第一篇 设计第一章 概论 3
第一节 自然条件 3
一、气候状况 3
二、水文条件 4
三、地形及地貌 5
第二节 地质情况 6
一、桥位区域地质描述 6
二、工程地质与地震 6
第三节 航运要求 8
一、航运状况 8
二、通航净空 8
第四节 桥位选择 8
第二章 总体设计 9
第一节 技术标准及设计指标 9
一、技术标准 9
二、设计指标 9
第二节 设计规范及标准 10
第三节 设计荷载及组合 10
一、主要设计荷载 10
二、主要荷载组合 11
第四节 结构形式 11
一、桥型选择 11
二、总体布置 12
三、结构型式 12
第五节 结构总体计算分析 14
一、结构计算理论简介 14
二、虎门大桥悬索桥的总体计算分析结果 16
三、对结构总体尺寸的讨论 22
第三章 索塔与基础 24
第一节 东塔基础设计 24
一、地质条件 24
二、基础形式选择 24
三、基础的受力验算及其主要计算结果 25
四、东塔基础的换算结构 26
五、主要材料及力学指标 27
第二节 西塔基础设计 27
一、地质条件 27
二、基础形式选择 27
三、基础的受力验算及其主要计算结果 27
四、主要材料指标及构造要求 29
第三节 索塔塔身设计 29
一、国内外已建或在建的钢筋混凝土索塔 29
二、尺寸的拟定 29
三、荷载及其组合 32
四、塔身计算原则及主要计算结果 33
五、塔柱的配筋及系梁的配索 35
六、主要材料及力学指标 38
第四节 附加设施 39
一、观光平台 39
二、塔顶鞍罩 39
三、塔内升降机及爬梯 39
第五节 施工的主要要求 39
一、塔柱 39
二、系梁 40
第四章 锚碇与基础 41
第一节 概述 41
一、锚碇型式 41
二、锚碇设计的一般步骤 42
第二节 锚碇总体设计 42
一、地质条件 42
二、基础类型及锚固方式 43
三、总体布置 44
四、主要材料 45
第三节 基础设计 45
一、荷载条件 45
二、结构特点 45
三、整体计算 46
四、地下连续墙基础应力验算 46
第四节 主缆锚固系统设计 47
一、锚固系统构造 47
二、锚固系统分析 49
第五节 混凝土锚体设计 50
一、外形设计 50
二、锚块构造及控制截面剪力验算 50
三、锚体内力分析及配筋验算 51
第六节 锚碇混凝土裂缝控制 51
一、基础温差 52
二、浇筑层上下层温差 53
三、控制混凝土温度裂缝的方法 53
第五章 主缆 56
第一节 概述 56
第二节 主缆材料及构造 57
一、钢丝 57
二、索股 57
三、锚头 58
四、缠绕钢丝 59
第三节 结构设计与受力分析 60
一、设计基本参数的确定 60
二、成桥线形及计算分析方法 61
三、主缆系统设计计算 63
四、虎门大桥悬索桥计算结果 64
五、制作长度计算 66
第四节 施工架设过程计算分析 67
一、施工计算的作用 67
二、施工计算分析方法 67
三、施工控制 67
第五节 索股及锚头的设计制作要求 68
一、预制索股 68
二、索股锚头 70
第六节 附属设施 71
第六章 吊索 72
第一节 结构布置型式及连接方式 72
一、布置型式 72
二、连接方式 73
第二节 结构设计 74
一、吊索长度的确定 74
二、技术要求、工艺要求及成品检验 75
第三节 结构构造 77
一、材料 77
二、构造 78
第七章 主、散索鞍及索夹 81
第一节 主索鞍概述 81
一、主索鞍分类及其构造形式的选择 81
二、主索鞍的主要构造 83
第二节 散索鞍概述 85
一、散索鞍分类及结构形式的选择 85
二、散索鞍的主要构造 86
第三节 索夹概述 87
一、索夹的类型及主要结构 87
二、索夹的构造要点 88
第四节 结构设计与计算分析 89
一、有关设计参数 89
二、主索鞍的主要设计计算 89
三、散索鞍的主要设计计算 92
四、索夹的设计计算 94
第五节 主、散索鞍和索夹的制造工艺要点 96
一、铸造工艺 96
二、焊接工艺 97
三、热处理 97
四、无损探伤 98
五、缺陷的修补 98
六、机械加工 98
第六节 表面处理及涂装 100
第七节 存放与发运 100
第八节 主、散索鞍及索夹制造工艺流程 101
一、主、散索鞍铸焊方案工艺流程 101
二、索夹制造工艺流程 102
