1概况
虎门大桥位于广州东南约42km的珠江出海口附近，是广深珠高速公路网的重要组成部分，为连接深圳、珠海两个经济特区，沟通港澳及珠江三角洲地区的重要交通枢纽。虎门大桥坐落于百年前的鸦片战争古战场遗址，其建成具有经济、政治的深远意义。
虎门大桥工程包括主航道桥、辅航道桥及东、中、西引桥，全长3636m。其中主航道桥为跨径888m钢箱梁悬索桥（图1），辅航道桥主桥为跨径270m的预应力连续刚构桥。
图1 广东虎门大桥全景
大桥东起东莞虎门镇的威远山，西至番禺南沙镇的南北台，桥位处河道顺直。江面宽约3.3km，上横档岛、下横档岛将江面分成两个自然水道，东侧“虎门水道”为主航道，西侧“蒲州水道”为辅航道。主航道水深约30m，辅航道水深一般为6~10m，深槽15m。主航道江底除岩石暗礁外，沉积有砂岩、卵石，主航道桥东塔以东基岩为粉砂岩和石英砂岩，以西为中细粒黑云母花岗岩。桥位区域属热带海洋性气候，年平均气温为22.2℃，年平均降雨量为1669mm，夏季受台风影响。
该桥为双向6车道高速公路特大桥，设计行车速度120km/h。桥位处20m高百年一遇10分钟平均最大风速值50.2m/s，桥面设计风速61m/s。地震烈度6度按七度设防。主航道桥桥下净高300m×60m， 通航50000t级海轮；辅航道通航净空160m×40m，船舶撞击荷载：顺水流方向30000KN，横水流方向15000KN。
2 主航道桥
为保证虎门黄金水道的良好通航条件，在施工及运营期间不影响通航, 采取了一跨过江的悬索桥方案，索塔及锚碇位于岸上或浅水区，避免了深水大基础、减小了基础施工难度，缩短了工期、降低了工程造价。
1）主桥结构
主航道桥为主径888m的单跨双铰加劲钢箱梁悬索桥，跨径布置为302m+888m+302m，两边孔为不对称的直背索（图2）。
图2 桥型布置图
(1) 索塔
东西索塔基础因地质情况不同，设计成两种不同的型式。东索塔基础位于岩性较差的断层影响带附近，采用分离式群桩基础，每塔柱下为16根直径2.0m的钻孔灌注桩，桩长33m；西索塔基础位于微弱风化花岗岩上，上游为平面尺寸12m×16m的扩大基础，下游为12根直径2.0m的钻孔灌注桩
塔身为门式框架结构，由两塔柱和三道横系梁组成，塔高（自承台顶面起）147.55m（自桥面起算为89.66m）。塔柱为钢筋混凝土空心薄壁结构，塔柱顶平面尺寸5.6m×5.6m，底平面尺寸为5.6m×8.5m。塔柱壁厚以上、中、下横梁为界分别为0.6、0.75、0.85m，并于横梁处局部加厚。横梁为预应力混凝土空心薄壁结构，预应力束布置在腹板内锚于塔壁柱外侧（图3、4）。
(2) 锚碇
东、西锚碇均为重力式。
东锚碇外岩体为破碎的为泥质粉砂岩，采用明挖扩大基础，开挖深度最大达52.8m，采取了砂浆锚杆、预应力锚索并结合挂网喷浆方法进行支护。
图3 索塔
图4 索塔塔柱施工
西锚碇位于与上横档岛连成一体的人工砂岛上，弱风化花岗岩，岩面起伏不平，采用地下连续墙方法施工的圆形扩大基础。地下连续墙为圆形结构直径61m，墙厚80cm，平均深度14m，嵌入弱风化岩不少于1.0m，连续墙内部为C20混凝土填芯。锚体后部悬出地下连续墙部分，在其墙外侧的上、下游各设置一角状支承承台，其下设三根直径1.2m的钻孔灌注桩，形成组合基础形式。连续墙内混凝土分层灌注，（层厚1.2m～1.5m）， 每层分八块，层、块接缝错开（图5）。
图5 西锚碇地连墙施工
表1 锚碇总体设计参数
东锚碇共浇筑混凝土4.4万方，设计控制主缆拉力为2×172 600kN；西锚碇共浇筑混凝土7.5万方，设计控制主缆拉力为2×174 400kN。锚固系统采用型钢支架锚固系统，主缆拉力由锚碇钢框架传递到混凝土锚体，锚碇钢框架由锚杆、锚梁及锚杆支架组成。
图6 锚碇钢框架施工
(3)主缆和吊索
