《起重機(jī) 載荷與載荷組合的設(shè)計(jì)原則 第5部分：橋式和門(mén)式起重機(jī)》（征求意見(jiàn)稿）

ICS53.020.20

J80

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T22437.5—XXXX/ISO8686-5:2017

代替GB/T22437.5-2008

起重機(jī)載荷與載荷組合的設(shè)計(jì)原則

第5部分：橋式和門(mén)式起重機(jī)

Cranes-Designprinciplesforloadsandloadcombinations-

Part5：Overheadtravellingandportalbridgecranes

（ISO8686-5：2017，IDT）

（征求意見(jiàn)稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

GB/T22437.5—XXXX/ISO8686-5:2017

前??言

本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件是GB/T22437《起重機(jī)載荷與載荷組合的設(shè)計(jì)原則》的第5部分。GB/T22437已經(jīng)發(fā)布了以

下部分：

——第1部分：總則；

——第2部分：流動(dòng)式起重機(jī)；

——第3部分：塔式起重機(jī)；

——第4部分：臂架起重機(jī)；

——第5部分：橋式和門(mén)式起重機(jī)。

本文件代替GB/T22437.5-2008《起重機(jī)載荷與載荷組合的設(shè)計(jì)原則第5部分：橋式和門(mén)式起重

機(jī)》，與GB/T22437.5-2008相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：

——更改了規(guī)范性引用文件（見(jiàn)第2章，GB/T22437.5-2008年版的第2章）；

——增加了本文件所用的部分主要符號(hào)（見(jiàn)表1）；

——增加了作用在起重機(jī)質(zhì)量上的重力載荷效應(yīng)系數(shù)修正內(nèi)容，給出了有利質(zhì)量、不利質(zhì)量的

1

重力載荷效應(yīng)系數(shù)的具體值（見(jiàn)5.1.2）；

——增加了起升動(dòng)載系數(shù)的確定原則和情況（見(jiàn)5.1.3.1）；

2

——增加了考慮起升介質(zhì)（鋼絲繩/鏈條）的理論動(dòng)載系數(shù)計(jì)算公式，結(jié)合GB/T22437.1-2018，

2t

通過(guò)計(jì)算確定起升動(dòng)載系數(shù)（見(jiàn)5.1.3.2）；

2

——增加了加速或減速引起載荷效應(yīng)變化量的計(jì)算方法（見(jiàn)5.1.5）；

——增加了根據(jù)大、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)類(lèi)型，減速箱典型齒隙/開(kāi)式齒輪較大齒隙，

起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)類(lèi)型，起升/下降動(dòng)作選?。ㄒ?jiàn)表3）；

5

——增加了加速度均值等級(jí)、定位運(yùn)動(dòng)效應(yīng)系數(shù)的概念及取值方法（見(jiàn)5.1.6）；

p

——增加了偏斜運(yùn)行角的計(jì)算方法（見(jiàn)5.2.2.2）；

——增加了偏斜運(yùn)行摩擦滑移的計(jì)算方法（見(jiàn)5.2.2）；

——增加了根據(jù)四種計(jì)算模型選取剛性/柔性的橋、門(mén)式起重機(jī)偏斜側(cè)向力計(jì)算方法（見(jiàn)5.2.2.4）；

——增加了懸掛式起重機(jī)偏斜側(cè)向力的計(jì)算方法（見(jiàn)5.2.2.5）；

——增加了“機(jī)構(gòu)或部件意外失效引起的載荷”正/異常加載下的載荷組合情況（見(jiàn)5.3.5）；

——增加了“動(dòng)態(tài)切斷起升力限器時(shí)起升運(yùn)動(dòng)引起的載荷”直/間接作用式起升力限器的力限系數(shù)

取值，最大載荷的計(jì)算方法（見(jiàn)5.3.6）；

I

GB/T22437.5—XXXX/ISO8686-5:2017

——增加了三組載荷組合：C9“動(dòng)態(tài)切斷起升力限器引起的載荷”、C10“有效載荷喪失引起的載

荷”、C11“安裝、拆卸和運(yùn)輸引起的載荷”（見(jiàn)表9）；

——更改了載荷組合表的分項(xiàng)安全系數(shù)值（見(jiàn)表9，GB/T22437.5-2008年版的表1）；

——更改了載荷組合表中“分項(xiàng)載荷系數(shù)”為“分項(xiàng)安全系數(shù)”（見(jiàn)表9，GB/T22437.5-2008年版

的表1）；

——增加了有效載荷意外喪失所引起的動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)（見(jiàn)表9）；

9

——增加了附錄A“偏斜運(yùn)行載荷：簡(jiǎn)化計(jì)算方法的假設(shè)”（見(jiàn)附錄A）。

本文件使用翻譯法等同采用ISO：8685-5：2017《起重機(jī)載荷與載荷組合的設(shè)計(jì)原則第5部分：

橋式和門(mén)式起重機(jī)》。

與本文件中規(guī)范性引用的國(guó)際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國(guó)文件如下：

——GB/T20863.1-2007起重機(jī)械分級(jí)第1部分：總則（ISO4301-1：1986，IDT）

本文件做了下列編輯性修改：

——將表8中和對(duì)應(yīng)的行號(hào)與對(duì)應(yīng)的行號(hào)合并為“2”；

32

——將載荷組合表9中行號(hào)“—”改為“6”。

本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。

本文件由全國(guó)起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC227）歸口。

本文件負(fù)責(zé)起草單位：

本文件參加起草單位：

本文件主要起草人：

本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：

——GB/T22437.5-2008。

II

GB/T22437.5—XXXX/ISO8686-5:2017

起重機(jī)載荷與載荷組合的設(shè)計(jì)原則

第5部分：橋式和門(mén)式起重機(jī)

