随着我国经济持续高速发展，公路桥梁承担着越来越繁重的重载货运任务，很多桥梁未达到设计使用年限就产生不同程度的老化或者损坏情况，急需修补或拆除重建。而传统的桥梁施工方法工期长，效率低，对交通运输和周围环境产生严重影响，因此在现代桥梁改造中提出了整体置换的施工方法。提梁机是桥梁整体置换的重要工具，研究其结构设计和控制精度问题对桥梁改造工程具有重要意义。本文以北京西关环岛桥梁改造工程为背景，工程中需要将大吨位旧桥从驼桥车上整体落至地面。由于施工场地在高速公路旁的狭长区域，需要置换的旧桥形状不规则，若使用大吨位提梁机将受空间限制，并且工作不灵活，因此设计了400t分体式提梁机，通过分体式结构设计和灵活控制方法，满足了提梁机的起重量和位置控制的要求。首先，论文阐述了快速桥梁施工工法在西关环岛工程的应用以及对施工设备的要求。对传统的提梁机的结构做了创新设计，将提梁机的双导梁结构设计为可以拆分并能单独提梁的分体式结构；对液压缸独立转向机构重新设计，通过调整油缸座安装位置，增大了转向角度，使提梁机具有多种的转向模式；同时设计了跨度可变的横梁结构，增加了起重量，并通过力学计算和有限元分析，对其强度校核，以满足使用需求。其次，针对提梁机驱动部分与其他部分采用两套液压系统问题，提出使用开式液压驱动系统的方法，将驱动系统与其他系统合并为一套系统，降低了初期投入。分析了驱动系统、转向系统、悬挂系统及卷扬系统的控制方法。针对两台提梁机协同作业问题，提出了CAN总线的控制方法，增加了提梁机的实用性和可靠性。最后，建立了提梁机的液压驱动系统的数学模型和AMEsim仿真模型，并通过仿真对驱动系统的爬坡启动性能、轻载平地启动性能、微动性能等进行研究，仿真研究结果对实际操作具有很大的借鉴作用。通过对提梁机启动时系统压力的检测和行驶速度的测量实验，表明提梁机达到了设计使用要求并证明仿真结果正确。