本论文针对我国起重机行业发展现状及存在问题,结合拱形结构的受力特点,借鉴土木工程中的拱形桥梁,提出一种新型结构的起重机主梁—弧弦主梁,然后用ANSYS和MATLAB对改进后的主梁结构进行分析,验证设计是否合理。以保证在满足强度、刚度的前提下达到主梁用料最少,操作安全舒适的目的。对弧弦主梁进行了结构设计,建立了它的受力模型,同时建立了平直梁的受力模型。比较在跨度、额定载荷一定的条件下他们的最大应力,从理论上简要的分析对比,初步得出弧弦主梁受力性能得到改善的结论。接着在ANSYS中建立了弧弦主梁的有限元模型,对其进行了静力分析,获得小车满载位于主梁跨中位置时主梁应力分布情况、结构刚度以及重量,根据求解结果确定了拉杆的相关参数,进一步计算出了弧弦主梁的重量。用同样的方法对平直梁也进行了静力学分析,得出对应的结果参数。把两者进行对比,进一步验证了弧弦梁比平直梁优越的结论。分别用MATLAB优化工具箱以及遗传算法对弧弦主梁截面尺寸进行了优化,得出两组优化参数,按照获得的两组优化参数在ANSYS中分别建立弧弦主梁的有限元模型,对它们进行静力分析,对比分析它们应力分布、变形情况以及重量后可知用遗传算法优化获得的参数效果更佳,从而获得最优组合的主梁截面尺寸参数。并基于用遗传算法优化获得的参数建立的模型上进行了动力学分析,校验了优化后的弧弦主梁,使主梁在满足工程条件的情况下质量最小,节约了大量的材料。同时得出其某些相关参数可为合理的操作此起重机提供有益参考。研究的结果表明将正轨箱形双梁桥式起重机的主梁按照合理的参数改成弧弦主梁,不仅可以满足强度、刚度等条件,而且节约大量材料,同时操作安全舒适。