偶然载荷是指在起重机正常工作时不经常发生而只是偶然出现的载荷，包括由工作状态的风、雪、冰、温度变化及偏斜运行引起的载荷。在防疲劳失效的计算中通常不考虑偶然载荷。
本文研习一下偶然载荷及其计算方法，包括偏斜运行时的水平侧向载荷Ps、坡道载荷、风载荷、雪和冰载荷、温度变化引起的载荷等5种。
起重机偏斜运行时的水平侧向载荷是指装有车轮的起重机或小车在作稳定状态的纵向运行或横向移动时，发生在它的导向装置（例如导向滚轮或车轮的轮缘）上由于导向的反作用引起的一种偶然出现的载荷。
∑P--最大轮压之和，即起重机承受侧向载荷一侧的端梁上与有效轴距有关的相应车轮经常出现的最大轮压之和。
λ--水平侧向载荷系数，与起重机跨度S和起重机基距B（或有效轴距a）的比值S/B（S/a）有关，按下图确定。
水平侧向载荷系数λ | 源自GB/T 3811-2008图D.2
在多车轮的起重机中，用起重机有效轴距a代替起重机的基距B进行水平侧向力的计算更为合理，此有效轴距确定原则参照GB/T 3811-2008第D.2条（P134~135）。
Ps是水平轮装置设计核算的理论依据！
起重机的坡道载荷是指位于斜坡（道、轨）上的起重机自重载荷及其额定起升载荷沿斜坡（道、轨）面的分力，
1） 流动式起重机：需要计算时，按路面或地面的实际情况考虑；
2） 轨道式起重机（含铁路起重机）：当轨道坡度不超过0.5%（即0.29°）时不考虑坡道载荷，否则按出现的实际坡度计算坡道载荷。
部分坡度要求
1、依据GB/T 10183.1-2018 《起重机 车轮及大车和小车轨道公差 第1部分：总则》表2起重机轨道顶部直线度公差要求，轨道式桥门式起重机的坡度不应大于1/1000（2级公差）或0.5/1000（1级公差，桥吊运行速度≥112m/min时）。小车坡度不应大于0.5/1000（2级或1级公差）。（等效推断，仅个人意见，目前暂未查到坡度通用明确要求）
2、船用门式起重机，起重机轨道宜采用焊接轨道,运行轨道的坡度不应大于1/1000。（GB/T 27997-2026）
3、集装箱正面吊运起重机地面坡度不大于3%。（GB/T 26474-2026）
4、轮胎式集装箱门式起重机行走通道地面坡度应不大于1%，局部坡度不大于3%。（GB/T 14783-2009）
按照要求，如果现场轨道安装符合标准要求，轨道式起重机是否没有必要考虑计算坡道载荷了？如果要求计算坡道载荷，说明现场规定安装不符合标准规定了，有点意思。
对于露天工作的起重机应考虑风载荷的作用。假定风载荷是沿起重机最不利的水平方向作用的静力载荷，计算风压值按不同类型起重机及其工作地区选取。
1）计算风压
P--计算风压，单位为牛每二次方米（N/m2）
Vs--计算风速，单位为米每秒（m/s）
计算风速为空旷地区离地10高度处的阵风风速，即3s时距的平均瞬时风速。
工作状态的阵风风速，其值取为10min时距平均风速的1.5倍。
非工作状态的阵风风速，其值取为10min时距平均风速的1.4倍。
计算风压p、3s时距的平均瞬时风速Vs、10 min时距平均风速Vp与风力等级的对应关系表 | 源自GB/T 3811-2008第137页表E.1
2）工作状态风载荷PWⅡ
工作状态风载荷是指起重机在工作时应能承受的最大风力。
工作状态风压沿起重机全高取为定值，不考虑高度变化。
为限制工作风速不超过极限值而采用风速测量装置时，通常将它安装在起重机的最高处。
工作状态计算风压分为pⅠ 和pⅡ 。工作状态计算风压和计算风速见下表，如果制造商采用不同于表列的风速和风压值，应在起重机设计和使用说明书中予以说明，实际应用中一般都是安装项目技术规格书要求。
工作状态计算风压和计算风速 | 源自GB/T 3811-2008表15
pⅠ是起重机工作状态正常的计算风压，用于选择电动机功率的阻力计算及发热验算。
pⅡ是起重机工作状态最大计算风压，用于计算机构零部件和金属结构强度、结构的刚性及稳定性，验算驱动装置的过载能力以及起重机整机的抗倾覆稳定性、抗风防滑安全性等。
3）作用在起重机上的工作状态风载荷计算
PWⅠ--作用在起重机上的工作状态正常风载荷，单位为牛顿（Ｎ）；
PWⅡ--作用在起重机上的工作状态最大风载荷，单位为牛顿（Ｎ）；
C--风力系数；
pⅠ、pⅡ--工作状态两种计算风压（N/m2）；
A--起重机构件垂直于风向的实体迎风面积，单位为平方米（ｍ2），它等于构件迎风面积的外形轮廓面积A0乘以结构迎风面充实率φ，A＝A０φ。
θ--风向与构件纵轴或构架表面的夹角（θ≤90°），单位为度。
起重机结构上总的风载荷为其各组成部分风载荷的总和。
说明
1、风力系数C，参照GB/T 3811-2008原文第4.2.2.3条，包括单根构件、单片平面桁架结构的风力系数，正方形格构式塔架的风力系数。
2、迎风面积A与挡风折减系数有关，比如双主梁门式起重机，主梁的迎风面积怎么算？参照GB/T 3811-2008原文第4.2.2.3.6条包括两片构件的挡风折减、狀片构件的挡风折减，间隔比等等。
4）作用在起重机吊运的物品上的风载荷
PWQⅠ--作用在吊运物品上的工作状态正常风载荷，单位为牛顿（Ｎ）；
PWQⅡ--作用在吊运物品上的工作状态最大风载荷，单位为牛顿（Ｎ）；
AＱ--吊运物品的最大迎风面积，单位为平方米（ｍ2）。如果起重机是吊运某些特定尺寸和形状的物品，则应根据该物品相应的尺寸和外形确定其迎风面积；当该面积不明确时，可参见GB/T 3811-2008附录E 的E.5估算物品的迎风面积。
对于某些地区，应当考虑雪和冰载荷。也应考虑由于冰、雪积结引起受风面积的增大。
一般情况不考虑温度载荷。
但在某些地区，如果起重机在安装时与使用时温度差异很大，或者跨度较大的超静定结构，如跨度达30m以上的双刚性支腿的门式起重机，则应当考虑因温度变化引起结构件膨胀或收缩受到约束所产生的载荷，其计算可根据用户提供的有关资料进行。
关于风载荷的计算，目前也有新制定（首发标准）的GB/T 45680-2025 《起重机 风载荷计算》，标准修改采用（MOD）国际标准ISO 4302:2016，2025-05-30发布，2025-12-01实施，适用于起重机工作状态和非工作状态风载荷的计算。
工作状态设计风速vs和设计风压p | 源自GB/T 45680-2025表2
工作状态风速应取起重机最高点的测量风速。
END
2025-05-30
2026-01-26
