据用户需求通过
图形或表格的形式输出最终结果或中间结果；根据受力特点，进行桩基的优化布置（这
一部分有待继续开发）。
本套软件是针对高桩墩式码头的专业软件，有很强的针对性。能很方便地进行高桩
墩式码头的墩台位移、桩内力计算以及内力、位移组合计算，后处理部分大量繁杂的计
算和数据处理有计算机完成，大大减少了设计人员的工作量，提高了工作效率和准确性。
With the rapid development of hardware and software technology of computer, today the
calculation of pile pier structures are almost done by computers. But the common calculation
software has some disadvantages for pile pier structure calculation. According to Design and
Construction Criterion for Pile Pier (JTJ-98), this paper presents the software of Calculation
and Optimize System Exploitation For Pile Pier Structure to satisfy the requirement of pile
pier design. This software is developed with VC++6.0 and based on Windows operating
system.
The software can get data by visual interfaces, which simplifies the pretreatment and
improves the efficiency. The software has many functions. The first one is that it can calculate
the displacement of pier and the force of each pile under every kind of load, and it can
compare them to select the biggest displacement and force and the most disadvantageous load.
The second one is that it can combine some load according to the requirement of designers
and it can combine them automatically. After the combination, the software can calculate the
pier displacement and pile force under the circumstances of these disadvantageous loads
added to the structure at the same time. The third one is that after the calculation of
displacement and force, the software can optimize the structure and provides the most
reasonable disposal of piles.
This software is the specified calculation software for pile pier structures. It can calculate the
pier displacement, the pile force easily and provides the convenient post treatment.
件针对高桩墩式码头的结构计算存在一定的不足。本文依据《高桩码头设计与施工规范
（JTJ-98）》，使用 VC++6.0 为开发工具，以 Windows98 以上系统为开发平台，针对目前
高桩墩台码头结构设计的需要开发了高桩墩式码头结构计算与优化系统。
本系统采用可视化的界面录入数据，使用快速简单的方法输入设计的条件，实现了
高效准确的数据录入和计算。本系统可以分别计算出各类荷载作用下的墩台位移和桩内
力；挑选各类荷载每组中的最不利工况（墩台的最大位移及桩的最大内力）；根据设计
人员的需要进行手动设计组合；根据规范的要求进行自动设计组合；根据用户需求通过
图形或表格的形式输出最终结果或中间结果；根据受力特点，进行桩基的优化布置（这
一部分有待继续开发）。
本套软件是针对高桩墩式码头的专业软件，有很强的针对性。能很方便地进行高桩
墩式码头的墩台位移、桩内力计算以及内力、位移组合计算，后处理部分大量繁杂的计
算和数据处理有计算机完成，大大减少了设计人员的工作量，提高了工作效率和准确性。
With the rapid development of hardware and software technology of computer, today the
calculation of pile pier structures are almost done by computers. But the common calculation
software has some disadvantages for pile pier structure calculation. According to Design and
Construction Criterion for Pile Pier (JTJ-98), this paper presents the software of Calculation
and Optimize System Exploitation For Pile Pier Structure to satisfy the requirement of pile
pier design. This software is developed with VC++6.0 and based on Windows operating
system.
The software can get data by visual interfaces, which simplifies the pretreatment and
improves the efficiency. The software has many functions. The first one is that it can calculate
the displacement of pier and the force of each pile under every kind of load, and it can
compare them to select the biggest displacement and force and the most disadvantageous load.
The second one is that it can combine some load according to the requirement of designers
and it can combine them automatically. After the combination, the software can calculate the
pier displacement and pile force under the circumstances of these disadvantageous loads
added to the structure at the same time. The third one is that after the calculation of
displacement and force, the software can optimize the structure and provides the most
reasonable disposal of piles.
This software is the specified calculation software for pile pier structures. It can calculate the
pier displacement, the pile force easily and provides the convenient post treatment.
