美国天车制造规范

美国起重机生产商协会有限公司本资料由美国起重机生产商协会有限公司编制。70

美国起重机生产商协会有限公司规范 #70 1999年修订

代替

美国起重机生产商协会有限公司规范 #70 1994年修订本

美国起重机生产商协会有限公司是

美国物料运输工业公司的一个附属机构? 1999 物料运输工业

美国起重机生产商协会有限公司规范第70~1999号

行走式桥及龙门多梁电动桥式行走式起重机规范

简介

本规范由美国起重机生产商协会有限公司编制。美国起重机生产商协会有限公司，是美国处于领先地位的电动桥式行走式起重机生产商的一个组织；为了使设备的选型规范化及对设备的选型提供一个基本标准，特编制本规范。本规范的使用，并不限制各生产商的独创性，而是对生产工艺提供一个基本的指导。

除本规范外，其它出版物也含有对采购商和起重机用户，以及工程及建筑专业有所帮助的资料。其中大部分资料具有一般性，且所列举的项目，可以向各生产商进行核实和进行比较，以达到最佳的设备选型。

这些规范由8节内容组成，如下：

70-1：通用规范

70-2：起重机工作分类

70-3：结构设计

70-4：机械设计

70-5：电气设备

70-6：咨询数据表及速度

70-7：术语表

70-8：索引

如无出版商的书面许可，不得以任何方式复制本规范的任意部分。

版权? 1999由美国起重机生产商协会有限公司所有。所有权保留。

免责声明

美国起重机生产商协会有限公司（CMAA）

美国起重机生产商协会有限公司是美国物料运输工业（MHI）公司下属的一家独立的贸易联合会。

物料运输工业（MHI）及其美国分公司MHI向CMAA提供有关此类规范等的服务，对其生产及销售进行安排。MHI及其官员、董事和雇员，均未参与规范中所述之资料的开发和编制工作。

所有有关此类规范的咨询，请直接致函CMAA工程委员会的主席，并请抄送给美国起重机生产商协会有限公司；地址如下：美国北卡罗来纳州夏洛特市红橡木林荫道201室。

规范

在指定或设计应用范围或使用目的时，本规范的用户只可依赖于其自己的工程师、设计师，或生产商代表。本规范仅只做为一种指南。如用户参考或使用本规范中的任何内容，则必须同意以下损害赔偿及免责声明的条款。

本规范的使用，应是随意的，而非强制性的。对本规范的自愿性使用，应由用户进行控制，并由其自行决定。对本规范的自愿性使用，并不会以任何形式限制各生产商不按这些规范设计或生产电动桥式行走式起重机的责任、权利和独创性。CMAA无任何要求或强迫满足这些规范的法定权限。这些咨询性的规范，仅对用户在确定其应用时给予一定的技术指导。遵守这些规范并不确保其满足适用的联邦、州或当地的规定和规范。此类规范对任何人无任何约束力，也不任何法律效力。

CMAA及MHI对这些规范并不做出批准、评价或背书，且对任何有关于这些规范的专利权或版权，不持任何立场，同时也对任何人使用这些规范而导致的专利证书或版权责任的侵权不做任何担保，也不承担任何侵权责任。这些规范的用户，已经被明确告知这些版权和专利的有效性，因此对这些专利等权利的违反，将由其自己全权负责。

免责及赔偿

免责声明：CMAA及MHI 对这些规范不做任何担保，并对可行销性或适宜性的默示担保免责。因此对这些规范，CMAA及MHI不做任何担保（不管是明确说明的、或是暗示的、或是法定的担保）。

免责：用户应特别明白并同意CMAA，MHI及其官员、代理人或雇员对侵权行为及合同，不管是否是基于担保、疏忽、严格责任或其它责任理论而对设计、竖立、安装、生产、销售准备、销售、特性、特征，或由本规范涉及产品的交付而采取的行动或未采取行动，不承担任何责任。如对这些规范进行参考或采用，均应由用户自己自行确定，且用户应明白CMAA、MHI及其继承人、受让人、官员、代理人及雇员对其使用涉及的侵权、合同及其他所有责任免责。

赔偿：在参考或采用这些规范时，用户应当捍卫、保护、赔偿，并确保CMAA、MHI及其继承人、受让人、官员、代理人及雇员免于任何索赔、损失、费用、损坏及责任，不管是直接的，或是偶然性的由于对这些规范的使用而引起的，包括利益损失、合理的律师费等，不管是否是由于这些规范的使用或所谓的使用引起的；本条规定的目的是豁免并保护CMAA、MHI及其继承人、受让人、官员、代理人及雇员免于任何有关这些规范所引起的损失，包括由于其自己的疏忽所导致的损失。