1范圍

GB/T22437的本文件規(guī)定了GB/T22437.1在GB/T6974.1所定義的橋式和門(mén)式起重機(jī)中的應(yīng)用，并

且對(duì)所使用的系數(shù)給出了具體數(shù)值。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T6974.5-2008起重機(jī)術(shù)語(yǔ)第5部分：橋式和門(mén)式起重機(jī)（ISO4306-5：2005，IDT）

GB/T10183.1-2018起重機(jī)車(chē)輪及大車(chē)和小車(chē)軌道公差第1部分：總則（ISO12488-1：2012，IDT）

GB/T22437.1-2018起重機(jī)載荷與載荷組合的設(shè)計(jì)原則第1部分：總則（ISO8686-1：2012，IDT）

GB/T30024-xxxx起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)能力驗(yàn)證（ISO20332：2016，IDT）

ISO4301-1：2016起重機(jī)分級(jí)第1部分：總則（Cranes—Classification—Part1:General）

ISO4302：2016起重機(jī)風(fēng)載荷估算（Cranes—Windloadassessment）

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T6974.5-2008和GB/T22437.1-2018界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

4符號(hào)

表1符號(hào)及其定義

符號(hào)定義

a加速度或減速度

用于確定的系數(shù)

1

bj車(chē)輪j沿運(yùn)行方向上的距離

起重機(jī)結(jié)構(gòu)和起升鋼絲繩系統(tǒng)在載荷懸吊點(diǎn)處的彈性系數(shù)

CH

dj運(yùn)行方向上導(dǎo)向裝置到車(chē)輪j之間的距離

e自然對(duì)數(shù)的底，取值為2.718

Fmax,L力的最大值

鏈條鋼材的極限強(qiáng)度

fuc

g重力加速度

1

GB/T22437.5—XXXX/ISO8686-5:2017

橋門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的柔度，單位為角力矩

hM

l起重機(jī)跨度

lr,lc起升鋼絲繩/鏈條的長(zhǎng)度

m質(zhì)量

帶載起重機(jī)的總質(zhì)量

mT

M將臺(tái)車(chē)架上車(chē)輪處的載荷轉(zhuǎn)換為端梁上的力矩

M橋門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)與不帶導(dǎo)向裝置的臺(tái)車(chē)架之間的力矩

總起升載荷（總載荷）的質(zhì)量

mH

額定起升載荷的質(zhì)量

mRc

鋼絲繩等級(jí)

Rr

最終載荷效應(yīng)

Sf

初始載荷效應(yīng)

Si

sgn正負(fù)號(hào)函數(shù)

系數(shù)選擇

sj

制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間

tbr

間接作用下起升力限器的響應(yīng)時(shí)間

tIAL

通過(guò)作用或制動(dòng)且增加起大鋼絲繩上的力進(jìn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)的時(shí)間

tst

最大起升速度

vh

最大穩(wěn)定起升速度

vh,max

W合成車(chē)輪力

導(dǎo)向裝置的側(cè)向力（GB/T22437.1-2018中的）

YFFy

車(chē)輪接觸點(diǎn)j側(cè)向力（GB/T22437.1-2018中的）

YjFyij

軸i上第1個(gè)車(chē)輪上的載荷

z1i

軸i上第2個(gè)車(chē)輪上的載荷

z2i

起升鋼絲繩/鏈條的實(shí)際利用系數(shù)

za

zj垂直車(chē)輪j方向上的載荷

車(chē)輪j上的輪壓（），n為車(chē)輪個(gè)數(shù)。

zj0j1,2,...,n

zj

小車(chē)承載最大載荷，小車(chē)宜安裝在起重機(jī)無(wú)導(dǎo)向轉(zhuǎn)置的一側(cè)上。

偏斜運(yùn)行角

觸發(fā)系數(shù)

g車(chē)輪輪緣/導(dǎo)向輪與軌道側(cè)面間隙引起的偏斜運(yùn)行角

車(chē)輪輪緣/導(dǎo)向輪與軌道側(cè)面磨損引起的偏斜運(yùn)行角

w

車(chē)輪/軌道定位公差引起的偏斜運(yùn)行角

t

彈性變形所引起的附加偏斜運(yùn)行角

&/x&橋、門(mén)式起重機(jī)偏斜角隨運(yùn)行速度的變化率

直接作用在起升力限器上的力限系數(shù)

DAL

2

GB/T22437.5—XXXX/ISO8686-5:2017

間接作用在起升力限器上的力限系數(shù)

1AL

起重機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置加速引起的動(dòng)載系數(shù)

5

p定位運(yùn)動(dòng)效應(yīng)系數(shù)

附加系數(shù)

0

（）由偏斜滑移引起車(chē)輪j的摩擦系數(shù)

fσjj

摩擦滑移系數(shù)

f

σj車(chē)輪j的側(cè)向滑移

滑移系數(shù)

5載荷與適用系數(shù)

5.1常規(guī)載荷

5.1.1總則

根據(jù)GB/T22437-1：2018的6.1和下述修正內(nèi)容，在防強(qiáng)度失效、防彈性失穩(wěn)及需要時(shí)防疲勞失效

能力驗(yàn)證計(jì)算中，應(yīng)考慮正常工作時(shí)的常規(guī)載荷。

5.1.2作用在起重機(jī)質(zhì)量上的起升重力效應(yīng)

