Dự án sửa mặt cầu Thăng Long – niềm tự hào của KHCN Việt Nam

Đăng lúc 28/01/2021

Cầu Thăng Long, cây cầu huyết mạch của Thủ đô, nằm trên đường vành đai 3, nối Thủ đô Hà Nội với sân bay Nội Bài và các tỉnh phía Bắc, đã được sửa chữa và gia cố thành công toàn bộ mặt cầu. Đây là một dự án quan trọng không chỉ về mặt giao thông vận tải mà còn là thành công lớn của các đơn vị khoa học công nghệ trong nước. Đây là dự án sửa chữa có tổng vốn đầu tư gần 270 tỷ đồng hoàn toàn do các chuyên gia Việt Nam thực hiện, từ tìm giải pháp công nghệ đến thử nghiệm, kiểm định, thiết kế, tư vấn giám sát và thi công. 

Cầu Thăng Long trong lễ thông xe

Cầu Thăng Long được bắt đầu xây dựng từ năm 1974, qua nhiều biến cố, đến năm 1985 mới được đưa vào sử dụng. Sau hơn ba mươi lăm năm sử dụng, hiện toàn bộ giàn chủ đã được kiểm định và kiểm toán đủ khả năng chịu lực, bản mặt cầu không xuất hiện hư hỏng, đủ khả năng chịu lực. Riêng mặt cầu đã trải qua nhiều lần sửa chữa. Năm 2009, toàn bộ lớp phủ mặt cầu cũ đã được thay thế bằng lớp SMA. Giai đoạn 2012-2013 sửa chữa, khắc phục hư hỏng cục bộ lớp bê tông nhựa bằng công nghệ của Mỹ, nhưng nhiều vị trí tiếp tục bị hư hỏng trước khi hết bảo hành. Đến năm 2018, lớp mặt cầu đã hư hỏng rất nặng, gần 9 nghìn m2 mặt cầu bị hằn lún, có nơi sâu đến 7cm, 4 trên 8 khe co giãn bị hư hỏng phải che tạm tấm thép lên để lưu thông. Trong khi đó, mỗi ngày trung bình có tới 47 nghìn lượt xe qua cầu, nhiều xe có tải trọng lớn hơn mức cho phép. Việc sửa chữa mặt cầu đã trở nên cấp bách. Các đơn vị khoa học công nghệ giao thông vận tải và công nghệ bê tông được giao nhiệm vụ nghiên cứu tìm giải pháp sửa chữa mặt cầu đảm bảo cầu hoạt động ổn định trong thời gian dài.

Giàn đổ UHPC siêu tính năng 

Sau một thời gian nghiên cứu các công nghệ tiên tiến về thiết kế, thi công và sửa mặt cầu của các nước như Mỹ, Hà Lan, Pháp, Nhật Bản, Trung Quốc, Hội Bê tông Việt Nam mà trực tiếp là TS.Trần Bá Việt và cộng sự đã đưa ra giải pháp thi công mặt cầu gồm: cào bóc lớp bê tông nhựa hiện hữu, làm sạch bản mặt thép và sơn chống rỉ giàu kẽm bền kiềm; hàn các đinh neo thép vào bản mặt thép; lắp đặt lưới thép; đổ bê tông siêu cao UHPC; tạo nhám và thi công lớp dính bám sau đó phủ mặt cầu bằng bê tông nhựa polymer. Tin tưởng vào kết quả nghiên cứu của mình, Hội đã được Tổng cục đường bộ Việt nam đề nghị thực hiện mô hình nhỏ để nghiên cứu khả năng làm việc liên hợp của lớp UHPC với bản mặt thép trực hướng, trên cơ sở đó, Hội mạnh dạn huy động nguồn kinh phí xã hội hóa  để thiết kế chế tạo mô hình thí nghiệm nhỏ. Sau khi có kết quả đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trên mô hình thí nghiệm, ông Lê Đình Thọ, Thứ trưởng Bộ Giao thông vận tải đã đến xem và nghe báo cáo kết quả của các chuyên gia và cho rằng đây là giải pháp phù hợp, hiệu quả. Sau đó, vào tháng 10/2019 Hội Bê tông Việt Nam lại được Tổng cục giao tổ chức một đoàn khảo sát, nghiên cứu gồm có các chuyên gia của Hội Bê tông, Trường Đại học Giao thông vận tải, Tổng Cục đường Bộ và Ban Quản lý dự án án 3 của Tổng cục đường Bộ đi tham quan một số dự án sửa chữa cầu ở nước ngoài. Sau chuyến tham  quan, các đơn vị tiếp tục nghiên cứu sâu về giải pháp này. Trên cơ sở đó, Tổng cục đường bộ Việt nam đã phê duyệt gói thầu kiểm định, đánh giá và lập dự án giao cho Đại học Giao thông vận tải và một đơn vị tư vấn của TEDI. Các đơn vị này đã kiểm định đánh giá hiện trạng cầu Thăng long, rồi thực hiện mô hình thực nghiệm lớn. Tính toán mô hình mô phỏng và lập dự án. Toàn bộ quá trình này có sự tham gia với vai trò cố vấn của ba nhà khoa học đó là tiến sỹ Trần Bá Việt về công nghệ bê tông siêu cao UHPC, GS. Trần Đức Nhiệm về kết cấu công trình cầu và GS Bùi Xuân Cậy về đường bộ. Những nỗ lực không mệt mỏi của các nhà khoa học Việt Nam đã có kết quả tốt đẹp, tháng 2/2020 Bộ Giao thông vận tải đã chính thức chọn giải pháp UHPC liên hợp bản mặt thép trực hướng và chuyển sang giai đoạn thiết kế, lập dự toán do một  công ty - Đại học Giao thông vận tải kết hợp với Công ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế Cầu Lớn Hầm (TEDI – BRITEC) thực hiện. Đây thực sự là một bước tiến quan trong về khoa học công nghệ sửa chữa bản mặt cầu thép trực hướng của các chuyên gia Việt Nam.