内容目录

70-1 通用规范70-4 机械设计

1.1 范围 4.1 平均有效载荷

1.2 建筑设计考虑 4.2 载荷块

1.3 间隙 4.3 过载限制装置

1.4 滑道 4.4 起重绳

1.5 滑道导线 4.5 起重绳轮

1.6 额定载重量 4.6 鼓

1.7 设计应力 4.7 齿轮

1.8 通则 4.8 轴承

1.9 喷涂 4.9 制动装置

1.10 组装及装运准备 4.10 桥式驱动

1.11 测试 4.11 轴系

1.12 图纸 4.12 耦合器

1.13 安装 4.13 车轮

1.14 润滑 4.14 缓冲器

1.15 检验、维护及起重机操作员 4.15 止动装置

70-2 起重机分类70-5 电气设备

2.1 通则 5.1 通则

2.2 A类 5.2 交流/直流电机

2.3 B类 5.3 制动装置

2.4 C类 5.4 交流/直流控制器

2.5 D类 5.5 电阻器

2.6 E类 5.6 保护及安全特征

2.7 F类 5.7 总开关

5.8 地面操作垂直按钮式控制站2.8 依照载荷等级及载荷循环划分

的起重机工作级别

5.9 限位开关

5.10 安装

70-3 结构设计 5.11 桥式导体系统

3.1 材料 5.12 滑道导体系统

3.2 焊接 5.13 电压降

3.3 结构 5.14 逆变器

3.4 允许应力 5.15 遥控控制

3.5 设计限制

3.6 桥端梁

3.7 人行道及栏杆70-6 建议的起重机数据咨询表3.8 操作员驾驶室70-7 术语表

3.9 起重机小车架70-8 索引

3.10 桥形钢轨

3.11 尾端系杆

3.12 8、12及16轮起重机的桥梁

3.13 结构的螺栓连接

3.14 龙门起重机

70-1 通用规范

1.0 范围

1.1.1 本规范是上运行桥及龙门型多梁电动桥式行走式起重机的规范，即：CMAA

规范第70号，1999年修订版；

1.1.2 在本出版物中包含的规范及资料，适用于上运行桥及龙门型多梁电动桥式行

走式起重机。该规范为通用规范；如需要与各具体的安装相匹配，采购商及

生产商可同意采用其它规范。这些规范并不包括用于起升、降低、或用起重

绳系统载送人员所用的设备。

1.1.3 本规范在第70-2一节中概述了六种不同的起重机工作等级，以作为确定各

应用所涉及之工作要求的指南。在许多情况下，并没有一个具体的起重机工

作等级的分类，而起重机的正确选型，也只是建立在与起重机生产商及其它

合格人员就工作要求和起重机细节进行的讨论。

1.1.4 工作条件对起重机的磨损部件的使用寿命影响较大，譬如车轮、齿轮、轴承、

钢索、电动设备，因此必须考虑指定起重机，以确保最长的使用寿命和最小

的维护需求。

1.1.5 在对桥式起重设备进行选型时，对现在或将来的操作进行的考虑非常重要，

因为这些操作将会增加载荷和工作要求，且所选择的设备应满足将来增加的

工作条件，从而降低过载的可能性和确定一个比计划更高的工作分类。

1.1.6 本规范的章节参考了其它应用规范、法规或标准的某些内容。若本规范中与

其它应用规范、法规或标准有任何差异，CMAA建议可采用本规范作为指

导性规范。在本文中提到的，主要是以下组织的出版物，即：

ABMA 美国轴承生产商协会

美国华盛顿特区华盛顿西北第12大街1200号300室

邮编：20036-2422

AGMA 美国齿轮生产商协会

美国佛吉尼亚州亚历山大市国王大街1500号201室

邮编：22314

2001-C95：渐开正齿及斜齿的基本额定因素和计算方法

AISC 美国钢结构协会

美国伊利诺斯州芝加哥市威克东1号3100室

邮编：60601-2001

ANSI 美国国家标准协会

美国纽约第42大街西11号

邮编：10036

ANSI/ASCE 7-95 建筑及其它结构的最小设计载荷

ANSI/ASME B30.2 – 1995 过载及龙门起重机（上运行桥、单梁

或多梁、上运行电动小吊车）

ASME 美国机械工程师协会

美国纽约三公园大街

邮编：10016-5990

ASTM 美国测试及材料协会

美国宾夕法尼亚州West Conshocken Barr Harbor Drive 100号

邮编：19428

AWS 美国焊接协会

美国佛罗里达州迈阿密市LeJeune路西北550号

邮箱：33126

D14.1-97 工业及工厂起重机焊接规范

CMAA 美国起重机生产商协会有限公司

美国北卡罗来纳州夏洛特市红橡木林荫道8720号201室

邮编：28217-3992

桥式起重机检验及维护核对表

起重机操作员手册

NEC/ 国家电气规范

NFPA 国家防火协会

