上层建筑吊装是一项综合性的工程，涉及到很多方面，各个方面之间相互联系，紧密配合。综合考虑各方面的因素，对上层建筑结构的力学问题展开研究，系统性地设计上层建筑吊装工艺是保证吊装安全有效进行的关键。本文考虑了影响上层建筑吊装工艺的各个因素，设计出一套合理可行的吊装方案；采用ABAQUS有限元软件开展了可用于上层建筑吊装的吊耳结构接触强度与极限强度分析，得出了吊耳在使用过程中的强度储备；采用MSC有限元软件开展了上层建筑结构本身在吊装全过程中的强度校核，对目前使用的安全系数合理性进行了评估；根据上层建筑结构不同的特点，结合10.5万吨油轮上层建筑吊装方案设计实例，详细阐述了上层建筑吊装方案设计及实施的全部流程，为其它上层建筑吊装时的吊装方案设计提供了参考与指导。主要结论如下：(1)与本文中的吊耳结构相匹配的插销结构，其理想半径为吊耳结构半径的95%。(2)基于不同类型吊耳接触强度研究成果，提出了不同的接触力简化方法，与原接触算法相比，计算时间短、精度较高，可供工程实用参考。(3)吊耳结构的极限载荷是设计载荷的4倍以上，实际吊装作业中，按照设计工作荷载使用吊耳结构是安全可靠的。(4)设计状态与极限状态下，A型吊耳的应力质量比均最大，结构的利用率最高，承载能力最大。(5)上层建筑吊装过程中选用的安全系数为1.1或1.2，在起吊加速时间长，吊装速度小的情况下有一定的准确性，但在起吊加速时间短，吊装速度大的情况下，安全系数偏低。若船厂龙门吊起吊能力允许，采用龙门吊进行吊装，结构更为安全。(6)得到一个完整而详细的上层建筑吊装方案设计与实施的流程，并给出具体实例，为其他上层建筑吊装时的吊装方案设计提供参考与指导。