本发明公开了一种超大吨位空间桁架提升加固结构及其施工方法，加固结构包含外部的环式桁架、连接于环式桁架内部的主桁架、连接于环式桁架和主桁架之间的联梁、连接于主桁架和环式桁架连接处的桁架柱以及分别设置于主桁架和环式桁架上的提升架。本发明通过将空间桁架中分区，利于分单元拼装，保证安装时间还可保证安装精度；通过试提升和分次提升，利于提升时的同步控制，保证就位安装的精度；通过预起拱补偿以及过程中监测变形控制，可有效的保证提升过程中的受力均匀性和安装精度，其中对于环式桁架和主桁架的分别控制利于针对性监测；提升过程中的底部临固支撑、嵌补和斜撑补强等措施，可进一步保证空间桁架的整体性。