美国马萨诸塞州昆士Batterymarch公园1号9101邮箱

邮编：02269-9101

1999 70-935B

NEMA 国家电气生产商协会

美国佛吉尼亚州罗斯林第17大街北1300号1847室

ICS1-1993：工业控制系统及电气要求

OSHA 美国劳动部

美国安全标准计划指挥部

美国华盛顿特区华盛顿完法大道西北200号

邮编：20210

29 CFR 第1910节：通过工业的职业安全与健康标准（1997年7月1日修订

版）

应力集中因素

R.E. Peterson/Yalter D. Pilkey

版权，1997

John Wiley & Sons有限公司

本规范同时使用了欧洲制造业联盟（FEM）的“起吊设备的设计规则”第I部分“重型

起重设备”（1987年10月第3版）中的数据。

1.2 建设设计考虑

1.2.1 安装于建筑物内的桥式起重机，其设计应满足以下各点的要求：

1.2.1.1 从地面到最低的上空障碍物之间的距离，必须满足这样的要求，即：吊钩起升距离、

从处于最高位置的吊钩鞍架或钩掌到起重机上的最高点之间的距离和距离最低上

空障碍物之间的间隙三者之和；

1.2.1.2 除此之外，从地面到最低上空障碍物之间的距离，必须满足这样的要求，即：起重

机上的最低点，应与所有机械有一定的距离；且在必要时，应在起重机下方设计导

轨或滑轨间隙；

1.2.1.3 在建筑高度确定后，按照以上因素，起重机滑道必须设计在滑道导轨的顶端，且低

于上空的最低障碍物，但应与起重机的高度与间隙之和相等；

1.2.1.4 在确定最低的上空障碍物时，必须予以考虑在建筑桁架上的最低点以下伸出的灯、

管及其它物体；

1.2.1.5 为了确保吊钩的极限位置，必须设计建筑角拉线；

1.2.1.6 进入驾驶室或桥通道的走道，秘须为固定的梯子、楼梯、或平台；台阶的间隙不得

超过12英寸（304.8毫米）。固家梯子的设计，应符合ANSI A14.3“固定梯子的

安全要求”。

1.3 间隙

1.3.1 在起重机的最高点与上空最低的障碍物之间的最小间隙，应至少为3英寸(76.2mm)。

对于要考虑桁架下垂因素的建筑物，必须增加相应的间隙；

1.3.2 在起重机端部与建筑物柱子、角拉条或其它障碍物之间的间隙，不得小于2英寸

(50.8mm)，且应使起重机处于滑道导轨的中心位置。管子、导管等的安装，不得减少该

间隙数值。

1.4 滑道

1.4.1 起重机滑道、滑道导轨及起重机止动装置，如无其它说明，必须由采购人员提供。由采

供人员提供的起重机止动装置，其设计应与要安装的具体起重机相适应；

1.4.2 滑道导轨必须保证直线度、平行度、水平度，且应保持在同一高度。距离、中心距及高

度，应在表1.4.2-1表中给定的公差限度范围以内。滑道导轨应为标准的导轨，或是其

它与所要安装的起重机的正确尺寸相同的商用轧制轨道，且应配有正确的导轨连接板和

锁紧紧固件。在连接处的导轨接缝，不得超过1/16英寸。建议不要使用浮动导轨；

1.4.3 起重机滑道的设计，应具有足够的强度和硬度，以防止发生横向或垂直折曲；

对于无VIF的轮子，基于10%的最大轮载荷，横向折曲不得超过L/400；对于无VIF的

轮子，基于最大轮子载荷垂，垂直载荷不得超过L/600。龙门及其它类型的特殊起重机

要求考虑额外的因素。

L1= 估计的滑道梁跨度

1.5 滑道导体

1.5.1 滑道导体应为硬型裸冷拉铜线、硬铜、铝或钢，绝缘导线、电缆卷筒或其它

适用的材料，以满足特定的应用需求；滑道导体应按照国家电气标准第610

条进行安装，并符合适用的规范要求；

1.5.2 接触导体应以这样一种方式进行保护，即：人员不会意外的碰触带电的载流

部分。软导体系统的设计和安装，应能使折曲、绳伺力及磨损效应最小化；

1.5.3 如无其它说明，滑道导体通常应由采购人员提供并安装；

1.5.4 导体应进行正确的支撑，并与滑道导轨进行水平及垂直对中；

1.5.5 导体应有足够的载流量，以便在以额定载荷进行作业时，向起重机、起重机

组传送要求的电流。导体定额应按照国家电气规范第610条的要求进行选

择。对于生产的具有所公布之载流量的导体系统，可使用间歇性定额。固定

载荷的载流量，譬如加热、照明及空调，应为总数的2.25倍，以便允许用

连续的固定载荷应用间歇性载流量定额；

1.5.6 标称的滑道导体供电系统的电压、实际的输入抽头电压及滑道导体电压降，

应使起重机电机电压公差满足第5.13（电压降）的要求。

表1.4.2-1

项目 图形

总公差

最大变化率

起重机跨度（L ）

L ≤50′ A =

3/16 (4.7625mm)″

L>50′≤100′A=1/4″(6.35mm)

