桥 式 起 重 机 桥 架 优 化 设 计 及 实 现
Bridge Crane Bridge Optimization Design an d Implementation
曹 玉军
(中交二航局结构工程有限公司，武汉 430000)
CAO Yu-jun
(cccc Second Harbor Engineering Structure EngineeringCo．Ltd．，Wuhan430000，China)
【摘 要】在桥式起重机中，桥架结构是非常重要的组成部分。论文以QD20型桥式起重机为例，对桥式起重机桥架的
优化措施进行了分析和探讨，可供参考。
【Abstract】Inthebridgecrane，thebridge structureisaveryimportantpart．TakingtheQD20bridgecraneasanexample，thepaper
analyzesanddiscussestheoptimizationmeasuresofthebridgecranebridge，whichcanbereferredto．
【关键词】桥式起重机；双梁桥架；桥架优化
[Keywords]bridgeerane；doublebeambridge；bridgeoptimization
【中图分类号1u445．36 【文章标志码】B 【文章编号】1007．9467(2018)03．0105．03
【D0I】10．13616／j．cnki．gcjsysj．2018．03．032
1 引 言
在桥式起重机中，桥架是非常重要的承载部件。桥架的使
用时间直接影响着起重机的使用年限。为了减轻桥式起重机
的重量，需要做好桥架结构的优化设计。通过进行桥架结构可
以有效降低起重机的自重和高度，降低架桥机的维护成本，文
章重点对桥式起重机桥架的优化设计进行了分析和探讨。通
过对桥架进行优化设计，可以使起重机向着轻型化 、小型化 、
简易化的方向发展，降低了能耗。
2 桥 式 起 重 机 的 组 成 部 分
桥架、电气设备、大车运行机构以及操纵室构成了桥式起
重机。施工过程中，桥架需要支撑在车间两侧的轨道上。小车
会沿着架设于主梁上的轨道进行行驶，大车可以顺着车间内
的轨道进行运行 ，钩可以进行垂直方向的起升或者下降物品 ，
所以，它属于三维空间运作。按照用途 ，桥式起重机的桥架可
以分为：
【作者简介】曹玉军(1979 )，男，辽宁朝阳人，工程师，从事桥梁质
量管理研究。
1)梁式起机桥架。梁式起机属于轻小型起重设备，通常运
行在工字钢主梁上面 ，具体由两根端梁以及单根主梁所组成 ，
通常情况下，称这类桥架承受载荷的结构为单梁桥架结构。梁
式起机桥架按具体主结构的形式又分为封闭实腹板单梁桥架
以及格构式单梁桥架。
2)冶金桥式起重机桥架。冶金桥式起重机桥架属于大型
起重设备，在钢铁企业中被广泛应用。能够对 lOOt到 500t的
货物进行起重。桥架根据主梁截面形式又分为偏轨实腹箱型
梁桥架、偏轨单腹板桁架式桥架和偏轨空腹箱型梁桥架[1】。
3)通用桥式起重机桥架。这类起重机桥架分为：单梁桥架
和双梁桥架两种。本文所涉及到的为双梁桥架。这类桥架通常
由两根箱型端梁以及两根箱型主梁所构成，主梁和端梁进行
连接的时候 ，应用的连接方式主要由走台和主梁形式所决定，
桥架的具体结构也不尽相同。一般情况下，最为常用的主梁和
走台的结构形式有中轨箱型梁桥架、箱型梁截面中心线重合
和小车轨道中心线。预应力箱型梁桥架，为了可以进一步提升
梁的承载能力，需要在主梁附近增加设置钢筋以及预拉钢索。
文章所涉及到的起重机的截面型式属于全偏轨箱型梁 ，
其结构特点以及受力特点如下：
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市 丽 一～
I工程建设与设计 lConattuctlon&DesignForPeoject
1)除去小车轮压以及自重载荷 ，在桥架水平明面内还会
存在有偏心作用所造成的扭转载荷 ；另外 ，在同一水平面 内，
除去惯性力，还存在因为惯性力所造成的扭转载荷。因为偏轨
型梁翼缘板宽度较大 ，受到的偏心载荷较大 ，因此会发生较大
的扭转载荷。
2)偏轨箱型梁具有宽度较大的翼缘板，梁发生弯曲或者
发生扭转变形时，又会产生切应力以及约束扭转附加应力。根
据以往的相关经验得知，约束扭转正应力通常情况下等于自
由弯曲正应力的 5％ 10％．另外 ，约束扭转切应力通常情况下
小于正应力的5％。
3)偏轨箱型梁的轨道处于主腹扳的上方，这就会造成中
轨箱型梁的受力情况和偏轨箱型梁的受力有所不同。一般情
况下，偏轨箱梁产生较大的局部压应力的位置是腹板顶端。腹
板在偏轨箱型梁中会受剪力的影响，因为小车轮压的偏心作
用会增大副腹板以及主腹板的剪应力，因此偏轨箱梁的主腹
板通常情况下厚度并不相同 。
3 桥 式 起 重 机 桥 架 优 化
为了尽可能的降低相关人员的工作强度，进一步提升起
重机的效率，在进行桥架的优化工作时，需要应用人机交互系
统进行，这样设计优化的过程更容易被工作人员掌握。本桥式
起重机桥架优化设计系统具体包括了端梁优化设计：I=作以及
主梁设计优化工作。其中，主梁优化设计工作又由参数输入模
块 、结果输出模块 、优化设计模块以及数据库模块构成。
MATLAB系统的计算机语言更为简洁 、智能，适用于各类平
台。在进行优化设计的时候，应注意以下要
桥式起重机桥架优化设计及实现（论文）.pdf
