1.概况
深圳湾公路大桥是深港西部通道的主要工程，起于深圳蛇口东角头一线口岸区，终于香港鳌磡石，主线桥梁全长约5300m（图1），深、港两地按照“以粤港分界线为界，各自投资，共同建设，各自拥有，各自管理”的原则分别修建各自界内的大桥。深港双方设计单位各自根据己方规范完成己方详细设计，然后将完成的设计交与对方用对方的设计规范来作独立设计复核，并根据复核要求改善设计，使设计能同时满足双方的设计规范。
香港侧桥长约3500m，包括总长为459m的通航孔桥及总长约3040m的非通航孔桥；深圳侧负责建设的内容包括：总长为345m的通航孔桥、总长903m的非通航孔桥及深圳侧桥头的换道立交。
图1 深圳湾大桥建成效果
大桥按双向六车道高速公路标准建设，设计行车速度100km/h；桥面净宽33.1m（不含索塔构造宽度）；设计荷载为汽车-超20级，验算荷载为挂-120；并满足香港规范《Structures Design Manual for Highways and Railways》规定的荷载要求；大桥设计寿命为120年。
大桥设南北两个通航孔，南通航孔位于香港界内，通航净空尺度要求为149m×32m，北通航孔位于深圳界内，通航净空尺度要求为115m×15m；设计最高通航水位采用二十年一遇最高潮位为2.62m。设计最低通航水位采用保证率为95%的最低潮位-1.56m。
桥位区多年平均气温22.4℃；120年一遇10m高处10min平均风速为42.8m/s。
两岸宽约6km，南北浅滩水深1～2m，中槽水深5～7m， 海流主要受不正规半日潮作用，涨潮最大流速约0.35m/s，落潮最大流速约0.28m/s，年平均波高为0.3m，各月的平均波高变化不大，实测最大波高1.92m。
桥区地质构造稳定，基岩为花岗岩，埋深在40～60m，小断裂分布广泛。
由于深圳湾为浅海湾，水体交换能力差，同时桥位两岸分别有福田红树林保护区及香港米埔自然保护区，香港特区对项目建设的环保要求很高，因此大桥建设过程中需充分考虑环保要求。同时大桥连接深港两地，具有重要的政治、经济意义，两地希望将大桥建设成为一座地标性建设，建设方案需重视景观设计。
2 桥梁结构
（1）深圳侧通航孔桥
1）桥型布置
图2 深圳侧通航孔桥桥型布置
跨径布置为：180m+90m+75m=345m，采用倾斜式独塔单索面钢箱梁斜拉桥，塔、墩梁固结体系(图2 )。
2)索塔基础
采用19根Φ2.2m的钻孔灌注桩，嵌入微风化花岗岩2m以上，平均桩长43m；承台呈圆形布置，直径25.6m，厚度5m，采用复合钢板桩围堰抽水后施工承台(图3)。
图3 索塔基础
3）索塔
采用倾斜独柱式索塔形式，为钢筋混凝土箱形结构，塔柱底面高程为3.000m，索塔总高度为139.053m。塔身中心斜率为1：5.6713，塔柱采用横向对称空心薄壁截面，中上塔柱为单箱单室，其外轮廓尺寸由塔顶的6m（顺桥向）×4m（横桥向）渐变至中塔柱底面的11m×6m，塔壁厚度也由上塔柱的1.2m（顺桥向最薄处）、0.7m（横桥向最薄处）变至中塔柱的1.0m、0.9m；下塔柱为单箱四室结构，采用渐变式断面，其外轮廓尺寸由顶面的11.823m（顺桥向）×9m（横桥向），变化至底部的15.624m×12.8m，壁厚统一为1m（外壁）和0.8m（内隔仓壁）。为了适应索塔复杂的受力情况，在下塔柱顶面、底面及中塔柱底面、固结区等位置设置实心段，中塔柱下端壁厚加厚(图4)。
在顺桥向塔壁两侧设置了宽1m、深0.2m的装饰槽，在塔柱深圳侧设置了左右对称的0.4m×0.4m的方形切角，在香港侧横桥向塔壁两侧设置了由上至下宽度渐变深度为0.2m的装饰带。
斜拉索在塔上的锚固采用环向预应力方案，采用塑料波纹管及真空吸浆施工工艺。进行了1:1足尺节段模型验证。
索塔采用液压爬升模板施工(图5)，斜塔施工中与钢箱梁吊装相结合，利用钢箱重量平衡斜塔受力，索塔混凝土共4935m3。
图4 索塔构造
图5索塔施工
4）主梁
图6 钢箱梁
采用全焊倒梯箱形钢箱梁，外形与非通航孔箱梁一致(图6)。中心梁高4.12m，钢箱梁顶板宽38.6m，底板宽28.75m，为单箱四室结构。采用Q345-D，全桥用钢7800t。全桥共31个梁段，标准节段12m，最大块件吊装重量350t。
钢箱梁顶板厚18mm，底板厚分为12mm及20mm，共设5道腹板，两侧斜腹板厚16mm，中纵腹板对应斜拉索设置，厚度32mm(斜拉索锚固处厚度80mm)，边纵腹板位于中纵腹板两边9m处，厚度14mm,横隔板标准间距为3m，为板式结构，其上设加劲肋，吊点处厚度12mm，非吊点处厚10mm。