L>100′ A=3/8″(9.525mm)

1/4″ IN 20′- 0″ 直度（B ）

B=3/8" (9.525mm) 1/4" IN 20′-0′

高度（C ）

C=3/8"(9.525mm) 1/4" IN 20′-0′

导轨到导轨的高度（D ）

L ≤50′ A=±3/16″(4.7625)

L>50′≤100′AD=±1/4 (6.35mm)

L>100′ A=±3/8″ (9.525mm)

1/4" IN 20′-0′

1.5.7 在咨询起重机时，应指定滑道导体系统的型号，且应确定是由应由采购人员

或起重机的生产商提供该系统。如滑道导体系统由采购人员提供，那么应注

明位置。

1.6 额定载重量

1.6.1 起重机桥的额定载重量由生产商规定。该额定载重量应标记在起重机桥的两

边，且从操作地面看时，该标记应清晰可见；

1.6.2 单个起重机单元应在其下底脚标注额定的容量，并在起重机机体部分注明载

重标签；

1.6.3 总起升载荷不得超过起重机桥的额定载重量。在单个起重机或吊钩上的载

荷，不得超过其额定的载重量；

1.6.4 在确定起重机额定载重量时，所有在吊钩下的附件，譬如：加载杆、磁铁、

夹抓等，将构成要处理之载荷的一部分。

1.7 设计应力

1.7.1 材料的种类，应按照应力与工作周期进行确定；

结构件应按照本规范中第70-3节的适用限制要求进行设计；机械部件应按

本规范的第70-4节进行设计。所有其它承载部件的设计，按照额定的起重

机载重量，材料的计算静应力，不得超过材料的最大平均强度的20%。

应力的限度提供了一定的强度余量，以允许材料的特性、生产或加工条件、

设计假设等存在一些差异。但是不管在何种情况下，用户施加到起重机上的

载荷不得超过额定载重量。

1.8 通则

1.8.1 所有在本规范中述及的仪器，均经精心加工而成。对于起重机部件的操作、

可达到性、可交互性及耐用性，均应在设计过程中给予适当的注意；

1.8.2 本规范包括OSHA 第1910.179 桥式及龙门起重机和ANSI/ACME B30.2

桥式及龙门起重机的安全标准的适用特征。

1.9 喷涂

1.9.1 在装运之前，必须对起重机进行清洁，然后进行保护性的涂布；

1.9.2 涂层含有数道底漆和面漆；在进行涂布时，应按照生产商的标准进行；但另

有规定时除外；

1.10 组装及装运前的准备

1.10.1 起重机应在生产商的工厂内按照生产商的标准进行组装。如可行，应将起重

机的小车置于所装配之起重机桥上，但并不要求缚住起重绳；

1.10.2 起重机的所有部件，均应给予明确的配合标记；

1.10.3 所有裸露的成品及电气设备，应在装运前给予一定的保护。如要求贮藏时，

应与生产商一道采取额外的保护措施，然后做出相应的贮藏安排。

1.11 测试

1.11.1 在生产商工厂内进行的测试，应按照生产商的测试程序进行；但另有说明时

除外；

1.11.2 材料的无损测试的测试文件，譬如：X光检测、超声波检测、磁粉检测等，

应当视为一项额外的工作；因此此类检测文件，仅在规定时方可准备。

1.12 图纸

1.1

2.1 通常应递交2份生产商的净空图进行审核，其中一份在审核完后交回起重机

生产商。同时，还应提供2套操作说明书及配件资料。通常并不要求提供详

细的图纸。

1.13 安装

1.13.1 起重机的安装（包括装配、现场布线、安装和启动），通常应首先获得生产

商、业主及指定人员的许可。现场装配及最终检验的监督事宜，应分别获得

生产商、业主及指定人员的同意。

1.14 润滑

1.14.1 起重机应配有所有必须的润滑配件。在将起重机投入运行之前，起重机的安

装应确保所有的轴承、齿轮等，已经按照起重机生产商的建议进行了相应的

润滑。

1.15 检验、维护及起重机操作

1.15.1 对于起重机的检验和维护，请参考ANSI/ASME B30.2 第2-2章及CMAA：

桥式起重机检验及维护一览表的相关适用部分的说明；

1.15.2 对于操作员的责任和培训事宜，请参考ANSI/ASME B30.2 第2-3章及

CMAA-起重机操作员手册的相应适用部分的说明。

10-2 起重机的分类

2.1 起重机的工作分类的确定，有助于按照本规范安装指定的、最经济的起重机；

起重机分类等级通常按照载荷谱进行确定，以尽可能的反映实际的工作条件；

载荷谱为一种平均的有效载荷，通常均匀地分布概率分度，且以指定的频率适用于相应的设备。选择尺寸大小适宜的起重机配件以执行既定的功能，通常由可变的载荷量及既定的载荷周期进行确定，这可以用平均的有效载荷因数进行表示，如下；

