Manuel technique de calcul de la résistance de la poutre principale et de la charge par roue des ponts roulants à portique : comparaison entre les trois types de structures (types MH, MHhs et à double poutre)
📌 Points clés 门式起重机主梁三大型式力学计算：MH型单梁箱形（Wx=BH²/6-bh³/6H，f=5qL⁴/384EI+φQL³/48EI≤L/700）、MHhs花架桁架式（弦杆N=M/h₀，腹杆Nd=V/sinα）、双主梁箱形（双梁分担M总/2）。轮压Rmax=(G/2+φ₂Q(L-Lmin)/L)/n×ψ。附10t/20t/32t三组算例。
门式起重机（龙门吊）主梁是承受起重载荷的核心构件，其强度、刚度和稳定性直接决定整机安全性和使用寿命。克鲁德重工门式起重机涵盖MH型单梁箱形、MHhs型花架桁架式和双主梁箱形三大结构型式。本文系统推导三种型式的主梁弯矩计算、截面验算和挠度校核方法，并给出完整的轮压计算过程。
门式起重机选型参数和价格可查阅龙门吊价格与参数和Paramètres techniques, prix et guide de sélection des différents modèles de ponts roulants à portique。电动葫芦起升机构计算参考电动葫芦起升机构工程计算。
门式起重机（龙门吊）结构示意图
一、主梁载荷确定
按GB/T 3811-2008分为常规载荷（自重GG+起升载荷Q+动载系数φ₂=1.1~1.3）、附加载荷（风载、偏斜侧向力）和特殊载荷（碰撞缓冲、试验载荷1.25GN）。载荷组合A（正常工作）：GG+φ₂·(Q+q)+P风工作。
二、MH型单梁箱形主梁计算
Mmax = qG·L²/8 + φ₂·(Q+q)·L/4
σ = M/Wx ≤ [σ]（Q235B:160MPa，Q345B:230MPa）
f = 5qL⁴/384EI + φ₂QL³/48EI ≤ L/700~L/800
10t MH型算例：L=22m，Q345B，A5级
B×H=500×900mm，Wx=6.80×10⁶mm³
Mmax=814kN·m，σ=119.7MPa≤230MPa✅
f总=54.7mm＞[f]=27.5mm❌需设预拱度或H≥1200mm
三、MHhs型花架主梁计算
弦杆轴力N=M/h₀，斜杆Nd=V/sinα。等效惯性矩I等效=A弦·h₀²/2，挠度需乘以桁架变形放大系数1.1~1.3。
10t MHhs型算例：L=28m，Q235B，A4级，h₀=1200mm
Mmax=922.6kN·m，弦杆轴力N=769kN
选HW200×200（A=6420mm²），σ=119.8MPa≤160MPa✅
I等效=4.62×10⁹mm⁴，f=36.1mm≤40mm（L/700）✅
花架自重仅为箱形截面的40%~60%
四、双主梁箱形截面计算
每根主梁分担M总/2，Wx单需=M单/[σ]。
32t双梁算例：L=30m，Q345B，A6级
B×H=600×1300mm，σ=147.8MPa≤230MPa✅
f总=85.3mm＞[f]=37.5mm❌
→需设预拱度50~60mm或H增至1600mm
五、轮压计算
Rmax=(GG/2+φ₂·(Q+q)·(L-Lmin)/L)/n轮×ψ。风载附加轮压±M风/(BVoie×n轮行)。
32t双梁轮压：GG=450kN，n轮=4，ψ=1.15
Rmax=183.8kN/轮（P43轨允许250kN/轮）✅
加11级风载后Rmax风=235.8kN/轮≤250kN ✅
六、三种结构设计参数对照
| Paramètres | MH型单梁箱形 | MHhs花架桁架式 | 双主梁箱形 |
|---|---|---|---|
| Plage d'application | 10~35m | 18~50m | 15~50m |
| Capacité de levage applicable | 5 à 20 t | 5 à 50 t | 20~100t |
| 主梁高跨比 | 1/18~1/22 | 1/14~1/18 | 1/16~1/20 |
| 自重比 | 1.0（基准） | 0.4~0.6 | 1.6~2.5 |
| 抗风性 | 较好 | 通透抗风好 | 一般（迎风面大） |
📌 Recommandations relatives aux normes
• ISO 12480-5:2012 « Appareils de levage — Utilisation en toute sécurité — Partie 5 : Ponts roulants et portiques »
• ISO 9374-5:1991《起重机 应提供的信息 第5部分：桥式和门式起重机》
• ISO 12488-5:2012《起重机 公差 第5部分：桥式和门式起重机》
Foire aux questions
问：挠度超标必须加大截面吗？
答：不一定。可设预拱度L/1000~L/500，或增高主梁（I∝H³，增10%高度提33%刚度），严重超标（>L/350）时必须加大截面。克鲁德重工在生产中对每根主梁均按1.2倍额定载荷进行预拱度检验。
问：花架龙门吊安全性够吗？
答：桁架按GB/T 3811-2008进行强度、稳定和刚度校核，材料集中在弦杆（远离中性轴），效率高于箱形截面。需注意焊接节点质量。
问：轮压怎样用于轨道选型？
答：Rmax≤轨道允许轮压（P43≈250kN/轮，QU80≈320kN/轮，QU100≈400kN/轮），基础设计考虑45°垫板扩散角。
问：门式主梁用什么软件设计？
答：Excel初算→ANSYS精细校核→Nastran疲劳分析三级验证体系。初步估算可用上述公式手算。