第八章 加劲梁 103
第一节 主体工程 103
一、截面形式的选择 103
二、节段模型试验 103
三、国内外大跨径悬索桥加劲梁截面型式 103
第二节 材料 104
一、钢材 104
二、焊接材料 105
三、螺栓 105
第三节 结构设计与构造 106
一、总体设计 106
二、连接方式 106
三、梁段划分 106
四、结构特点 106
五、支座 111
六、梁端伸缩缝 112
七、临时设施 112
第四节 结构的受力分析及强度、疲劳验算 116
一、计算荷载 116
二、计算分析体系 116
三、主要验算内容 118
第五节 钢箱梁施工方案设计 120
一、钢箱梁的加工工艺流程 120
二、钢箱梁安装方案 121
三、临时联接件设计 121
第六节 附属工程 124
一、防撞护栏及路缘带 124
二、照明灯柱 124
三、维修检查车 124
四、航标指示设备 124
第九章 施工猫道设计 125
第一节 结构构造 125
一、总体布置形式 125
二、猫道承重索 125
三、猫道面层的布置 127
四、抗风系统 127
五、横向走道 128
六、照明及警示设备 128
第二节 猫道用材料 128
一、钢丝绳 128
二、面层材料 129
三、调节拉杆及连接销 129
四、承重索锚头 129
第三节 设计计算 130
一、钢丝绳计算弹性模量取值 130
二、设计荷载 130
三、猫道线形控制 131
四、承重索强度校核 131
五、预埋件及连接件的强度验算 132
第四节 线形调节装置 132
一、线形调节 132
二、拉杆长度及初始位置的确定 133
第五节 体会 133
一、关于施工猫道的施工误差和精度控制 133
二、关于抗风缆的设置问题 133
三、控制猫道对主塔产生的水平力差的问题 134
四、关于承重索直径和面层采用的问题 134
第十章 防腐涂装及抽湿系统设计 135
第一节 综述 135
一、防腐工程的重要意义 135
二、国内外沿海地区桥梁及钢结构涂装概况 135
第二节 虎门大桥悬索桥钢结构防腐涂装要求 136
一、钢箱梁 136
二、主缆 136
三、吊索 137
四、锚碇钢框架 137
五、主索鞍、散索鞍、索夹、支座 137
六、其它 137
第三节 虎门大桥悬索桥防腐涂装设计方案 137
一、设计方案 137
二、实施方案 144
第四节 除湿系统 144
一、概述 144
二、虎门大桥悬索桥的除湿系统 144
第十一章 桥面铺装设计 148
一、钢桥面铺装方案 148
二、虎门大桥悬索桥桥面铺装方案的选择 148
三、虎门大桥悬索桥桥面铺装实施方案 150
第二篇 施工第一章 施工概况 153
一、工程规模 153
二、施工场地布置 153
三、施工步骤与顺序 155
四、施工方法及机械设备 156
五、施工工期及施工单位 158
六、施工管理 160
七、造价及主要经济指标 162
第二章 索塔施工 164
第一节 概述 164
第二节 索塔施工测量控制 164
一、索塔施工对测量控制的技术要求 164
二、索塔施工首级控制网与局部控制网的建立与施测 165
三、索塔施工测量控制方法 167
第三节 基础施工 168
一、东塔基础 168
二、西塔基础 173
第四节 塔身施工 174
一、东塔身 174
二、西塔身施工特点 179
三、索塔竣工测量情况 183
第五节 塔顶施工设施 184
一、概述 184
二、塔顶吊机和电梯的设置 184
三、塔顶工作平台 184
四、塔顶门架 187
五、预埋件 189
第三章 锚碇施工 192
第一节 概述 192
第二节 西锚碇施工 192
一、基础 192
二、锚碇体施工 196
三、锚体大体积混凝土施工 199
四、锚碇顶盖的施工 201
第三节 东锚碇施工特点 202
一、基坑开挖及防护 202
二、基础的分块浇筑与连接缝（湿接缝） 206
三、锚碇顶盖施工 207
第四节 锚碇附属工程的施工 207
第四章 索鞍的制造与安装 208
第一节 概述 208
一、主索鞍与散索鞍的数量和质量 209
二、制造单位 209
三、制造技术条件 209
第二节 主索鞍的制造 209
一、主索鞍的功能 209
二、主索鞍的构造 210
三、主索鞍的制造 211
第三节 散索鞍的制造 225