其中：W 指载荷值，以各起升载荷与额定载重量的比率进行表示。无起升载荷的操作与相关附件的重量必须包括在内。

P 指载荷概率，以各载荷值时的周期与总周期的比率进行表示。载荷概率的总值，即：P必须等于1.0。

K 指平均的有效载荷因数（仅用于确定起重机的工作等级）。

所有等级的起重机，通常受操作条件的影响较大。因此分类的目的，是为了确保起重机在正常的环境温度，即：0至104℉（-17.7~40℃）及正常的大气条件（无过度的尘度、湿度及腐蚀性烟气）下进行使用。

起重机可按照起重机受载最大的部件的工作条件分为载荷组。对于各零件彼此分开，并形成一个独立的结构单元的，若在工作条件已知的情况下，可将之分为不同的载荷组。

2.2 A类（备用或不常用的工作）

A类工作等级，包括用于安装的起重机，譬如：电站、公用设施、轮机室、电机室及变压站；在这些地方通常要求对设备进行精密操作，且保持较慢的速度，并在起升设备间保持较长的空转期。对于设备的初次安装和不经常进行的维护，可进行满载操作。

2.3 B类（轻载荷工作）

B类工作等级，包括用于保养车间、轻装配作业间、维修大楼、轻型仓储等的起重机。在这些地方通常要求的工作较轻，且速度较低。因此载荷可在空载与偶尔状况下的满载之间进行变化，速度为每小时2至5起升节，平均为每提升节10英尺。

2.4 C类（中等工作）

C类工作等级，包括用于机械车间、造纸车机械车间等的起重机。在这些地方的工作要求适当，起重机通常以额定载重量平均50%的载荷进行运作，每小时为5至10起升节，平均为每提升节15英尺，但不超过以额定载重量进行提升的50%。

2.5 D类（重型工作）

D类工作等级，包括用于重型机械车间、铸工、制造工厂、钢仓库、箱装箱堆场、木材厂等的起重机，以及用于标准工作抓斗和磁铁作业场所的起重机。在这些地方通常要求重型的工作。在该工作等级下，通常在工作期间会经常性地处理达额定载重量50%的载荷。此种工作等级应采用高速，通常为每小时10至20起升节，平均为每小时15英尺，但不超过以额定载重量进行提升的65%。

2.6 E类（工作等级）

E类工作等级，要求起重机在其整个使用期限内具备处理达额定载重量载荷的能力。其应用包括用于废料场、水泥场、木材厂、化肥厂、货柜搬运等方面的磁铁、抓斗、磁吊桶联合起重机，其运行速度为额定载重量下每小时20或20以上的提升节。

2.7 F类（持续繁重的工作）

F类的工作等级，要求起重机在其整个使用期限内，在恶劣的工作条件下，具备处理达额定载重量载荷的能力。这种应用，包括定向设计的、专门执行影响整个生产企业关键性工作任务的专业起重机。这些起重机，必须具备最高的可靠性，且应注意便于维护的特性。

2.8依照载荷等级及载荷循环划分的起重机工作级别

根据载荷等级及载荷循环对CMAA起重机工作级别的定义，详见以下2.8-1表所示。

表2.8-1

根据载荷等级及载荷循环对CMAA起重机工作级别的定义

载荷循环

载荷等级

N1N2N3N4K = 平均有效的载荷因数

L1 L2 L3 L4A

B

C

D

B

C

D

E

C

D

E

F

D

E

F

F

0.35~0.53

0.531~0.67

0.671~0.85

0.851~1.00 不定期的、偶

尔的使用，伴

随着长期的空

载荷期

不连续的定期

使用

持续操作的定

期使用

频繁及持续操

作的经常使用

载荷等级：

L1指起重机异外的起吊额定载荷，但通常情况下用于起吊非常起的载荷；

L2指起重机很少起吊额定载荷，但通常起吊的载荷仅为额定载荷的三分之一；

L3指起重机经常起吊额定载荷，但通常起吊的载荷仅为额定载荷的三分之一或三分之二；L4指起重机通常起吊的载荷接近于额定的载荷。

载荷循环：

N1指20,000 ~ 100,000 周期

N2指100,000 ~ 500,000 周期

N3指500,000 ~ 2,000,000 周期

N4指超过2,000,000的周期

70-3 结构设计

3.1 材料

3.1.1 所有使用的结构钢，应符合ASTM-A36的规范；或所使用的结构钢，应是使用该种钢的目的所接受的型号，或是所执行之操作的目的所接受的型号。只要部件与比较设计因数成正比，那么其它适用材料也可以使用。

