本论文针对全液压螺杆桩钻机的钻塔结构开展研究。通过查阅国内外相关文献,掌握了相关领域发展动态。对钻塔的关键部位进行设计,对钻塔的刚度、强度、稳定性进行计算校核。建立了钻机钻塔的静力学模型,通过有限元仿真进行验证,分析了钻塔在典型工况的受力状态下的力学特性。推导了钻塔重量优化设计的数学模型,结合仿真分析中应力分布的数据,对钻塔结构的轻量化进行分析。论文主要研究内容如下:(1)概述国内外螺杆桩机钻塔的研究现状,以及钻塔优化设计的研究现状。分析全液压螺杆桩钻机和钻塔的结构特点以及现有桩机钻塔的不同结构方案的优缺点,得出适合本课题中全液压螺杆桩钻机的结构方案。结合全液压螺杆桩钻机钻塔的工作特点和螺杆桩施工的工艺,分析了螺杆桩钻机钻塔在施工过程中的受力情况,得出钻塔的在典型工况下的受力状态。(2)设计钻塔的主体横截面、连接法兰定位销、连接螺栓组等关键部位。对钻塔的起塔力进行计算分析并确定起塔油缸的选用规格。对钻塔的刚度、强度、稳定性进行计算校核,结果证明钻塔符合设计要求。(3)构建了全液压螺杆桩钻机钻塔主体部分的结构模型,通过有限元仿真进行验证,分单纯受压和同时受扭受压两种典型工况,分析了钻塔在两种工况的受力状态下的力学特性,得出螺杆桩钻机钻塔的应力和变形情况。结果证明钻塔结构存在薄弱点需要加强,并且存在多余部分,可以在钻塔的结构上进一步进行优化。(3)推导钻塔重量优化设计的数学模型,制定出钻塔拓扑优化的步骤,结合仿真分析中应力分布的数据,对钻塔结构的轻量化进行分析,获得优化结果,并提出钻塔的改善措施,为螺杆桩钻机钻塔的设计和应用方面提供一定的参考。