我国今年疫情中起到关键作用的“火神山”和“雷神山”两所医院的快速落地建成既体现了我国的凝聚力和综合国力,看到了我国快速装配式建筑的发展情况,早在几年前国家就大力推动装配式建筑的普及和发展,要将新建的建筑中装配式的比例增加,在实际的施工建设中限制装配建筑进步的是塔机起重性能不足和吊装精度差,从而影响了装配式建筑的发展。应运而生的预应力起重臂塔机还不足以满足快速装配的全部要求,本课题基于原预应力塔机结构进行改造升级,在保证安全的前提下使原有的预应力塔机在起升能力、控制变形量、控制成本和应对特殊工况等方面有较大提升。本文的主要研究内容如下:(1)提出了一种改进原有预应力起重臂塔机的结构和方法,在能够减小吊点处位移量增大吊载能力的同时,也能弥补原结构预应力起重臂塔机不能应对突然卸载工况的情况,为预应力起重臂塔机的优化设计提供了一种新的思路。(2)对三种塔机的基本原理进行分析,得出新的预应力起重臂塔机改进理论,并依据新总结理论对原结构进行改进,并重新计算确定新结构塔机的各种参数如起重力矩曲线等,并分析了改进结构的预应力起重臂塔机塔身的受力情况。(3)通过参数化建模对改进结构预应力起重臂塔机、原结构预应力塔机以及TC6018平头塔机三种塔机进行有限元分析,在考虑两种危险工况的情况下,按照三种塔机不同的力矩曲线中的载荷对三种不同的塔机模型进行静力分析,在确保安全的情况下对比分析了三种结构的塔机起重能力的大小和吊载处变形量大小。(4)将改进前后的两种结构在钢丝绳断裂等突然卸载的特殊工况下进行有限元分析并对比了危险截面承受的最大应力和变形量进而比较两种结构的预应力起重臂塔机的在应对突然卸载工况的能力大小。同时通过受力分析和有限元计算,总结出改进结构预应力拉杆的位置与吊点处位移变形量和最大应力的关系,对改进结构拉杆的位置进行了优化,得到了最优结果,使得改进后的预应力起重臂塔机能够更好地适应快速装配建筑。