3.2 焊接

3.2.1 所有的设计及程序，应符号当前版本的AWS D1

4.1“工业及工厂用起重机的焊接规范”。由负载组织第1类情况中第3.3.2.4.1及3.4.4.2一节所确定的焊接应力，不得超过第3.4.1一节或表3.4.7-1所反映的要求。在第3.3.2.4.2和3.3.2.4.3一节中述及的第2类及第3类载荷组合的允许焊接应力，应与第3.4.2和3.4.3一节成正比。

3.3 结构

3.3.1 通则

起重机梁应是焊接结构方形钢管、宽翼缘梁、标准I型梁、支撑梁，或由结构板及型材加工而成的梁。生产商应指定所需提供的类型及结构。在进行装运之前，要求生产商对弯曲度及下摆进行计量。

3.3.2 载荷

在使用过程中，起重机的结构应取决于重复载重。重复载重的变化，以及结构体系与截面形状的相互作用，对结构件及结构连接件造成不同的应力。在结构上的载荷，应分为不同的种类。所有对工程强度分析产生影响的载荷，将被视为基本载荷；这种基本载荷，称之为静载荷，通常一直存在，在各周期内发生作用；而惯性力通常在起重机、起重机部件及起重载荷的运动过程中产生。载荷效应，譬如操作风力载荷，斜向力、雪载荷、温度效应、对人行道、楼梯、平台及栏杆的载荷，可归结为附加载荷。这些载荷仅在作总强度分析及不稳定分析时方才考虑。其它载荷，譬如：碰撞、工作风力载荷之外的载荷、在载荷测试期间应用的测试载荷，均应视为特别的载荷，但碰撞及工作风力载荷之外的载荷，在本规范中并不包括。在设计规范中，也未考虑地震载荷。但是，在要求的情况下，业主或指定人员应指定起重机导轨标高上的加速度。在负载情况下的允许应力水平，应获得起重机生产商的许可。

3.3.2.1.1 基本载荷

3.3.2.1.1.1 静荷载

桥式结构的有效部件的、机械部件及固定设备的重量，均应由结构承载。

3.3.2.1.1.2 起重机小车载荷（TL）

指起重机小车的重量，以及安装到起重机小车上的设备的重量。

3.3.2.1.1.3 起升载荷（LL）

起升载荷由工作载荷及用于搬运及支持工作载荷的起升装置（譬如：载荷块、起升梁、抓斗、磁铁、抓手及其它辅助设备）的重量组成。

3.3.2.1.1.4 重直惯性力（VIF）

垂直惯性力包括由于起重机的运动或起重机的部件运动所造成的力，或由于起吊载荷的提升或降低而造成的力。对于空载荷（DLF）和起重载荷（HLF），可采用不同的因数；进而通过这种简单的方式可将这些附加的载荷包含在内。由于垂直且起作用的载荷的缘故，结构件的力或应力必定会增加。

3.3.2.1.1.

4.1 空载荷因数（DLF）

空载荷因数包括起重机、起重机小车及相关设备的空载荷，空载荷因数可通过以下公式求得，即：

DLF = 1.1≤1.05+行走速度（FPM）/2000 ≤ 1.2

3.3.2.1.1.

4.2 起重载荷因数（HLF）

起重载荷因数适用于在垂直方向上的相关载荷的运动，包括惯性力、由于起重载荷的突然提升引起的质量力以及引起其它影响的不确定因素。起重载荷因素为起升速度的0.5%（起升速度单位：英尺/分钟），但不得小于15%或大于50%。除非抓斗起重机和磁力起重机的相应数值为吊桶起重机或磁力起重机的额定载重量的50%。

HLF – 0.15 ≤ 0.005 X 起升速度（FPM）≤ 0.5

3.3.2.1.1.5 驱动形成的惯性力（IFD）

在起重机运行的加速或减速过程中产生的惯性，通常取决于驱动单元和每个循环周期中制动装置应用的驱动及制动扭矩。

由于加速或减速造成的侧向载荷，应为垂直载荷的一小部分，且应为加速或减速速率（英尺/平方秒）的7.8倍，但是不得小于垂直载荷的2.5%。该百分比数仅适用于活载荷和空载荷，但不包括端梁及端部连接件。在计算垂直力矩时，活载荷应位于同一位置。横向载荷应均等的分布于两条梁之间，而垂直轴的整个主梁截面上惯性的力矩，可用于确定横向力造成的应力。对于要分析的部件而言，若起重机的小车处于最差的状况时，也应计算在加速及减速过程中产生的惯性力。

3.3.2.1.2 附加载荷

3.3.2.1.2.1 操作风力载荷（WLO）

除非另有说明，否则由于风力对室外起重机造成的横向操作载荷，应为每平方英尺5磅（该面积指暴露于风力下的投影面积）。对起重机小车上的风力载荷，应均匀地分布于两条梁之间。若有多个面暴露于风力，譬如：桥式梁，那么在这些表面间的水平距离，应大于梁的深度；风压面积应达较大梁投影面积的1.6倍。对于单个表面，譬如驾驶室或机器的机箱，风压面积应为结构的背风面上负压投影面积的1.2倍（或由最新版本的ANSI A58.1所指定的形状系数）。

