享有“巨人之臂”的起重机对我国国民经济的发展起着及其重要的作用。桥式起重机具有方便操作、易维修、空间利用率高等一系列长处,在各大工程项目中得到了广泛使用。近些年,起重机重大突发事件的频繁发生,愈发引起工程界对其安全性和可靠性的高度重视。桥机主梁约占整机金属结构自重的70%,是桥机主要承载部件之一,其可靠性对整机的安全性有着至关重要的作用。为有效的减少安全事故的发生,因此研究桥机主梁结构的可靠性方法具有重要的现实意义。由于起重机的构造繁杂、成本偏昂贵,这造成了收集质量优良的可靠性数据比较棘手,因此,本文基于试验数据有限的凸模型理论,确定了影响主梁结构可靠性的不确定性参数,根据结构失效准则确定主梁结构的极限状态函数,最终建立了桥式起重机主梁结构的非概率可靠性分析方法,考虑了载荷、材料特性等随机变量对桥机主梁结构强度和刚度的影响。鉴于目前已有相关学者基于区间模型和椭球模型对桥机主梁结构进行该方面的研究,为进行对比分析,因此,本文主要基于平行六面体模型这一凸方法构建不确定域,用标准空间中坐标原点到失效面的最短距离来度量桥机主梁结构的可靠性,并与椭球模型进行对比,分析结果表明:与其他凸模型相比,基于平行六面体模型的桥机主梁的非概率可靠性分析更为合理,针对所研究的目标起重机主梁可靠性指标大于1,能够满足使用要求,为起重机在结构设计及建造过程中确保其安全可靠性提供了一种新思路,这也是本文研究的意义所在。此外,还就不同起重量作用下结构可靠性随起重量的变化、相关系数对结构可靠性的影响等问题进行了拓展性探讨,因此本文方法具有鲜明的理论意义和一定的工程价值。