起重機(jī)質(zhì)量（靜重）引起的自重載荷應(yīng)乘以起升動(dòng)載系數(shù)1，如式（1）所示：

1=1+…………（1）

式中：

——對(duì)于不利質(zhì)量的重力載荷效應(yīng)，=0.1，1=1.1；

——對(duì)于有利質(zhì)量的重力載荷效應(yīng)，=-0.05，1=0.95。

否則，應(yīng)通過(guò)測(cè)試或計(jì)算獲得1的取值。

對(duì)于工作在碎屑污染環(huán)境中的起重機(jī)，靜載計(jì)算中應(yīng)考慮沉積在起重機(jī)上表面此類(lèi)堆積物的靜重。

5.1.3起升無(wú)約束的地面載荷

5.1.3.1總則

當(dāng)?shù)孛孑d荷的重量轉(zhuǎn)移到起升介質(zhì)（鋼絲繩/鏈條）上時(shí)，起升載荷應(yīng)乘以代表作用在起重機(jī)上附

加的起升動(dòng)載系數(shù)2。

假定在最極端的條件下，當(dāng)起升機(jī)構(gòu)達(dá)到其最大起升速度時(shí)，起升介質(zhì)（鋼絲繩/鏈條）處于松弛

狀態(tài)。此條件下，動(dòng)態(tài)附加載荷與起升速度成正比，其起升動(dòng)載系數(shù)取決于起重機(jī)的剛度特性和質(zhì)量分

布（見(jiàn)GB/T22437-1：2018中6.1.2.1.1的）。

2

在起重機(jī)的實(shí)際作業(yè)中，控制系統(tǒng)和除主要部件外其他構(gòu)件（例如，起重吊索，其他起重裝置，載

荷本身，起重機(jī)基礎(chǔ)）的阻尼和彈性亦會(huì)影響實(shí)際動(dòng)態(tài)效應(yīng)。這些依存關(guān)系和起升動(dòng)載系數(shù)2由GB/T

22437-1：2018的6.1.2.1.2中起升狀態(tài)級(jí)別確定。

對(duì)于起升動(dòng)載系數(shù)2的確定，應(yīng)采用下述原則：

——通過(guò)選擇起升狀態(tài)級(jí)別計(jì)算得出；

——由其它替代方法計(jì)算得出，見(jiàn)5.1.3.5。

起升狀態(tài)級(jí)別和起升動(dòng)載系數(shù)2，也可通過(guò)下述計(jì)算得出：

3

GB/T22437.5—XXXX/ISO8686-5:2017

——根據(jù)GB/T22437-1：2018的6.1.2.1.2；

——按照5.1.3.2至5.1.3.4確定起升狀態(tài)級(jí)別和起升動(dòng)載系數(shù)2。

用于確定動(dòng)態(tài)系數(shù)的起升速度應(yīng)以可實(shí)現(xiàn)的方式反映起重機(jī)的實(shí)際使用情況和可能發(fā)生的異常事

件。應(yīng)考慮以下兩種情況：

——根據(jù)GB/T22437-1：2018表2b中載荷組合A和B，起重機(jī)正常工作，起升機(jī)構(gòu)從鋼絲繩松弛狀態(tài)

下以可控速度開(kāi)始起升。

——根據(jù)GB/T22437-1：2018表2b中載荷組合C，在特殊情況下，起升機(jī)構(gòu)從鋼絲繩松弛狀態(tài)下以

最大速度開(kāi)始起升。

5.1.3.2理論動(dòng)載系數(shù)2t的確定

確定GB/T22437-1：2018中起升狀態(tài)級(jí)別應(yīng)通過(guò)理論動(dòng)載系數(shù)選取，并由下述方式估算。

2t

——考慮彈性、慣性和阻尼特性進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，前三秒內(nèi)作用在起升介質(zhì)（鋼絲繩/鏈條）上的

最大載荷可用起升載荷與理論動(dòng)載系數(shù)的乘積表達(dá)；

2t

——采用簡(jiǎn)化式（2）進(jìn)行計(jì)算。

2.8v

a）對(duì)于帶有鋼絲繩的起重機(jī)：=1h,max

2tRl

0.45（rr）0.5

1500Za…………（2）

2.8v

b）對(duì)于帶有鏈條的起重機(jī)：=1h,max

2tfl

（ucc）0.5

0.45

150Za

式中：

——穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的最大起升速度，單位m/s；

vh,max

——鋼絲繩等級(jí)，單位為N/mm2；

Rr

——鏈條材料的極限強(qiáng)度，單位為N/mm2；

fuc

——鋼絲繩/鏈條的長(zhǎng)度，單位為m；

lr,lc

——鋼絲繩/鏈條的實(shí)際利用系數(shù)（鋼絲繩總破斷力/鏈條可拆卸系統(tǒng)/起升載荷）。

Za

鋼絲繩/鏈條的長(zhǎng)度/，應(yīng)作為起升地面載荷時(shí)上、下繩輪/鏈輪之間的典型距離。承載部件或

lrlc

起升裝置偏離垂直方向時(shí)，應(yīng)調(diào)整鋼絲繩/鏈條的長(zhǎng)度，以確保垂直方向具有同等的彈性。

注：此簡(jiǎn)化公式考慮了起重機(jī)零部件的剛度，質(zhì)量以及負(fù)載。

起升狀態(tài)級(jí)別可根據(jù)表2選取。

表2起升狀態(tài)級(jí)別的選取

計(jì)算結(jié)果條件起升狀態(tài)級(jí)別GB/T22437-1：2018

2t1.070.24vh,maxHC1

1.070.24vh,max2t1.120.41vh,maxHC2

1.120.41vh,max2t1.170.58vh,maxHC3

HC4

1.170.58vh,max2t

5.1.3.3起升速度的選擇

起重機(jī)正常工作載荷組合A和B，以及特殊情況載荷組合C下的起升速度應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)和GB/T

