岸桥是集装箱船舶与码头前沿之间装卸集装箱的主要设备，其装卸能力和工作效率直接决定码头的作业生产率。随着集装箱运输船舶的大型化，特别是超巴拿马船型的发展，使得岸桥的金属结构尺寸显著增大，高度普遍达到80 m，小车运行轨道长度可达130 m。作为岸桥主体的金属结构，重量可达1 000 t，占岸桥总重的70%以上，近年来，随着钢铁价格的不断上涨，岸桥金属结构成本在整机成本中所占比例逐渐增加，因此，对其进行轻量化设计有很大的经济意义。

  课题首先在适当的简化和合理的假设下，用ANSYS的APDL语言建立了岸桥工作状态和非工作状态的有限元参数化模型，对岸桥进行了模态分析，提取了前10阶固有频率和振型图，并对结果进行了分析。

岸桥有限元模型	岸桥第一阶模态

  其次，研究了岸桥受到的各种载荷及施加方法，在岸桥上施加两个方向的载荷，讨论了如何恰当选取计算工况和变形观测点，对岸桥在各个工况下的应力强度和变形进行了分析，确认岸桥金属结构有进一步优化的空间。

岸桥应力云图	岸桥位移云图

  结合岸桥的特点，以岸桥金属结构部件的厚度为优化设计变量，提出了以强度、刚度和模态频率为约束条件，以金属结构单元的体积为目标函数的结构轻量化设计方法，利用ANSYS软件结构设计模块进行计算，在满足结构性能的前提下实现减重53.22吨，具有很大的经济意义。

  最后，考虑到岸桥的前后大梁是主要的受力部件，对前后大梁危险单元的应力时间历程用峰值计数法进行计数，利用绘制的简易S-N曲线计算各个应力下的疲劳循环数，结合Miner线性累计损伤理论，计算出前后大梁危险单元的疲劳寿命分别是45年和21年，考虑到施加的载荷是最危险的工况，所以计算结果偏保守。