一、散索鞍的功能 225
二、散索鞍的构造 226
三、散索鞍本体的制造特点 227
第四节 索鞍的安装 228
一、主索鞍的安装 228
二、散索鞍的安装 229
三、索鞍安装精度要求 232
四、体会及注意事项 232
第五章 牵引系统设计与施工 233
第一节 牵引系统常用形式 233
第二节 虎门大桥悬索桥主缆牵引系统选择 234
第三节 牵引系统设计 235
第四节 牵引系统架设工艺 245
第五节 牵引系统主要工程数量和施工进度 247
第六节 施工中应注意的问题 249
第六章 猫道系统施工 250
第一节 概述 250
第二节 猫道承重索制作和架设 251
一、猫道承重索制作 251
二、中跨托架系统架设 251
三、猫道承重索架设顺序 252
四、承重索的架设 252
五、猫道承重索标高调整 252
六、托架拆除及支承索上移 252
第三节 猫道面层铺设及横向走道安装 253
一、猫道面层铺设 253
二、横向走道安装 255
第四节 猫道标高调整 255
第五节 猫道抗风缆架设 255
第六节 猫道门架安装 256
第七节 猫道主要材料表 256
第八节 猫道悬挂 257
第九节 猫道拆除 258
一、抗风缆的拆除 258
二、横向走道的拆除 258
三、猫道面层及猫道承重索的拆除 259
第七章 主缆制作与架设 262
第一节 概述 262
一、主缆的组成规模及施工概况 262
二、施工准备 262
三、主缆工程施工程序 264
第二节 索股制作 264
一、标准丝制作 264
二、索股制作 268
三、索股锚头制作 271
第三节 索股架设 273
一、概述 273
二、索股架设工序 274
第四节 索股线形控制 282
一、概述 282
二、索股线形监控条件 282
三、索股绝对标高的调整 283
四、索股相对标高的调整 288
五、索股锚跨张力调整 290
六、索股调整精度标准 291
第五节 主缆紧缆 291
一、概述 291
二、紧缆试验 291
三、紧缆工艺 292
第六节 主缆架设工期控制、劳动力组织及机具 296
第七节 主缆防护 298
一、概述 298
二、主缆防护涂装实施 299
三、缠丝 302
第八章 索夹制造与安装 310
一、概述 310
二、索夹的制造 312
三、索夹安装工艺试验 314
四、索夹安装 317
五、索夹的防护涂装 320
第九章 吊索制作、安装与防护 321
第一节 吊索制作 321
一、工艺设计 321
二、工艺流程 323
三、场地布置与工装设备 323
四、精度控制 325
五、锚头制造 327
第二节 吊索安装 328
一、吊索出厂包装 328
二、吊索在工地的展开及搬运 328
三、吊索安装就位 328
第三节 吊索防腐 328
一、吊索本体及骑跨索夹部分的防腐 328
二、吊索下端锚头的防腐 329
第十章 加劲钢箱梁制造与架设 330
第一节 概述 330
一、规模与构造 330
二、制造方案与任务分工 331
三、工期 331
四、编制《规程》 331
第二节 制造准备 333
一、工艺图设计 333
二、材料订货与管理 335
三、建立质量控制体系 338
四、制定各种工艺文件 341
五、制造前的试验 343
第三节 钢箱梁节段的板件（组件）制造 345
一、钢材预处理 346
二、场地布置及主要设备 346
三、桥面板制造 348
四、桥底板制造 349
五、锚座制造 349
六、横隔板制造 350
第四节 钢箱梁节段组装 352
一、场地布置和主要设备 352
二、组装胎架与场内节段运输 352
三、节段组装与焊接 354
四、焊接顺序与防止变形的措施 359
五、无损检测与随梁试板检验 359
六、节段几何尺寸测量 361
七、节段的报验与控制节点 361
八、钢箱梁节段预拼装 363
九、经验与体会 368
第五节 钢箱梁防腐涂装 370
一、概述 370
二、外壁涂装施工 372
三、钢箱梁内壁防腐 374
四、经验与体会 375
第六节 加劲钢箱梁节段吊装 376
一、概述 376
二、前期准备工作 376
三、吊装实施 383
第七节 钢箱梁节段整体化焊接 389
一、整体化焊接的时机 389
二、节段接口焊缝间隙的调整 389
三、整体化焊接工艺规程（摘要） 391
