桥式起重机作为一种大型物料搬运设备,应用范围十分广泛。随着国家在《关于加快推进生态文明建设的意见》中首次提出了绿色化的概念,对桥式起重机进行绿色化设计,减少对环境的污染具有重要意义。而在桥机金属结构中担任主要承载作用的主梁约占有整机质量的60%,因此对主梁结构进行绿色化、轻量化研究的前提条件是保障其安全性。所以探索一种有着较高效率并且可以保障结构安全性能的主梁轻量化设计方法显得尤为重要。论文的主要工作如下:(1)对桥式起重机主梁的金属结构进行分析,结合D-S理论的可靠度计算方法,建立基于D-S理论的桥式起重机主梁可靠度计算模型。针对于原先的D-S理论可靠度计算方法中所存在的缺点,提出了改进的方法。通过算例验证了在计算量相当的前提下改进之后的方法得到的结构精确度远高于改进前的可靠度结果。(2)对桥式起重机主梁的力学模型进行分析,建立可靠性约束下主梁轻量化的优化模型。对相同焦元分割数量下变量之间的分割比例进行分析,选定变量分割比例为16:8:4:4所对应的结构可靠度计算结果作为优化中可靠度评估的依据。在优化过程中采用多次计算结构失效事件对应信度值的方法,来加快淘汰不合格数据,从而减少整体的计算量。(3)采用C#语言编写“基于证据理论的桥式起重机结构可靠度计算及轻量化分析软件”。通过该软件可以实现对主梁结构的快速可靠性分析以及可靠性约束下的主梁截面的尺寸优化设计。通过工程实例验证表明:采用多次计算可靠度方法在优化过程中将整体的计算量减少50%左右,提高了优化的效率。通过对优化后得到的结果不同可靠度计算方法的对比,证明了可靠度约束下的截面尺寸优化结果相较于确定性优化的结果更加安全、更加能够达到充分优化的目的。