O型转子式三车翻车机采用三车双环整体平台形式，是目前世界上最大的翻车机。其中的主梁钢结构是翻车机的主要承载部件，在使用过程中它带动固定于其上的三节火车车厢进行翻转，将散料卸入下面的皮带输送系统并运至堆场。由于它不停地处于一种循环交替的使用过程中，载荷变化剧烈、设备受力复杂，因此三车翻车机主梁的安全可靠性是翻车机安全运行的重要保证，而疲劳开裂是主梁安全事故的常见原因，因此进行主梁疲劳强度分析及疲劳寿命预测是翻车机设计和安全性评价的重要课题，本文在对秦皇岛港煤码头四期工程翻车机主梁钢结构进行全面分析的基础上，对该设备疲劳开裂原因进行了较深入的疲劳分析研究，对国内同类型翻车机钢结构设计优化和实际运行维护具有一定的指导意义。具体工作如下： 一、针对实际的三车翻车机结构，建立了可以对主梁钢结构进行比较详尽分析的主梁静态应力场计算模型和计算方法； 二、对翻车机主梁实际运行过程中所承受的各种复杂受力进行了详尽的分析研究，获得了准确的结构模型边界条件，并对钢结构在翻卸不同车型工况下的应力和变形情况进行较为详尽的有限元分析； 三、利用计算机辅助采集系统和现场遥测技术对翻车机主梁结构各部位进行现场载荷谱的获取，为翻车机主梁疲劳寿命预测提供了重要疲劳性能数据； 四、在进行主梁疲劳分析研究的基础上，找出原设计失误和不足之处，并提出了翻车机主梁结构优化设计方案； 五、通过对复杂应力状态下影响主梁疲劳寿命各因素的分析，利用I-Deas计算软件对改造后主梁的寿命进行分析和预测；并在现场加固改造完成后对优化设计的效果进行了分析验证，同时提供了一些提高主梁寿命的有效设计方法。