4

GB/T22437.5—XXXX/ISO8686-5:2017

22437.1-2018表2b中提供的起升驅(qū)動(dòng)等級(jí)HD選擇。

5.1.3.4起升動(dòng)載系數(shù)2的計(jì)算

根據(jù)GB/T22437.1-2018的6.1.2.1.2確定起升動(dòng)載系數(shù)，按照5.1.3.2和5.1.3.3對(duì)起升狀態(tài)級(jí)

2

別和速度選擇。

5.1.3.5通過(guò)測(cè)試確定起升動(dòng)載系數(shù)2

起升動(dòng)載系數(shù)亦可通過(guò)一臺(tái)等效的起重機(jī)測(cè)試獲得。不同起重速度下的測(cè)定值應(yīng)直接用于計(jì)算

2

而與起升狀態(tài)級(jí)別無(wú)關(guān)。

通過(guò)測(cè)試或動(dòng)態(tài)仿真得到的撓度動(dòng)態(tài)增量包括了含起重小車(chē)在內(nèi)的起重機(jī)質(zhì)量的動(dòng)力效應(yīng)，見(jiàn)

5.1.2。所代表的部分可以從最終的評(píng)價(jià)中刪除，以避免在和中重復(fù)考慮。

212

5.1.4在非平坦路面上運(yùn)行引起的載荷

在道路內(nèi)或道路外運(yùn)行的帶載或空載起重機(jī)的動(dòng)力效應(yīng)采用運(yùn)行沖擊系數(shù)考慮。

4

對(duì)于連續(xù)軌道或具有完備地面連接無(wú)高低錯(cuò)位或水平間隙的焊接軌道，=1.0。

4

對(duì)于道路或具有高低錯(cuò)位或水平間隙的焊接軌道，應(yīng)根據(jù)GB/T22437.1計(jì)算。對(duì)于輪胎起重機(jī)，

4

應(yīng)考慮輪胎的彈性。

5.1.5驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)加速引起的載荷

對(duì)于起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，加速或減速引起載荷效應(yīng)的變化量ΔS由式（3）確定：

…………（3）

ΔS=Sf-Si

式中：

——最終載荷效應(yīng)；

Sf

——初始載荷效應(yīng)。

Si

注：載荷效應(yīng)變化值ΔS是由驅(qū)動(dòng)力變化值ΔF引起的，其公式為ΔF=F（f）-F（i），其中，F(xiàn)（f）是最

終驅(qū)動(dòng)力，而F（i）是初始驅(qū)動(dòng)力。

由加速或減速引起的起重機(jī)驅(qū)動(dòng)力可采用剛體動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算。載荷效應(yīng)S應(yīng)施加到承受驅(qū)動(dòng)力的

部件以及適用于起重機(jī)和起升載荷上。由于剛體分析不能直接反映彈性效應(yīng)，因此應(yīng)根據(jù)GB/T

22437.1-2018的6.1.4，采用變速動(dòng)載系數(shù)，按式（4）計(jì)算載荷效應(yīng)S：

5

…………（4）

S=Sip5am

式中：

——F引起的初始載荷效應(yīng)；

Si（i）

——起重機(jī)驅(qū)動(dòng)加速度引起的變速動(dòng)載系數(shù)；

5

——連續(xù)定位運(yùn)動(dòng)效應(yīng)系數(shù)，見(jiàn)5.1.6，取值見(jiàn)表6；

p

a——加速度或減速度；

m——加速度或減速度a作用的質(zhì)量。

由表3和表4選取，也可通過(guò)彈性模型計(jì)算或測(cè)試獲得更精確的系數(shù)。

55

若力S受摩擦或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)屬性的限制，則應(yīng)用摩擦力代替計(jì)算的力S。

5

GB/T22437.5—XXXX/ISO8686-5:2017

表3大、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的變速動(dòng)載系數(shù)

5

驅(qū)動(dòng)類(lèi)型減速箱典型齒隙開(kāi)式齒輪較大齒隙

無(wú)級(jí)調(diào)速控制1.21.5

多級(jí)調(diào)速控制1.62.0

二級(jí)調(diào)速控制1.82.2

單級(jí)調(diào)速控制2.02.4

表4起升機(jī)構(gòu)的變速動(dòng)載系數(shù)5

驅(qū)動(dòng)類(lèi)型起升下降

無(wú)級(jí)調(diào)速控制1.051.10

多級(jí)調(diào)速控制1.151.20

二級(jí)調(diào)速控制1.201.35

單級(jí)調(diào)速控制1.201.30

注：表3和表4中的系數(shù)考慮了速度的起始、結(jié)束及變化。

5.1.6載荷的定位

在能力驗(yàn)證中應(yīng)考慮達(dá)到載荷預(yù)期位置的任意驅(qū)動(dòng)預(yù)設(shè)加速度期值。任意驅(qū)動(dòng)加速度應(yīng)根據(jù)GB/T

22437.1-2018的7.6表5分級(jí)并結(jié)合圖1的圖示采用加速度均值p表達(dá)。

表5加速度均值等級(jí)