引文
【1】中华人民共和国行业标准.高桩码头设计与施工规范（JTJ 291-98）.北京：中华人民共和国
交通部. 1999.6
【2】陈万佳.港口水工建筑物.北京：人民交通出版社.1995.6
【3】胡人礼.桥梁桩基设计. 北京：人民铁道出版社.1976
【4】胡人礼.桥梁桩基分析和设计. 北京：中国铁道出版社.1987.5
【5】交通部第三航务工程勘察设计院.码头新型结构. 北京：人民交通出版社.1999.2
【6】（苏）斯米尔诺夫 等.港口与港口建筑物. 北京：人民交通出版社.1984.12
【7】范文田.地下墙柱静力计算. 北京：人民铁道出版社.1978.8
【8】曾国熙 等.桩基工程手册. 北京：中国建筑工业出版社.1995.9
【9】钟万勰，丁殿明，陈耿东.计算杆系结构力学. 北京：水利水电出版社.1982.11
【10】龙驭球，包世华，匡文起，袁驷.结构力学教程. 北京：高等教育出版社.2000.7
【11】钟万勰.计算结构力学程序设计. 北京：水利水电出版社.1986.10
【12】梁德栋.无粘接预应力混凝土楼盖 CAD 系统开发. 大连理工大学硕士学位论文，2002.6
【13】陈建春.Visual C++高级编程技术——开发实例剖析.北京：电子工业出版社，1999.9
【14】（美）Davis Chapman 著 驼长乐 译.学用 Visual C++ 6.0.北京：清华大学出版社，1998.12
【15】（美）Beck Zaratian 著 希望图书创作室 译.Microsoft Visual C++ 6.0 程序员指南. 北京：
北京希望电脑公司，1998.12
【16】钱能.C++程序设计教程.北京：清华大学出版社，2000.10
【17】徐士良. C 常用算法程序集.北京：清华大学出版社，1996.11
【18】（美）David J. Kruglinski, Scot wingo, George Shepherd 著希望图书创作室 译.VC++ 6.0 技术
内幕.北京：北京希望电子出版社，1999.5
【19】董华钢. 高桩码头设计按空间与平面计算方法的比较. 水运工程,2001 年第 9 期
【20】陈昌林，乐凌. 高桩码头水平位移的控制. 水运工程,2000 年第 2 期
【21】周旭,李伟. 基于遗传算法的开敞域码头桩基优化设计. 海洋工程, 2000 年 5 月第 18 卷第 2
期
【22】谢国昂. 大型高桩深水泊位靠船结构的优化设计. 水运工程, 2000 年 9 月第 9 期
【23】张九容. 对高桩梁板码头波浪力计算的体会. 水运工程, 1998 年第 9 期
【24】王晋，江树学. 码头嵌岩桩承载力计算方法探讨. 水运工程, 1998 年第 10 期
【25】龚邦勋. 高桩码头ＣＡＤ绘图系统的开发与研究. 河海大学学报, 1998 年 5 月，第 26 卷第
3 期
【26】周志芳，陶嘉顺. 大水位差坚硬土层区的高桩码头设计. 水运工程，1997 年第 7 期
- 91 -
参考文献
【27】孙文俊，郭昌贵. 码头结构布局优化及其离散复合形算法. 河海大学学报，1997年9月,第25
卷第5期
【28】周春儿. 靠船桩的性状及计算方法. 水运工程，1999年第5期
【29】丁兆铭，王立新. 刚性墩台桩基础的等刚度模拟.水利水电科技进展，1999年8月，第19卷第4
期
【30】周抚生，李春龙. 考虑桩土动力相互作用效应时单桩水平刚度的分析. 大庆石油学院学报，
1999年3月，第23卷第1期
【31】朱少云. 桩自重对桩弯曲的影响. 南京林业大学学报，2000年1月，第24卷第1期
【32】李广大,聂孟喜. 板桩码头计算机辅助设计系统(BZMTCADS). 港工技术，2000年6月,No.2
【33】Frank R. Lobedan; Thomas LaBasco; Kenny Ogunfunmi. Wharf embankment and strengthening
program at the Port of Oakland. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 22 (2002)
1125–1130
【34】S. Requejo; C. Vidal; I.J. Losada. Modelling of wave loads and hydraulic performance of vertical
permeable structures. Coastal Engineering. 46 (2002) 249–276
【35】Zimmels,Y, Boas,A. Construction of a pile-based offshore airport. Coastal Engineering. Volume: 30,
Issue: 1, January, 2003, pp. 127-150
【36】Maragakis, E. A.; Douglas, B.M; Abdel-Ghaffar S. M. An equivalent linear finite element approach
for the estimation of pile foundation stiffnesses. International Journal of Rock Mechanics and
Mining Sciences & Geomechanics. Volume: 32, Issue: 4, June, 1995, pp. 184A
【37】Dameron, R.A.; Sobash, V. P.; Lam, I. P. Nonlinear seismic analysis of bridge structures. Foundation
-soil representation and ground motion input. Computers & Structures Volume: 64, Issue: 5-6,
September, 1997, pp. 1251-1269
