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虎门大桥

本文转载自保利长大工程有限公司官网，原文首发于2009年9月10日，原标题为《虎门大桥》，不代表瞭望智库观点。

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概况

虎门大桥位于广东省广州市东南约42km，坐落于鸦片战争古战场的遗址上，横跨珠江出海口东西两岸，是连接珠江两岸及粤东、粤西的重要交通枢纽，是沟通港、澳及广东沿海的一座特大型桥梁。由跨越主航道的主跨888m的悬索桥、跨越辅航道的主跨270m的预应力混凝土连续钢构桥和东、中、西引桥组成，还包括隧道3座，全长4606m。

桥位东、西两岸为丘陵区，江面宽3400m，江心有三岛，北为上横挡岛，南为下横挡岛，西北为大虎岛；桥位属热带海洋性气候，年平均气温为22℃，年平均降雨量为1669mm，夏季受台风影响；主航道水深约30m左右，辅航道水深一般为6m~10m，深槽为15m；主航道江底除岩石暗礁外，沉积有砂岩、卵石，在虎门大桥东塔以东侧地基为粉砂岩和石英砂岩，西侧为中细粒黑云母花岗岩；辅航道江底较平坦，表层为细砂、砂砾所覆盖。

虎门大桥为六车道平原微丘高速公路特大桥，设计速度120km/h；桥位处20m高百年一遇10min平均最大风速值为50.2m/s，桥位处设计风速为61m/s；地震烈度六度按七度设防。通航净空：主航道：60m × 300m（高×宽）设计通航5万吨级。

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主桥结构

虎门大桥主航道桥为跨径888m的单跨双铰加劲钢箱梁悬索桥。桥跨布置为302+888+348.5m。

 (1)索塔

索塔基础根据不同的地质条件，东塔选用上、下分离式的群桩基础，每个塔柱下由16根Ф2.0m的钻孔灌注桩组成，西塔上游采用平面尺寸为12m×16m的扩大基础，下游采用12根Ф2.0m的钻孔灌注桩。

索塔塔身采用门式框架结构，由两侧塔柱及中间的三道系梁组成，塔柱为钢筋混凝土空心薄壁结构，系梁为预应力混凝土空心薄壁结构。桥面以上89.86m，基顶以上147.55m，高跨比1/6。

东塔采用翻转模板施工，西塔采用电动爬架拆翻模施工，系梁采用膺架法施工。东、西两塔施工后跨径差。

  (2)锚碇

东、西锚碇形式均为重力式锚碇，东锚碇基础为明挖扩大基础，基础下为泥质砂岩，设计摩阻系数为0.4，设计控制主缆拉力为2×172 600kN，使用混凝土4.4万方。西锚碇为采用地下连续墙方法施工的圆形扩大基础，基础为花岗岩。设计摩阻系数为0.6，抗滑安全系数2.3，设计控制主缆拉力为2 x×174 400kN，使用混凝土7.5万方。采用型钢锚固系统。

 (3)主缆和吊索

单根主缆由110束预制索股组成，在索夹处断面直径为678.7mm，索股平均长度为1634m，全桥共用镀锌高强钢丝7638t，其中一半是使用江苏江阴钢丝厂研制的。80％的索股在现场制作，然后直接牵引上桥架设。索股两端为锌、铜合金灌注的热铸锚。每根主缆分四段进行防护。两岸锚跨及主鞍座部分用抽湿技术，外露部分用缠丝、涂料等七层防护。主缆矢跨比为1/10.5。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。

吊索在全桥的布置型式为平行竖直吊索，每个吊点由四根Ф52mm的优质金属芯镀锌圆股钢丝绳组成，吊索与主缆的连接采用背骑式，吊索通过主缆上的索夹槽口骑越主缆，锚于钢箱梁风嘴内。

 (4)主索鞍、散索鞍、索夹

主索鞍、散索鞍由主（散）索鞍本体、上、下支承板、安装板（底座）、隔板、拉杆等部件组成，主（散）索鞍本体为铸焊组合件，由鞍槽及鞍座两部分组成，鞍槽为铸钢件，鞍座为厚钢板焊接件。主索鞍本体顺桥向分成两个半块，以减轻吊装重量，安装就位后用螺栓连整体。

索夹设计成马鞍形，每个索夹由两个半块铸钢件组成，在主缆上左右对合后以螺杆和螺母将其连成整体，紧固于主缆之上，其中高强螺栓用新研制的压扭液压扳手紧固，并专门制定了轴力管理规程，进行索夹摩阻模型试验。全桥索夹分6种类型，一类为紧靠索鞍的封闭索夹，一类为边跨主缆索夹，中跨索夹分成4类，以适应主缆与吊索之间不同的夹角。

(5)加劲钢箱梁、支座

加劲梁截面形式为U型加劲肋正交异性板桥面的扁平闭口流线型的单箱单室截面，箱梁全宽（包括风嘴）为35.6m，梁高3.012m，桥面设2％的双向横披。梁的高跨比为1/295，宽跨比1/25。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。虎门大桥悬索桥钢箱梁共划分为39节段，标准段重约300t，采用卷扬机提升跨缆吊机及液压跨缆吊机吊装钢箱梁，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。

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主要技术特点和创新点

虎门大桥悬索桥是我国第一座真正意义上的大规模现代化悬索桥，该工程的主要新技术与创新点为：

（1）开发了一套完整的现代悬索桥结构分析程序；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；

（2）通过我国最大尺度的气弹性风洞试验，对施工期间与成桥后的抗风性能进行了分析，验证了设计参数，提出了钢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。

（3）在国内率先采用扁平钢箱梁节段间全焊接的结构形式，解决了在箱梁吊装情况下的焊缝间隙调整工艺和焊接技术。

（4）首次在国内成功设计、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。

（5）首次在我国桥梁基础中采用地下连续墙防水技术，解决了悬索桥西塔基础岩面严重不平的技术难题；

（6）研制出高水平的悬索桥施工专用设备，研制成功特大钢箱梁吊装的液压千斤顶提升式跨缆吊机和紧缆机等

其获奖项目如下：

（1）《 虎门大桥》荣获第二届詹天佑土木工程大奖。

（2）《虎门大桥CH-150型架桥机》项目获1997年广东省科学技术进步三等奖。

（3）《虎门大桥建设成套技术》项目2001年荣获国家科学技术进步奖二等奖。

（4）《虎门大桥建设成套技术》项目于1999年荣获交通部科学技术进步奖一等奖。

（5）虎门大桥荣获1999年度交通部公路工程优质工程一等奖。

（6）虎门大桥东锚深开挖与防护技术荣获1997年广东省科学技术进步三等奖。

（7）液压提升跨缆吊机荣获1996年广东省科学技术进步二等奖。

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