随着我国经济的加速发展，高铁、风电、核电及石化等大型工程建设项目规模的不断增大，使得在其建设过程中对施工材料的运送高度、重量和运送范围的要求越来越高。桁架式吊臂履带起重机凭借其接地比压小、地形适应能力强、行驶灵活、起重能力强等优点得到越来越广泛的应用。臂架是影响履带起重机起重性能的重要部件。为了提高起重机的起升高度、幅度及起重量等技术指标，增长臂架是最直接有效的方法，随之产生了臂长超过90m的超长主臂。臂架长度增加的同时，其整体刚度随之减小，导致臂架在工作时变形加大，极易发生失稳。为减小臂架变形、改善臂架受力，产生了腰绳装置、超起装置等提高履带起重机起重性能的装置。根据性能要求及技术参数对带超起、腰绳的超长臂履带起重机进行了总体设计。对比履带起重机的两种常用变幅形式，确定了其变幅形式；针对起臂工况和基本臂最大吊重工况对上车三铰点位置进行了优化设计；根据起重机设计规范方法校核其整机倾覆稳定性。依据起重性能要求，首先运用传统手工设计计算方法，对起重机的主臂、超起工况、固定副臂工况和塔式副臂工况进行了基于整体稳定性的结构设计，并对其进行刚度、稳定性校核。在此基础上应用ANSYS有限元分析软件建立各个臂架组合工况的梁杆与板壳混合单元有限元模型，分析其强度和稳定性。根据计算分析结果，修改不合理的手工设计尺寸，使结构进一步优化，以满足强度、稳定性要求。建立了非超起工况臂架起臂时的力学模型，研究了腰绳安装位置确定的情况下，腰绳长度对臂架变形的影响，为腰绳的设计计算提供了一种实用的方法，并与ANSYS有限元分析结果进行比较，为腰绳设计时手工计算提供了借鉴。