【38】Vallabhan, C. V. G.; Mustafa, G. A new model for the analysis of settlement of drilled piers
International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Volume: 33, Issue:
7, October, 1996, pp. 313A-314A
【39】Ilamparuthi, K.; Dickin, E.A. The influence of soil reinforcement on the uplift behaviour of belled
piles embedded in sand Geotextiles and Geomembranes Volume: 19, Issue: 1, January, 2001, pp.
1-22
【40】Sundar, V.; Subba rao, B.V.V. Hydrodynamic pressures and forces on quadrant front face pile
supported break water. Ocean Engineering Volume: 29, Issue: 2, February, 2002, pp. 193-214
【41】El-Sobky, H.; Singace, A.A.; Petsios, M. Mode of collapse and energy absorption characteristics of
constrained frusta under axial impact loading. International Journal of Mechanical Sciences
Volume: 43, Issue: 3, December, 2001, pp. 743-757
【42】Mamalis, A. G.; Manolakos, D. E.; Demosthenous, G. A.; Ioannidis, M. B. Experimental
Determination of Splitting in Axially Collapsed Thick-Walled Fibre-Reinforced Composite Frusta.
Thin-Walled Structures Volume: 28, Issue: 3-4, July 8, 1997, pp. 279-296
交通部. 1999.6
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【26】周志芳，陶嘉顺. 大水位差坚硬土层区的高桩码头设计. 水运工程，1997 年第 7 期
- 91 -
参考文献
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Mining Sciences & Geomechanics. Volume: 32, Issue: 4, June, 1995, pp. 184A
【37】Dameron, R.A.; Sobash, V. P.; Lam, I. P. Nonlinear seismic analysis of bridge structures. Foundation
-soil representation and ground motion input. Computers & Structures Volume: 64, Issue: 5-6,
September, 1997, pp. 1251-1269
【38】Vallabhan, C. V. G.; Mustafa, G. A new model for the analysis of settlement of drilled piers
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7, October, 1996, pp. 313A-314A
【39】Ilamparuthi, K.; Dickin, E.A. The influence of soil reinforcement on the uplift behaviour of belled
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1-22
【40】Sundar, V.; Subba rao, B.V.V. Hydrodynamic pressures and forces on quadrant front face pile
supported break water. Ocean Engineering Volume: 29, Issue: 2, February, 2002, pp. 193-214
【41】El-Sobky, H.; Singace, A.A.; Petsios, M. Mode of collapse and energy absorption characteristics of
constrained frusta under axial impact loading. International Journal of Mechanical Sciences
Volume: 43, Issue: 3, December, 2001, pp. 743-757
【42】Mamalis, A. G.; Manolakos, D. E.; Demosthenous, G. A.; Ioannidis, M. B. Experimental
Determination of Splitting in Axially Collapsed Thick-Walled Fibre-Reinforced Composite Frusta.
Thin-Walled Structures Volume: 28, Issue: 3-4, July 8, 1997, pp. 279-296