伴随我国交通设施项目增多,满足特殊交通需求的大跨度悬索桥工程数量也相应增长。为了满足铁路悬索桥的跨越能力、公路铁路桥梁共用节约资源、更多车道通行等方面需要,悬索桥的节段梁越来越重,这样对悬索桥主梁施工的专用设备缆载吊机的吨位需求越来越大,从单台五百吨左右的提升能力上升到单台千吨左右。此外,因安装条件限制或吊装工况需求,常常需要研发双向行走的缆载吊机。缆载吊机是依托悬索桥主缆行走与吊装的专用机械设备,其结构系统设计的合理性、钢结构系统承载能力、现场施工作业有效性是桥梁顺利、安全建成的前提与保障。因此研制一种可靠性高的超大吨位、具有缆上双向行走能力、自动化程度高的新型缆载吊机具有重要的现实意义和实用价值。本论文以杨泗港长江大桥的建造施工为背景,运用钢结构设计理论和有限元分析技术,以Solidworks三维设计软件、ANSYS有限元软件为手段,在研究经典缆载吊机结构、借鉴起重机设计方法的基础上,研制出了超大吨位双向行走缆载吊机,可有效适用于解决杨泗港长江大桥及相近工程的加劲梁施工吊装的技术难题。本文的研究内容及成果包含如下几个方面:(1)以杨泗港长江大桥主梁加劲梁总体施工方案为工程背景,在对国内现有不同类型的缆载吊机主要设计方案总结基础上,成功地完成了超大吨位加劲梁吊装的双向行走缆载吊机整体设计方案和确定了设备性能技术参数,最后完成了新型缆载吊机各系统结构布局设计,新型吊机命名为OVM-LZDJ13000型缆载吊机。(2)运用三维机械设计软件Solidworks绘制了OVM-LZDJ13000型缆载吊机的样机虚拟模型,并结合吊机现场吊梁施工过程工况分析、ANSYS有限元理论、可靠度理论和接触理论分别对钢桁架进行最不利工况静力分析、空间整体可靠度分析以及行走机构多工况分析、行走机构与主缆接触应力分析。(3)运用ANSYS Workbench对缆载吊机结构进行模态分析,提取固有频率和模态振型图,结合结构动刚度分布情况和所关心竖向固有频率为实际加劲梁吊装施工、瞬态动力分析时间步长设置和吊机操作人员保护提供重要参考和建议。(4)运用ANSYS Workbench对缆载吊机结构对垂直起吊加劲梁过程进行瞬态动力学分析,用MATLAB绘制钢桁架不同结构模块应力时间响应曲线图以及整机结构应力、位移、加速度时间响应曲线图,并重点讨论不同外激励作用时间对结构动载系数的影响以及动态响应稳态值与静态计算值对比研究。