主缆采用预制平行索股制作、架设，每根主缆由110束索股组成，每束有127根直径5.2mm的平行镀锌高强钢丝，索股平均长度为1643m，预制索股两端采用锌、铜合金灌注的热铸锚。
图7 索股架设
图8 紧缆
主缆主跨垂度84.571m，垂跨比为1/10.5，主缆直径687.2mm，孔隙率20%。索股平均长度为1634m，全桥共用镀锌高强钢丝7638t，80％的索股在现场制作，然后直接牵引上桥架设。主缆在用紧缆机挤压成形并有高碳扁钢双箍扎紧主缆，完成索夹安装、悬挂吊索、架设主梁及桥面铺装后进行主缆缠丝。主缆缠绕钢丝为镀锌软质低碳钢丝。主缆索股以前锚方式直接与型钢拉杆锚固，用钢垫板微调长度。
吊索为平行竖直布置，吊点标准间距为12.0m。每个吊点由四根直径52mm的优质金属芯镀锌圆股钢丝绳组成，吊索两端为锌、铜合金热铸锚。吊索与主缆的连接采用骑跨式，吊索通过主缆上的索夹槽口骑越主缆，通过钢加劲梁风嘴锚于箱内。
图9 主缆紧缆完成
图10 索夹、吊索安装完成
(4)主索鞍、散索鞍、索夹
主索鞍、散索鞍采用铸焊组合结构，由主（散）索鞍本体、上、下支承板、安装板（底座）、隔板、拉杆等部件组成。索鞍本体由鞍槽（钢铸件）及鞍座（焊接件）组成，减轻吊装重量，顺桥向分成两个半块，安装就位后用螺栓连接成整体。
索夹为马鞍形铸钢件，每个索夹由左右两个半块组成，安装时以高强螺栓将其联成整体，紧固于主缆之上。全桥索夹分为紧靠索鞍的封闭索夹、边跨主缆索夹及中跨索夹分成（4类）6种类型，以适应主缆与吊索之间不同的夹角。
(5)加劲钢箱梁、支座
加劲梁采用扁平闭口流线型钢箱梁截面（图11），箱梁全宽（包括风嘴）为35.6m，桥中心处梁高3.012m，桥面设2%双向横坡。桥面板厚12mm，底板与斜腹板的厚度为10mm。钢箱梁每4m设一道横隔板。钢箱梁共39个节段，标准段重约300t，工厂分段制造，工地吊装焊接。钢箱梁采用卷扬机、液压千斤顶提升式跨缆吊机吊装（图12），节段之间采用全断面焊接连接。
梁端设置滚动式竖向支座及横向抗风支座，以分别承受梁端竖向反力和水平反力。伸缩缝顺桥向的纵向伸缩量达1500mm。
图11 加劲钢箱梁
图12 钢箱梁吊装
2） 主要技术特点和创新点
虎门大桥是中国桥梁发展的标志性工程之一，设计布局、结构造型、计算程序开发等为我国修建大跨径桥梁积累了丰富经验。同时，屹立在威远炮台旁的虎门大桥在香港回归前夜建成通车，为中华民族献上了一份厚礼，具有重要的历史和社会意义。该工程的主要新技术与创新点为：
⑴大桥工程所处的建设环境和条件极为复杂，设计者选定了技术先进、经济合理、与景观协调、对文物影响最小，又能反映我国改革开放新面貌的设计布局和结构造型；
⑵通过大尺度的气弹性模型风洞试验，对施工与成桥后的抗风性能进行了分析，验证了设计参数，提出了箱梁拼装过程中安全渡台风的技术措施，保证了大桥的抗风稳定性；
⑶在国内率先设计采用气动性能优越的扁平流线型钢箱梁及箱梁节段间全焊连接的结构形式，并解决了在箱梁吊装情况下焊缝间隙调整工艺和焊接技术；
⑷首次在国内成功地设计、制作、架设了每股127丝的大型预制索股及大型铸焊组合型主、散索鞍；
⑸首次在我国桥梁基础中采用地下连续墙施工技术，解决了锚碇基础岩面严重不平的技术难题；
⑹开发了一套结构分析程序，通过试验研究和工程实践，建立了系统而完整的悬索桥上部构造施工监测与控制技术；
⑺研制出高水平的悬索桥，大型钢箱梁吊装的液压千斤顶提升式跨缆吊机和紧缆机等施工专用设备。
虎门大桥曾先后荣获全国第九届优秀工程设计金奖、国家科技进步二等奖，交通部优秀设计一等奖、交通部公路工程优质工程一等奖、交通部科技进步特等奖、第二届詹天佑土木工程大奖。
3） 相关资料
建设单位：广深珠高速公路虎门大桥有限公司
设计单位：中交公路规划设计院有限公司（原交通部公路规划设计院）
施工单位：广东省长大公路工程有限公司
混凝土用量：848 272.5m3
钢材用量：111 087.9t
造 价：29.4亿元
建成日期：1997年6月9日