等級(jí)加速度均值（m/s2）

p0p2

p12p4

p24p8

p38p

說(shuō)明：

X——速度；

6

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Y——時(shí)間；

Z——加速度。

圖1P等級(jí)示例

若未能以最佳方式進(jìn)行定位運(yùn)動(dòng)，則總載荷效應(yīng)的增大應(yīng)采用定位運(yùn)動(dòng)效應(yīng)系數(shù)考量，并根據(jù)

p

加速度均值等級(jí)p由表6選取。

表6定位運(yùn)動(dòng)效應(yīng)系數(shù)p

2

等級(jí)加速度均值（m/s）p

p0p2

1.0

p12p4

1.15

p24p8

1.3

p38p

5.1.7位移引起的載荷

根據(jù)GB/T22437.1-2018的6.1.5，應(yīng)考慮包含設(shè)計(jì)中位移引起的載荷。

與軌道跨度變化或支座撓度有關(guān)的位移應(yīng)保持在GB/T22437.1-2018的6.2中指定的極限值內(nèi)，而在

應(yīng)力分析中不必考慮它們的影響。

5.2偶然載荷

5.2.1總則

根據(jù)GB/T22437.1和下述修正，在防屈曲彈性穩(wěn)定性失效的能力驗(yàn)證中，應(yīng)考慮很少發(fā)生的偶然

載荷及效應(yīng)。而在疲勞失效能力評(píng)估中則通常不考慮。

5.2.2偏斜運(yùn)行引起的載荷

5.2.2.1總則

一般而言，偏斜載荷通常作為偶然載荷，并應(yīng)歸于載荷組合B，但它們發(fā)生的頻率隨著起重機(jī)或小

車(chē)的類(lèi)型，結(jié)構(gòu)形式、輪軸平行度的準(zhǔn)確性以及使用狀態(tài)而變化。在個(gè)別情況下發(fā)生的頻率將決定它們

是屬于偶然載荷還是常規(guī)載荷。

對(duì)于有防偏斜運(yùn)行裝置的情況，在不考慮防偏斜裝置的影響下所計(jì)算出的偏斜側(cè)向力應(yīng)歸于載荷組

合C。對(duì)于無(wú)防偏斜運(yùn)行裝置功能的起重機(jī)，偏斜側(cè)向力應(yīng)歸于載荷組合B。

軌頂運(yùn)行起重機(jī)和小車(chē)的偏斜側(cè)向力應(yīng)根據(jù)5.2.2.2到5.2.2.4和附錄A中提供的剛性和彈性起重機(jī)

結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化方法計(jì)算。懸掛式起重機(jī)的偏斜側(cè)向力應(yīng)根據(jù)5.2.2.5計(jì)算。

注1：GB/T22437.1-2018的6.2.2中所給出的方法適用于剛性結(jié)構(gòu)。由于橋式起重機(jī)和門(mén)式起重機(jī)兼有剛性和柔

性特性，因此需要給出一種更為通用的方法。并且，此方法考慮了柔性結(jié)構(gòu)、車(chē)輪數(shù)量不均勻、車(chē)輪載荷分

布不均勻以及不同類(lèi)型的導(dǎo)向裝置和防偏斜裝置。

注2：當(dāng)起重機(jī)運(yùn)行的合成滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)方向與軌道的方向不再一致，以及前端導(dǎo)向裝置與軌道接觸時(shí)，會(huì)由偏斜產(chǎn)生

偏斜側(cè)向力。這是由于起重機(jī)制造（車(chē)輪孔）和軌道導(dǎo)軌（彎曲，扭曲）的制造過(guò)程中出現(xiàn)的公差和失準(zhǔn)性

引起的。偏斜側(cè)向力的大小和分布主要取決于軌道與輪緣或?qū)蜉喼g的間隙以及導(dǎo)向輪的位置，還取決于

車(chē)輪的數(shù)量，布置，軸承布置和轉(zhuǎn)速同步以及結(jié)構(gòu)的柔性。

7

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注3：在運(yùn)行過(guò)程中使用防偏斜裝置會(huì)減小軌道和導(dǎo)向裝置之間的導(dǎo)向力，這也會(huì)減小車(chē)輪的側(cè)向滑動(dòng)力，但應(yīng)考

慮由于車(chē)輪對(duì)準(zhǔn)公差和結(jié)構(gòu)側(cè)向變形而仍然保留的少許側(cè)向滑動(dòng)的影響。

5.2.2.2偏斜運(yùn)行角

偏斜運(yùn)行角的計(jì)算方法如下：

設(shè)計(jì)所考慮的總偏斜運(yùn)行角可按式（5）計(jì)算：

…………（5）

=gwt

式中：

——設(shè)計(jì)時(shí)考慮的總偏斜運(yùn)行角；

——車(chē)輪輪緣/導(dǎo)向輪與軌道側(cè)面間隙引起的偏斜運(yùn)行角，其值等于與（見(jiàn)圖2）之比；

gSgWb

——車(chē)輪輪緣/導(dǎo)向輪與軌道側(cè)面磨損引起的偏斜運(yùn)行角；

w

——車(chē)輪/軌道定位公差引起的偏斜運(yùn)行角。

t

a)導(dǎo)向輪與軌道側(cè)向間隙引起的偏斜運(yùn)行角

b)車(chē)輪輪緣與軌道側(cè)向間隙引起的偏斜運(yùn)行角

圖2偏斜運(yùn)行角度參數(shù)

GB/T22437.1-2018的表E.2給出了偏斜運(yùn)行角的取值。

為確保起重機(jī)、小車(chē)運(yùn)行良好，偏斜運(yùn)行角應(yīng)小于等于0.015rad。

注：對(duì)于較大的軌道間隙，偏斜運(yùn)行角減小到75％。由于橋式起重機(jī)、門(mén)起重機(jī)及其小車(chē)很少使用全軌道間隙，通

常僅前端導(dǎo)向裝置與軌道接觸。

5.2.2.3摩擦滑移關(guān)系

對(duì)于縱向和側(cè)向摩擦滑移系數(shù)可按簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)式（6）計(jì)算：

