青岛海湾大桥规划设计
中交公路规划设计研究院副院长孟凡超亲自带领项目设计师团队，到桥梁工程勘察项目部查看代表性钻孔的芯样，听取全桥址地质情况介绍。设计师表示，对于还没有烤好的桥梁基础设计，在桩型和桩长的设计上要听取勘测专家的意见。
大沽河通道桥
大沽河水道大桥主塔为独塔，塔高149米，是海湾大桥上最高的塔。航道桥建成后，主塔将成为大沽河航道桥的主要标志，大沽河航道桥也将成为海湾大桥的标志性建筑。大沽河航道桥钢箱梁施工项目由CCCC第二公局承建，是青岛海湾大桥的难点和关键控制性工程。施工组织难度大，技术瓶颈多，施工安全风险高。经过三次专家会议，结合实际情况充分论证，最终确定钢箱梁安装顺序，先从主塔依次吊装青岛侧钢箱梁，再从主塔依次吊装黄岛侧钢箱梁。
大沽河航道桥是海湾大桥三大通航孔桥之一，也是全桥的重点和关键控制性标志工程。航道桥采用“双侧钢箱梁+横向连接箱”结构，由22种55根钢箱梁拼装焊接而成。每根标准梁长12米，宽47米，高3.6米，其中最大的梁段重量超过1000吨，在国内跨海大桥上首次使用。其中，主塔柱采用国内先进的液压自爬式模板施工技术，采用高压混凝土泵一级混凝土泵送方案为塔柱浇筑混凝土，建成后将成为我市标志性建筑。
红岛海上立交
红岛海上立交是中国第一个海上立交。跨主线60米滑模浇筑箱梁位于B匝道，350米小半径60米大跨度曲面滑模施工设计技术为国内之最。同时，海湾大桥红岛立交大桥也采用了国内跨度最大、半径最小的弧形滑模浇筑箱梁。浇筑工作历时15小时，共浇筑混凝土520.54立方米。桥面是距离水面最高、曲率最大、施工难度最大的路段，代表了我国海上桥梁建设的最先进水平。因为海上施工难度大，海湾大桥建设指挥部专门设计了移动滑模，这也是世界首创，并获得多项专利。
胶州连接线
青岛海湾大桥原设计有黄岛、李沧、红岛三个港口。胶州提出了建设海湾大桥胶州连接线的方案，得到了青岛市政府的肯定和支持。胶州连接线采用红岛立交样式，在海湾大桥大沽河水道桥西侧建设一座Y型立交，西接胶州湾工业新区，长约2630米，其中桥梁长2600米，路基长300米，宽23.5米。连接线为双向四车道。按城市一级道路，地震基本烈度，设防标准ⅵ度设计，设计洪水频率为300年一遇。匝道长5.3公里，单向两车道，宽10米，均为桥梁结构，工程造价估算7.64亿元。胶州接线工程建成后，胶州至青岛主城区距离将缩短至23公里，15分钟车程，全面融入青岛“半小时经济圈”。
城市布线
海湾大桥城市接线工程延续海湾大桥桥面宽度，设计采用双向八车道。该接线工程也是青岛第一条八车道的城市快速路。青岛海湾大桥城市接线工程由市政工程设计研究院设计，设计理念先进，不仅能有效提升整体道路通行能力，建成后还将为青岛增加一条8000米的景观新干线。
海湾大桥城市配线工程是青岛海湾大桥的主要疏解道路。早在2006年，该市就对布线工程进行了认真研究。一期工程起于青岛海湾大桥，沿李村河、张村河，止于海尔路，全长7.6公里。城市布线工程沿李村河北岸延伸至张村河。在保证高速公路标准的同时，避免沿河重复穿越，减少桥墩对河道泄洪的影响。海湾大桥连接工程经过李沧、四方、市北、崂山。作为岛城“三纵四横”高速公路网中的重要“一横”，它将承载交通大动脉的功能。
城市布线交换
在桥梁布线工程中，规划设计单位设计了* * * *沿线四座立交桥，分别为刘思路立交桥、重庆路立交桥、黑龙江路立交桥、海尔路立交桥。设计方表示，立交桥的选择充分考虑了相交道路的功能定位。在交通分析的基础上，针对不同的交通节点采用不同的立交桥形式。
刘思路立交设计为两层半菱形立交形式。在充分利用胜利桥现状的基础上，跨越郑州路和刘思中支路，保证了两条主线直线方向的畅通。
重庆路立交位于两条高速公路的交汇处。设计采用五层全向立交枢纽立交，两条主线通过定向匝道连接，充分保证了立交的整体交通功能。
黑龙江路与海尔路立交距离约1.7 km。立交节点设计与北侧海尔路至万年泉路现有立交相结合，实现功能互补，降低立交高度。