Делаю это в конструкторе доквиджета так:
toolBar = new QToolBar(this, tr("Установки") );
toolBar = new QToolBar(this, tr("Установки") );
QMainWindow *pChildMain = new QMainWindow(this);
QToolBar *pToolBar = new QToolBar(pChildMain);
pChildMain->setWindowFlags(Qt::Widget);
pChildMain->addToolBar(pToolBar);
setWidget(pChildMain);
Код сделал на коленке, потому не обессуть если не сразу заработает!