（250）…………（6）

f=01-e

式中：

——摩擦滑移系數(shù)（GB/T22437.1-2018，表E.2）；

f

——附加系數(shù)，對(duì)于清潔軌道；對(duì)于正常作業(yè)環(huán)境下的非清潔軌道；

000.300.2

e——自然對(duì)數(shù)的底，e=2.718；

——滑移系數(shù)。

8

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注：滑移系數(shù)為縱向/側(cè)向滑移距離與相應(yīng)運(yùn)行距離之比，對(duì)于側(cè)向滑移，滑移系數(shù)等于瞬態(tài)總偏斜運(yùn)行角度

（或），見(jiàn)A.2.2。

5.2.2.4偏斜側(cè)向力計(jì)算方法的選取

應(yīng)采用剛性法或柔性法兩種簡(jiǎn)化計(jì)算方法之一計(jì)算。剛性法假定起重機(jī)和軌道的結(jié)構(gòu)是剛性的。而

柔性法假定結(jié)構(gòu)是柔性的。在不能確定的情況下，應(yīng)采用柔性法。根據(jù)表7中起重機(jī)/小車(chē)結(jié)構(gòu)形式選擇

計(jì)算模型。

表7橋門(mén)式起重機(jī)偏斜側(cè)向力的計(jì)算模型

類(lèi)型結(jié)構(gòu)支承形式偏斜側(cè)向力的適用計(jì)算方法

A

剛性連

接

采用剛性法計(jì)算

雙側(cè)/

橋式起重機(jī)大、小車(chē)；

單側(cè)驅(qū)

橋式起重機(jī)大、小車(chē)水平剛性很大；

動(dòng)

導(dǎo)向裝置處于一側(cè)或兩側(cè)端梁上。

B

各端梁采用剛性法分別計(jì)算

一剛一

柔連接

就偏斜側(cè)向力而言，起重機(jī)

可分解為兩組獨(dú)立可分別導(dǎo)

雙側(cè)驅(qū)

向的裝置

動(dòng)

帶臺(tái)車(chē)的起重機(jī)，特別是柔性支承的起重機(jī)（臺(tái)車(chē)相當(dāng)于一根平行于起重

機(jī)軌道的軸）；

導(dǎo)向裝置處于兩側(cè)端梁上。

C

剛性連

接

采用剛性法計(jì)算

雙側(cè)驅(qū)

動(dòng)

無(wú)臺(tái)車(chē)的起重機(jī)；

導(dǎo)向裝置處于兩側(cè)端梁上。

D

剛性連計(jì)算方法取決于結(jié)構(gòu)的彈性

接

偏斜側(cè)向力由剛性法計(jì)算結(jié)

單側(cè)驅(qū)果確定

動(dòng)

無(wú)臺(tái)車(chē)的起重機(jī)

導(dǎo)向裝置僅位于一側(cè)端梁上

計(jì)算步驟

a)采用剛性法計(jì)算偏斜側(cè)向力；

b)有導(dǎo)向裝置的端梁采用固定支承模型。無(wú)導(dǎo)向裝置的端梁采用浮動(dòng)支承模型。采用剛性法計(jì)算得到的

9

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載荷施加在柔性支承的端梁上。初始平行的兩端梁彼此之間形成一個(gè)角度差，如圖A.2所示。

c)如果，應(yīng)采用柔性法計(jì)算偏斜側(cè)向力，否則，采用剛性法計(jì)算。

uf()/uf()1.1

250

例如，(250)或。

uf()u01euf()u01e

5.2.2.5懸掛式起重機(jī)的偏斜側(cè)向力

對(duì)具有剛性結(jié)構(gòu)并運(yùn)行在剛性固定軌道梁下翼緣板上的懸掛式起重機(jī)，其偏斜側(cè)向力應(yīng)按與軌頂運(yùn)

行起重機(jī)相同的計(jì)算原理計(jì)算，見(jiàn)A.3。而導(dǎo)向力YF（GB/T22437.1-2018中E.2的Fy）可分配在引導(dǎo)轉(zhuǎn)

向架的兩個(gè)車(chē)輪輪緣上。跟隨轉(zhuǎn)向架上較小的偏斜側(cè)向力可忽略不計(jì)。圖3給出了一個(gè)結(jié)構(gòu)示例及一組

最不利偏斜側(cè)向力的組合。

對(duì)具有一根軌道梁（或兩根）或兩種運(yùn)行方式之一的轉(zhuǎn)向架橫向掃描浮動(dòng)配置，偏斜側(cè)向力Y1和Y2

由兩個(gè)引導(dǎo)轉(zhuǎn)向架上的單獨(dú)導(dǎo)向力YF平衡。

在下述情況下，圖3中的導(dǎo)向力1/2YF應(yīng)取為車(chē)輪最大靜垂直力Z的20％。而摩擦力Y1和Y2為每個(gè)車(chē)輪

垂直力的10％。導(dǎo)向力YF和摩擦力Y分別在兩側(cè)軌道上互相平衡，而在轉(zhuǎn)向架內(nèi)形成內(nèi)力系統(tǒng)，見(jiàn)圖3b），