3.3.2.1.2.2 由于倾斜产生的力（SK）

当两个轮子（或两台转向车）沿一条导轨滚动时，导轨上的水平受力一致，但应考虑使结构发生倾斜的情况。用每个轮子（或转向车）上的垂直载荷乘以有效的斜向力便可得到水平受力。而有效的斜向力取决于跨度与轮距间的比率。

比率 =跨度/轮距

3.3.2.1.3 特殊载荷

3.3.2.1.3.1 贮存的风力载荷（WLS）

这是对起重机设计的在起重机不使用的情况下可以承受的最大风力。速度及测试压力与起重机在地面水平以上的高度、地理位置和暴露于当前风力下的程度成正比（见ANSI/ASCE 7-95）。

3.3.2.1.3.2 碰撞力（CF）

假定缓冲系统能够在其设计冲程范围内吸取能量，那么由于缓冲器停止对起重机结构造成的特殊载荷，可用0.4倍于起重机的额定速度进行计算。悬挂于起重设备上的载荷及无振荡的载荷，不需要考虑。若载荷不会摇摆时，那么应按相同的方式计算缓冲器效应，同时应考虑载荷的数值。具有移动质量的M1，M2的两台起重机的碰撞释放的运动能量，以及VT1和VT2的最大行走速度的40%数值，可由以下等式获得，即：

M1M2(.4V T1+.4V T2)2

E =

2(M1+M2)

缓冲器的力应按照缓冲器的特点和处于最差状况下的、具有小车的结构的运动自由度进行分布。

3.3.2.2 扭转力及运动

3.3.2.2.1 由于桥式电机的启动和停机：

由于桥式电机的启动和停机造成的扭矩，可作为满载荷扭矩乘以电机及横轴间的传动比的200%时的桥式电机的启动扭力。

3.3.2.2.2 由于垂直载荷

3.3.2.2.2.1 作用于梁的垂直中性轴上的扭力矩，可被视为是乘以力的中心线与梁的剪切中心之间的水平距离后的垂直力。

3.3.2.2.3 由于横向载荷

3.3.2.2.3.1 由于横向力作用于梁的水平中立轴而导致的扭力矩，可被视为是乘以力的中心线与梁的剪切中心之间的垂直距离后的水平力。

3.3.2.3 轮载荷的纵向分布

由于轮子载荷横向作用于导轨而在导轨、轨底、翼缘、焊接点，以及腹板中造成的局部应力，应按导轨及翼缘系统进行确定。倘若导轨直接支撑在如图3.3.2.3-1所示的翼缘上时，那么各单轮载荷，应在导轨的方向上均匀分布[长度：S=2（R+C）+2in.]。

其中：

H = R + C

S = 2H + 2in. = 2（R+C）+2in

R = 导轨的高度

C = 顶盖板的厚度

3.3.2.4 载荷组合

在以下设计案例中，应计算组合的应力，即：

3.3.2.

4.1 案例1：在基本载荷下作常规使用的起重机（应力等级1）

3.3.2.

4.2 案例2：在基本及附加载荷下作常规使用的起重机（应力等级2）

DL（DLFB）+

3.3.2.

4.3 案例3：特殊载荷（应力等级3）

3.3.2.

4.3.1 在非工作风力下作业的起重机

DL + TL + WLS

3.3.2.

4.3.2 发生碰撞的起重机

DL + TL + LL + CF

3.3.2.

4.3.3 测试载荷

CMAA建议测试载荷不应超过额定载荷的125%。

3.4 允许应力

3.4.1

3.4.2

3.4.3

* 不受弯折的影响。见“第3.4.6和3.4.8两节”。

3.4.4 组合应力

3.4.4.1 在注明有组合平面应力的地方，参考应力

可通过以下公式进行计算后获得，即：

3.4.4.2 对于焊缝，最大的组合应力可通过以下公式计算后获得，即：

3.4.5 折曲分析

为了证明对局部的折曲、腹板的横向和扭转折曲以及构成受压构件部件的矩形板的局部折曲的安全性，应按照公认的材料强度理论进行分析（见第3.4.8一节）。

3.4.6 受压构件

3.4.6.1 对折曲敏感的轴向承载受压部件横截面上的平均允许压应力，应在KLIr （任何部分上的

最大长细比）小于Cc 时通过计算获得，即：

其中：

3.4.6.2

对折曲敏感的轴向承载受压部件的横截面上，应在KUr 超过Cc 时进行计算，如下：

应力水平及应力案例

允许的压应力* 允许的拉应力 允许的剪切应力

允许的支承应力

3.4.6.3 受轴向压力及弯曲应力影响的构件，应满足以下要求，即：

当，那么使用以下公式，即：

其中：

K 指有效的长度因数；

L 指受压构件的无支撑长度；

r 指构件的回转半径；

E 指弹性模量

指屈服点

指计算的轴向应力

指在考虑点的计算受压弯曲应力

指仅存在轴向力时允许的轴向应力

指仅存在弯曲力矩时允许的压力弯曲应力

指由第3.4节获得的允许压应力

指

N 指1.1 (第1种情况)

