随着国家大力发展高等级铁路公路交通，工程施工的机械化水平越来越高，配套设备的需求也越来越迫切。在竖井施工中，隧道竖井凿井机是快速安全施工的必不可少的设备。本文主要对其中的井架部分进行了研究。研究内容共分为五部分。第一，通过查阅资料确定隧道竖井凿井机的工艺流程和施工方法，结合施工过程建立相应的四种主要工况。根据现有规范中的信息，运用三维软件建立适用于本次论文参数的井架整体模型。分析对比各种适合用于建立桁架结构的型材，选择抗弯能力最强的型材。第二，简化井架模型，导入分析软件进行静力学分析，分别对正常工作情况下的四种工况进行分析，得出相应的形变和等效应力分布，井架的设计满足静强度的要求。第三，根据线性屈曲理论借助分析软件对井架进行稳定性分析，通过施加不同的竖向载荷，可以得出井架的临界载荷和安全因子。由于在实际工程中，井架会受到水平方向的载荷，因此，加入初始缺陷对井架进行非线性屈曲分析，分析结果表明井架的工作载荷没有超过临界载荷。第四，以振动理论为基础，对井架进行6阶模态分析，经分析得出，弯曲和扭转是主要变形形式，弯曲和扭转加剧了主要受力构件在工作中的不稳定性，天轮平台容易出现在水平方向的左右摆动。第五，由于本次论文涉及的井架用于地震多发地带，所以加入特殊工况地震谱分析，经过软件分析，在烈度为8度地震时，杆件变形和等效应力均大于静力分析的结果，需要采取相应的防护措施。