并在下翼緣板內(nèi)形成局部?jī)?nèi)力系統(tǒng)。這些局部平衡的力不會(huì)作為外力施加在起重機(jī)結(jié)構(gòu)上。

圖中：

1——軌道梁1的下翼緣板和腹板；

2——軌道梁2的下翼緣板和腹板；

3——懸掛在軌道梁上的懸掛式起重機(jī)主梁、端梁；

4——帶載起升小車(chē)；

5——懸掛式起重機(jī)四角上的4輪轉(zhuǎn)向架；

Y1——作用于車(chē)輪與軌道梁1下翼緣板上表面之間橫向摩擦的偏斜側(cè)向力；

Y2——作用于車(chē)輪與軌道梁2下翼緣板上表面之間橫向摩擦的偏斜側(cè)向力；

YF——作用于轉(zhuǎn)向架車(chē)輪輪緣的導(dǎo)向力；

Fy——轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)時(shí)考慮的最小側(cè)向力；

Z——垂直方向的最大動(dòng)輪壓。

圖3懸掛式起重機(jī)的偏斜側(cè)向力

除偏斜運(yùn)行外，懸掛起重機(jī)轉(zhuǎn)向架上的偏斜側(cè)向力也可由非對(duì)稱(chēng)加載起重機(jī)的加速度、起升小車(chē)和

負(fù)載的加速度產(chǎn)生。這些力應(yīng)根據(jù)5.1.3.3考慮。

5.3特殊載荷

5.3.1總則

10

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根據(jù)GB/T22437.1和下述的附加修訂，在疲勞評(píng)估中不考慮很少出現(xiàn)的特殊載荷及效應(yīng)。特殊載荷

包括由試驗(yàn)載荷、非工作狀態(tài)風(fēng)載荷、緩沖力、傾翻以及意外停機(jī)、驅(qū)動(dòng)部件失效和起重機(jī)基礎(chǔ)支撐的

外部激勵(lì)。

5.3.2試驗(yàn)載荷

試驗(yàn)載荷應(yīng)按其使用狀態(tài)施加到起重機(jī)上。例如，施加擴(kuò)大的配重而起重機(jī)系統(tǒng)不會(huì)被改變。

根據(jù)GB/T22437.1的6.3.2，在試驗(yàn)載荷條件下，懸掛在起重機(jī)上總起升質(zhì)量應(yīng)乘以實(shí)驗(yàn)動(dòng)載系數(shù)

。

6

在試驗(yàn)情況的驗(yàn)證計(jì)算中，應(yīng)只考慮GB/T22437.1中給定的室外最小級(jí)別的風(fēng)載荷。

5.3.3緩沖力引起的載荷

對(duì)于使用緩沖器的場(chǎng)合，根據(jù)GB/T22437.1-2018的6.3.3和下述修訂，借助剛體分析計(jì)算的碰撞力，

應(yīng)乘以緩沖碰撞系數(shù)計(jì)入其動(dòng)態(tài)效應(yīng)。

7

緩沖力應(yīng)從85％額定運(yùn)行速度和不包括自由懸掛載荷（自由水平搖擺）的起重機(jī)移動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的動(dòng)

能計(jì)算得出；對(duì)于起重小車(chē)，應(yīng)從100％額定運(yùn)行速度和不包括自由懸掛載荷的小車(chē)移動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的動(dòng)

能計(jì)算得出。

緩沖碰撞發(fā)生之前，通過(guò)一個(gè)限制功能啟動(dòng)制動(dòng)動(dòng)作：

——對(duì)于不受風(fēng)載作用的起重機(jī)和小車(chē)，緩沖力應(yīng)從70％的額定運(yùn)行速度和懸掛載荷的移動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)

生的動(dòng)能計(jì)算得出；

——對(duì)于受風(fēng)載作用的起重機(jī)和小車(chē)，緩沖力應(yīng)從85％的額定運(yùn)行速度和不包括自由懸掛載荷的移

動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的動(dòng)能計(jì)算得到；而在緩沖計(jì)算中所含的風(fēng)力，可采用70%的額定運(yùn)行速度。

對(duì)于上述兩種情況，根據(jù)GB/T22437.1-2018的5.2.3.2，緩沖器支撐端部擋塊的摩擦夾緊式（防滑）

連接設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮特定的抗力系數(shù)rss=1.8。

計(jì)算中，可借助系數(shù)f=0.18考慮由車(chē)輪和軌道之間的摩擦接觸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)阻力。

5.3.4意外停機(jī)引起的載荷

應(yīng)根據(jù)GB/T22437.1-2018的6.3.6及下述修正計(jì)算意外停機(jī)引起的載荷。

應(yīng)設(shè)置為2，或通過(guò)實(shí)驗(yàn)或動(dòng)態(tài)分析進(jìn)行確定。

5

5.3.5機(jī)構(gòu)或部件意外失效引起的載荷

為了安全起見(jiàn)，當(dāng)用備份或用其他方式保護(hù)機(jī)構(gòu)或部件時(shí)，應(yīng)考慮這些載荷作用。

假定在系統(tǒng)中的任何部分均可發(fā)生失效。對(duì)于除工作制動(dòng)器外還提供備用制動(dòng)器保護(hù)的情況，應(yīng)假

定在最不利的條件下發(fā)生工作制動(dòng)系統(tǒng)失效和備用制動(dòng)器激活。

應(yīng)根據(jù)5.1.5計(jì)算上述失效產(chǎn)生的荷載，并考慮任何由此產(chǎn)生的影響。

對(duì)于下列兩種情況，應(yīng)對(duì)起重機(jī)的備份部件進(jìn)行計(jì)算：

——正常加載下，機(jī)構(gòu)的所有部件作為一個(gè)整體運(yùn)行，共同承擔(dān)起升載荷。這應(yīng)劃歸為載荷組合A

而用于疲勞和靜態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)證。

——異常加載下，應(yīng)考慮機(jī)構(gòu)中任何單一部件的失效。失效事件中機(jī)構(gòu)（尚未失效）剩余部分的加

載應(yīng)劃歸為載荷組合C，用于剩余部分靜強(qiáng)度的驗(yàn)證。由失效引起的動(dòng)態(tài)沖擊系數(shù)可通過(guò)動(dòng)態(tài)分析或