四、焊缝及切割区的油漆补涂 397
第十一章 桥面铺装 398
第一节 概述 398
第二节 试验路 399
一、试验路简介 399
二、材料及混合料技术要求 399
三、试验路实施结果 401
第三节 钢桥面铺装施工工艺 402
一、施工工艺设计 402
二、钢桥面铺装施工 403
三、施工质量控制 405
四、施工经验及体会 406
第三篇 科研第一章 抗风、抗震及岩土性能的研究试验 409
第一节 虎门大桥场址地震与抗震研究分析 409
一、立题必要性 409
二、研究试验内容与结论 409
三、成果应用 411
第二节 虎门悬索桥抗风稳定试验研究 412
一、虎门大桥桥址风特性分析 412
二、虎门悬索桥桥塔风致振动分析 415
三、虎门悬索桥加劲梁节段模型风洞试验 419
四、虎门悬索桥施工阶段抗风稳定性分析和全桥气弹模型试验及风载内力分析 432
五、悬索桥结构动力特性和颤振、抖振分析程序 440
六、小结 446
第三节 东锚碇岩体质量评价与工程对策研究 446
一、研究的必要性与内容 446
二、主要结论和建议意见 447
三、成果应用 449
第四节 东塔基桩承载力试验 449
一、试验的必要性 449
二、试验简况 449
三、试验结果的分析和结论 450
四、成果应用 450
第二章 施工技术研究 451
第一节 主缆索股现场制作工艺、设备研究及技术条件 451
一、研究的必要性 451
二、索股（亦称丝股）现场制作工艺及设备研究 451
三、虎门大桥悬索桥主缆索股技术条件 462
四、成果及其应用 466
第二节 吊索制作技术研究 466
一、吊索预拉试验 467
二、弹性模量测定试验 471
三、热铸锚及锥形块灌铸试验 472
四、静载强度试验 475
五、模拟弯曲强度试验 476
六、钢丝绳线膨胀系数测定试验 477
七、其它 478
第三节 虎门悬索桥钢箱梁制造与焊接技术条件的研究 479
一、前言 479
二、《虎门大桥悬索桥全焊加劲钢箱梁制造及焊接技术条件》的主要内容 479
三、《条件》的编制说明 505
第四节 虎门大桥悬索桥钢箱梁架设和拼接程序研究 507
一、研究的必要性 507
二、主要研究内容与任务目标 507
三、试验模型的设计与制作安装 507
四、模型试验加载与测试系统的建立 509
五、钢箱梁架设和拼接程序的模型试验验证与优化 513
六、结语 521
第五节 钢箱梁整体化焊接工艺研究 521
一、研究的目的、意义 521
二、钢箱梁节段整体化拼接焊缝 522
三、装配焊接力学分析 522
四、装配焊接技术措施 523
五、焊接工艺评定试验 526
六、焊接缺陷产生原因及防治措施 527
七、技术经济效益分析 529
八、讨论和建议 529
第六节 悬索桥锚碇大体积混凝土施工温度控制 530
一、前言 530
二、水泥水化热及其散热规律 530
三、减少混凝土最高温升的措施 531
四、施工中的温度控制 531
五、结束语 532
第七节 虎门大桥悬索桥上部构造施工监测与控制技术研究 533
一、前言 533
二、引起施工实际状态偏离理想设计状态的影响因素分析研究 533
三、施工监控系统的总体构成与系统流程设计 534
四、结构参数现场试验测定技术的研究 536
五、悬索桥上部构造施工过程中施工监测技术 537
六、悬索桥上部构造施工结构分析系统的研制 539
七、结构参数系统识别方法的研究 546
八、施工控制分析方法的研究 546
九、研究成果在实桥上的应用 550
第三章 大型专用设备的研制 552
第一节 加劲钢箱梁吊装设备 552
一、研制的必要性 552
二、卷扬机提升跨缆吊机研制 552
三、液压提升跨缆吊机研制 560
第二节 主缆紧缆机研制 564
一、立题的必要性 564
二、解决的关键技术 564
三、主缆紧缆机结构特点及主要技术指标 565
四、施工技术 566
五、实际应用效果 567
第四章 虎门悬索桥竣工验收荷载试验与评价 569
一、试验目的 569
二、已竣工结构实际状态的调查 569
三、验证结构工作性能的静力荷载试验 571
四、设计承载力鉴定性静力荷载试验 576
五、桥梁结构自振特性测试 604
六、动力荷载试验 607
七、结论与评价 610