Hệ thống đinh thép hàn xuống bản mặt cầu

Dự án được khởi công ngày 16/8/2020. Trong giai đoạn thi công TS Trần Bá Việt đã được Tổng cục đường bộ và Viện KHGTVT mời tham gia với tư cách chuyên gia của Dự án. Liên tục trong gần 5 tháng, khoảng 270 kỹ sư, công nhân của liên danh nhà thầu Thành Hưng – Vĩnh Hưng – Phương Thành – Thuận An thường xuyên bám trụ công trường, thi công 3 ca liên tục (24/24h) để kịp hoàn thành dự án theo đúng tiến độ đã cam kết. Cầu Thăng Long được bóc sạch lớp SMA cũ, lớp keo dính hiện hữu và hàn tổng cộng hơn 1,5 triệu chiếc đinh neo thép lên bề mặt cầu theo công nghệ hàn Plastma để không ảnh hưởng đến mặt cầu thép. An toàn – chất lượng – tiến độ luôn là yêu cầu được chủ đầu tư cũng như các đơn vị tư vấn, nhà thầu nghiêm túc thực hiện. Các trạm trộn bê tông siêu tính năng UHPC để trộn bột khô tại nhà máy và trộn UHPC trên công trường, được đầu tư mới hoàn toàn. Lớp bê tông siêu tính năng UHPC dày 6cm được máy rải cán  liên hợp đều  với tốc độ  khoảng 12m/giờ, ngay khi vừa rải đã có công nhân hoàn thiện, xoa phẳng nhẵn, phun nước và phủ lớp  màng PVC để bảo dưỡng chống bay hơi nước trong bê tông. Sau khi đổ xong bê tông siêu tính năng UHPC, hệ thống máy hấp nhiệt hoạt động liên tục trong 72h tiếp theo để bê tông đạt cường độ chịu nén> 120 MPa và cường độ chịu kéo> 7 MPa, cao hơn cường độ bên tông thường gấp trên 3 lần.

Thử nghiệm tại hiện trường

Nói thì đơn giản, nhưng phải trực tiếp chứng kiến mới thấy hết sự kỳ công, kỹ lưỡng trong từng công đoạn, chi tiết của quá trình thi công.  Nhiều công nghệ hiện đại được áp dụng trong lần sửa chữa lớn này như công nghệ hàn Plasma, kết nối giữa bản thép bề mặt cầu với lớp bê tông nhựa siêu tính năng- UHPC, các lớp keo Epoxy nhiệt dẻo tăng liên kết, sơn Epoxy chống rỉ giàu kẽm, bền kiềm đều được nhập từ Nhật bản... Trước khi triển khai đại trà, các công nghệ mới này đã được thử nghiệm đánh giá trong phòng LAS và trên hiện trường cho kết quả tốt.

Tiến sỹ Trần Bá Việt và ông Hoàng Minh Chúc Nguyên Tổng Giám đốc Liên hiệp xây dựng cầu Thăng Long

Theo các chuyên gia, lớp bê tông nhựa tạo nhám được nhà thầu bảo hành 7 năm (nhiều hơn bình thường 2 năm). Còn lớp bê tông UHPC liêm hợp có tuổi thọ tối thiểu 30 năm với yêu cầu phải kiểm soát tải trọng phương tiện qua cầu. Dự kiến, cơ quan quản lý đường bộ sẽ mở rộng áp dụng công nghệ sửa mặt cầu Thăng Long cho các dự án giao thông khác ở Việt Nam.

Lớp Bê tông siêu tính năng UHPC dày 6cm

Khi Tết Tân Sửu đến gần, từng đoàn xe nối đuôi nhau chạy thông suốt theo đường vành đai 3 từ Thủ đô Hà Nội đi sân bay Quốc tế Nội Bài, đến các tỉnh phía Bắc và ngược lại với tốc độ 80km/h, êm thuận, liệu mấy ai hiểu được, mặt cầu phẳng lì này có sự đóng góp thầm lặng của các nhà khoa học công nghệ Việt Nam.

Nhưng với chính họ, đây là một mùa Xuân đáng nhớ và hạnh phúc trong sự nghiệp của mình.

Bích Thủy