N 指1.0（第2种情况）

N 指0.89（第3种情况）

Cmx 指：某个因数值，用于：

Cmy

1．对于架子中的受压构件，取决于共同平移（侧移）， Cm =0.65

2．对于防止发生共同平移而支撑的架子中的受限制受压构件，在弯曲平面中支撑件间的横向载荷对之没有影响。

但不应低小0.4

其中：M1/M2是所考虑之折弯平面中支撑构件的部分端部的最小力矩与较大力矩之间的比率。当构件逆向弯曲时，M1/M2为正值；若以单曲面进行弯曲时，则为负值。

3．为防止载荷平面中发生共同平移而支撑的架子中的受压构件，对支撑件之间的横向载荷敏感，因此Cm值可经由理性分析确定。但是，在代替这些分析时，可用以下数值，即：

a. 对于端部受限制的构件，Cm = 0.85

b. 对于端部不受限制的构件，Cm = 1.0

3.4.7 允许的应力范围 – 重复载荷

对于重复载荷敏感的构件及紧固件，其设计应保证最大的应力不会超过第3.4.1至3.4.6

部分所示的应力值，且应力范围（最大应力减去最小的应力）也不会超过表3.4.7-1所示

的各种类别所允许的值。最小的应力应为负值，这与最大应力刚好相反。在具有图3.4.7-2B

所示之草图的表3.4.7-2A中，对各种分类进行了详细说明。允许的应力范围基于说明和

草图所述的条件。有关特殊的箱形梁，见图3.4.7-3；有关特殊的小车导轨，见图3.4.7-4。

表3.4.7-1

允许的应力范围 – kips/平方英寸

接头类别

CMAA工作

等级 A B C D E F

A 63 49 35 28 22 15

B 50 39 28 22 18 14

C 37 29 21 16 13 12

D 31 24 17 13 11 11

E 24 18 13 10 8 9

F 24 16 10 7 5 8 应力范围值与材料的屈服应力无关。

表格3.4.7-2A

疲劳应力：拉伸（T）、反向(REV）或剪切（S）

一般条件情况接头

类型

范例应力

种类

一般

条件

情况接头

类型

范例应力

种类

普通材料表面经轧制或净化的基体金属。氧气切割边的ANSI（美国国

家标准协会）光洁度等于或小于1000。

A 1，2T或

REV

完整接头穿透焊槽里面或附近的基体金属和焊接金属，不要求过渡拼接，

若要求过渡则坡度不陡于1至2.5。两种情况均不拆除钢筋，根据无损检

验确定焊缝耐固性。

C 8，9，

10，11

T或

REV

无附件的基体金属和焊接金属，装配方式有板子、连续完整或

局部接头穿透槽焊以及连续角焊，与外加应力方向平行。

B 3，4，

5，7

T或

REV

焊槽

完整接头穿透焊槽里面或附近的基体金属和焊接金属，根据相似剖面或

厚度过渡拼接，打磨焊缝使坡度不陡于1至2.5，设置永久衬垫板条，与

应力方向平行，根据无损检验确定焊缝耐固性。衬垫板条必须连续，如

果拼接而成，必须使用满对接焊。沿着两边将衬垫板条连续焊接到母体

金属，但压缩应力区内可以使用间断焊缝。

B 19，20 T或

REV

梁腹或法兰的横向加强构件焊脚的计算弯曲应力。 C 6 T或

REV

附有槽焊的任意长度元件的基体金属，承受横向负载、纵向负载或二者

兼有。根据无损检验确定与应力横向的焊缝耐固性。打磨焊缝末端，元

件呈现过渡半径R。

装配件

部分长度焊接盖板末端的基体金属，末端为方形或锥形，接头上有焊缝或无焊缝。E 7 T或

REV

纵向载荷：

完整接头穿透焊槽的基体金属和焊接金属，由轧制和焊接截面拼接而成，打磨焊接时剖面相似，根据无损检验确定焊缝耐固性。B 8，9T或

REV

（a）R≥24英寸 B 13 T或

REV

完整连接穿透焊槽里面或附近的基体金属和焊接金属，根据宽度或厚度过渡拼接，打磨焊接使坡度不陡于1至2.5，根据无损检验确定焊缝耐固性。B 10，

11

T或

REV

（b）24英寸>R≥6英寸 C 13 T或

REV

焊槽

平行穿透横向槽焊的焊接金属，基于一个或多个焊接的焊缝有效厚度区。F 17 T或

REV

槽焊

连接

（c）6英寸>R≥2英寸 D 13 T或

REV

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