顶、底、腹板均采用U形肋加劲，顶板U肋厚度为8mm，与顶板焊接，梁段间U肋现场接头采用栓接。底、腹板U肋厚度为6mm，全部采用焊接。
斜拉索在梁上采用焊接耳板进行锚固，耳板采用Q420qe，厚度80mm。
进行了节段模型及全桥风洞模型试验，成桥及施工状态颤振临界风速分别为74.8m/s和68.8m/s，满足抗风要求。
5）斜拉索
边跨与中跨的斜拉索呈不对称布置，斜拉索在主跨加劲梁上标准间距为12m，在塔上的间距为4m，在边跨辅助墩附近集中布置，索间距为3m。采用平行钢丝斜拉索，最大拉索钢丝根数为301丝，长207m，重为18.8t；全桥斜拉索共220t。拉索外裹高密度PE防腐材料，其上采用螺旋线，连同塔上设的阻尼橡胶圈和梁上的外置阻尼器，有效地抑制了拉索风雨振(图7)。
图7 斜拉索构造
6）架设和施工控制
边、中跨钢箱梁采用全支架进行施工（图8）。全桥31片钢箱梁全部采用1000t大型浮吊侧面进行吊装（图9）。除塔梁固结段（L梁段）需最初安装外（图10），其余根据实际加工进度进行，每块钢箱梁运输到现场以后及时进行吊装，调节其平面位置及高程，先临时连接，再完成全截面焊接。
图8 钢箱梁支架施工
图9 1000t浮吊起吊钢箱梁
图10 塔梁固结段（L梁段）吊装
斜拉索安装时先安装塔端，通过卷扬机辅助人工将斜拉索梁端牵引至梁上锚固，再在塔内张拉软牵引系统将斜拉索进行锚固。
施工控制采用标高和斜拉索索力双控，最终合龙时线形平顺，轴线误差在3mm以内，梁体应力与设计值良好吻合。
（2)深圳侧非通航孔桥
1)深圳侧非通航孔桥总长903m，采用等跨等截面预应力混凝土刚构连续梁，分为两联，分别为6×72m=432m及57m+6×69m=471m，箱梁分幅布置，单幅顶板宽度为16.05m，梁高3.8m，设纵、横向预应力，按全预应力结构设计，为保证施工质量和周期，减少对浅海湾生态环境的影响，采用节段悬臂拼装的施工工艺，体内体外束相结合的设计方案(图11)。
图11 深圳侧非通航孔桥总体布置
2)基础及墩身
深圳侧非通航孔桥共26个墩身，每墩下4根Φ2m钻孔灌注桩基础，嵌入微风化花岗岩不小于2m，桩长在32～55m，钻孔桩混凝土共13925m3，承台平面尺寸为8.2m×8.2m，厚3.0m，采用钢套箱施工。墩身为流线型实心钢筋混凝土墙式墩，横桥向宽6m，顺桥向厚2.8m。墩身混凝土共8925m3。
3)箱梁
单幅顶板宽16.05m，底板宽6.2m，中心梁高3.8m，采用C55混凝土，总用量22590m3。顶板厚32cm，底板厚25cm～50cm，腹板厚45～70cm，箱梁采用短线法预制，预制顶板宽度15.15m，标准段长度为3.5m，最大块件吊装重量110t(图12)。
图12 箱梁标准横断面
4)箱梁架设
梁段由驳船浮运至墩旁，墩顶0＃块由浮吊吊装就位后，现浇墩顶横隔墙；墩顶梁段两侧1＃块用浮吊吊装于墩旁托架上，张拉顶板钢束，组装桥面吊机，顺序吊装墩顶两侧梁段至跨中(图13)，合拢时先边跨，后次边跨，最后中跨合拢。
图13 箱梁节段吊装施工图
5)换道立交桥
为实现车辆左右行换道，在大桥与口岸连接处设置换道立交桥，配合车辆进出口岸的交通组织，共设有4条匝道，除海中与通航孔桥相接处采用68m+68m+44m一联变宽度连续梁外，其余匝道桥为30米跨逐孔浇注的预应力混凝土连续梁，按全预应力设计。
3主要技术特点及创新点
(1)桥梁设计使用寿命120年，砼采用高性能砼，结构物砼保护层7.5cm，浪溅区钢筋采用环氧涂层钢筋；
(2)成功采用倒梯形截面钢箱梁作为大跨斜拉桥的加劲梁，实现了混凝土塔与钢箱梁间的固结，采用了全焊接厚板作为斜拉索梁上锚固板；
(3）通航孔桥为国内最宽的单索面斜拉桥。
4有关资料
桥 名：深圳湾公路大桥（深圳侧）
桥 型：倾斜式独塔单索面钢箱梁斜拉桥
跨 径：主跨180m
桥 址：深圳湾
设计单位：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
中铁四局集团有限公司
湖南路桥建设集团公司
中铁十三局集团有限公司与深圳市华泰公司
混凝土用量：124990m3
钢材用量：36105t
造 价：深圳侧桥9.1亿元
建成时间：2007年7月1日
建成日期：2006年6月5日完工（2007年7月1日通车）。