5

其他方法確定，=1.5。該系數(shù)應(yīng)用于失效后有效系統(tǒng)所承載的總載荷。

5

5.3.6動(dòng)態(tài)切斷起升力限器時(shí)起升運(yùn)動(dòng)引起的載荷

對(duì)于起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)配備起升力限器的情況，在能力驗(yàn)證計(jì)算中應(yīng)考慮由起升力限器動(dòng)態(tài)切斷時(shí)

起升運(yùn)動(dòng)引起的力。

當(dāng)起升載荷時(shí)，起升力限器的限載級(jí)別與起升力限器的類(lèi)型、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和起重機(jī)的機(jī)械特性。

有兩種不同類(lèi)型的力限器：

11

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——直接作用式起升力限器（DAL），將起升系統(tǒng)中的力限制在規(guī)定的級(jí)別，例如基于摩擦的滑動(dòng)離

合器或液壓起升系統(tǒng)的壓力限制；

——間接作用式起升力限器（IAL），測(cè)量作用在系統(tǒng)上的力并激活第二個(gè)裝置以停止運(yùn)動(dòng)。

力限系數(shù)取決于力限器的類(lèi)型。

L

——直接作用式起升力限器，見(jiàn)5.3.6.1，。

LDAL

——間接作用式起升力限器，見(jiàn)5.3.6.2，。

LIAL

5.3.6.1直接作用式起升力限器動(dòng)態(tài)切斷時(shí)起升運(yùn)動(dòng)引起的載荷

直接作用式起升力限器工作時(shí)，作用在起重機(jī)上的最大力應(yīng)按式（7）計(jì)算：

Fmax.L

…………（7）

Fmax.L=(DALmRCmHmRC)g

式中：

——最大力，單位N；

Fmax.L

——直接作用式起升力限器的力限系數(shù)；

DAL

——額定起升載荷質(zhì)量，單位kg；

mRC

——總起升載荷（總載荷）的質(zhì)量，單位kg；

mH

g——重力加速度，9.81m/s2。

對(duì)于液壓系統(tǒng)，應(yīng)小于或等于1.4。對(duì)于摩擦力矩限制器或氣動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)為小于或等于

DALDAL

1.6。

5.3.6.2間接作用式起升力限器動(dòng)態(tài)切斷時(shí)起升運(yùn)動(dòng)引起的載荷

在超載、失速載荷和相關(guān)的障礙載荷情況下，由間接作用式起升力限器動(dòng)作產(chǎn)生而施加在起重機(jī)上

的最大載荷應(yīng)按式（8）計(jì)算：

Fmax.L

…………（8）

F(max.L)=(1ALmRCmHmRC)g

式中：

——最大載荷，單位為N；

Fmax.L

——間接作用式起升力限器的力限系數(shù)；

LAL

——額定起升載荷的質(zhì)量，單位為kg；

mRC

——總起升載荷（總載荷）的質(zhì)量，單位為kg；

mH

g——重力加速度9.81m/s2。

表示觸發(fā)動(dòng)作和起升運(yùn)動(dòng)休止后起升系統(tǒng)中的最終載荷。計(jì)算時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮起升機(jī)構(gòu)和整體

Fmax.L

結(jié)構(gòu)的剛度以及間接作用式起升力限器的功能。

間接作用式起升力限器的力限系數(shù)應(yīng)按式（9）計(jì)算：

IAL

[Cv(tt0.5t)]

Hh1ALbrst…………（9）

1AL=

mRCg

式中：

——觸發(fā)系數(shù)；

——觸發(fā)間接作用式起升力限器的最大起升速度，單位為m/s；

vh

——額定起升載荷的質(zhì)量，單位為kg；

mRC

間接作用式起升力限器的響應(yīng)時(shí)間，單位為；

tIAL——s

制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，單位為；

tbr——s

12

GB/T22437.5—XXXX/ISO8686-5:2017

由制動(dòng)和增加鋼絲繩拉力的影響使起升機(jī)構(gòu)在失速狀態(tài)下停止的時(shí)間，單位為；

tst——s

起重機(jī)結(jié)構(gòu)和起升鋼絲繩系統(tǒng)在吊點(diǎn)處的彈性系數(shù)，單位為。

CH——N/m

通常觸發(fā)系數(shù)應(yīng)小于或等于1.25。

在正常運(yùn)行中，當(dāng)?shù)孛孑d荷的重量轉(zhuǎn)移到起升介質(zhì)（鋼絲繩鏈條）上時(shí)，動(dòng)載系數(shù)高于觸發(fā)系

/2

數(shù)，可能需要延遲觸發(fā)系統(tǒng)。若提供了此系統(tǒng)，則觸發(fā)系數(shù)應(yīng)比的取值高5％。

2

5.4其他載荷

根據(jù)GB/T22437.1-2018的6.4應(yīng)考慮的其他載荷，包括安裝載荷、拆卸載荷以及平臺(tái)和通道上的

載荷。

6適用的載荷、載荷組合和系數(shù)

對(duì)于載荷組合應(yīng)使用考慮動(dòng)態(tài)效應(yīng)的，并列于表8中的各項(xiàng)系數(shù)。

表8各項(xiàng)系數(shù)n

表9中對(duì)應(yīng)行號(hào)參考GB/T22437.1-2018系數(shù)/荷載取值/相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

nn

16.1.1見(jiàn)5.1.2

1

6.1.2.1見(jiàn)5.1.3

2

2