Bê tông siêu tính năng “hồi sinh” cầu Thăng Long

Làm chủ công nghệ, không phụ thuộc vào nước ngoài

Tại Hội thảo “Báo cáo Giải pháp công nghệ sửa chữa, tăng cường mặt cầu Thăng Long 2020” do Khoa Công trình, Trường Đại học Giao thông Vận tải (GTVT) phối hợp với Hội Cầu đường Hà Nội tổ chức ngày 5/8, GS.TS Trần Đức Nhiệm, Đại học GTVT cho biết, việc nghiên cứu để tìm ra công nghệ sửa chữa mặt cầu Thăng Long được tập thể các nhà khoa học của Trường tiến hành đã lâu nhằm giải quyết dứt điểm tình trạng xuống cấp ở cầu Thăng Long.

Theo GS.TS Trần Đức Nhiệm, nguyên nhân hư hỏng của mặt cầu là do mật độ xe lớn (thống kê hiện nay có khoảng 47.000 lượt xe/ngày), tải trọng trục các xe lớn. Kết cấu cầu Thăng Long bản thép tương đối mỏng, bản mặt cầu chịu kéo theo cả phương dọc và ngang, bị võng cục bộ, không đáp ứng được yêu cầu chịu tải, dính bám giữa lớp phủ mặt cầu với mặt cầu thép kém, nhiều vị trí không có dính bám, lớp phủ rộng, đọng nước...

Ngày 9/8, việc sửa chữa mặt cầu được tiến hành và dự kiến sẽ hoàn thành vào cuối  năm 2020. Công nghệ áp dụng để sửa chữa lần này do chính các nhà khoa học thuộc Đại học GTVT làm chủ. Kiểm tra tổng thể cầu cho thấy, giàn chủ và bản thép mặt cầu dày 14mm chưa xuất hiện hư hỏng, vẫn đảm bảo khả năng chịu lực. Tuy nhiên, thiết kế bản thép mặt cầu từ những năm 1980 không đáp ứng yêu cầu về độ cứng theo tiêu chuẩn hiện hành dẫn đến bản mặt cầu bị võng cục bộ, không phù hợp với tải trọng, lưu lượng xe hiện nay. Để sửa chữa mặt cầu Thăng Long cần tăng cường độ cứng cho bản mặt cầu, đảm bảo độ dính bám giữa mặt cầu và lớp phủ, chống thấm, chống đọng nước xuống bề mặt bản thép mặt cầu.

Giải pháp đưa ra là cải tạo bản thép hiện tại thành mặt cầu liên hợp nhẹ bằng cách làm sạch bản thép mặt cầu, hàn đinh neo dài 5cm theo công nghệ hàn plasma tốc độ nhanh (0,17 giây) để không gây biến tính vật liệu thép. Sau đó đặt lưới thép lên rồi đổ bêtông siêu tính năng (UHPC) cường độ tối thiểu 120Mpa, dày tối thiểu 60mm. Trong quá trình thi công sẽ che chắn cầu Thăng Long để tránh mưa, nắng, đảm bảo nhiệt độ bê tông. Như vậy, các đinh neo và lưới thép sẽ cố định được mặt cầu với bê tông siêu tính năng có hàm lượng cốt sợi kim loại cao, chịu biến dạng tốt. Do đó, sẽ ngăn được hiện tượng xô trượt bê tông với mặt cầu trong giải pháp phủ bê tông nhựa lên bản thép mặt cầu như trước đây.

Đột phá trong sửa chữa mặt cầu thép

GS.TS Trần Đức Nhiệm cho biết, hiện nay, gần như tất cả các thế hệ cầu trực hướng ở châu Âu theo công nghệ này đều đã được sửa chữa. Tại Hà Lan, người ta dùng phương pháp hàn dày thêm bản mặt thép của cầu. Thậm chí, họ dùng cả sợi carbon để tăng cường khả năng chịu lực cho mặt cầu dù đây là một loại vật liệu rất đắt tiền nhưng lại có độ bền vượt trội.

Công nghệ này không chỉ được áp dụng cho những cây cầu mặt theo trực hướng thế hệ cũ mà còn cho cả những cây cầu xây mới. Việc cải tạo mặt cầu bản thép trực hướng thành mặt cấu thép liên hợp siêu nhẹ sử dụng bê tông siêu tính năng được sử dụng rất phổ biến ở Trung Quốc. Cách làm này sẽ tăng cường độ cứng cho mặt cầu, giải quyết được vấn đề dính bám giữa mặt cầu và lớp phủ trong trường hợp xe tải trọng nặng, chống thấm đọng nước bề mặt.

PGS.TS Nguyễn Ngọc Long, Hiệu trưởng Trường Đại học GTVT cho biết, đây là công nghệ lần đầu tiên được áp dụng tại Việt Nam nhưng đối với thế giới lại tương đối quen thuộc. Và nếu thành công ở cầu Thăng Long, công nghệ này hứa hẹn sẽ được nhân rộng áp dụng tại nhiều cây cầu khác trên cả nước.

Qua quá trình thí nghiệm, các chuyên gia của Đại học GTVT đã khẳng định độ tin cậy của giải pháp công nghệ sửa chữa mặt cầu Thăng Long và sẽ thử nghiệm 120m trên mặt cầu trước khi thi công đại trà.

Theo GS.TS Tống Trần Tùng, Phó Chủ tịch Hội Khoa học Kỹ thuật Cầu đường Việt Nam, giải pháp dùng bêtông siêu tính năng liên hợp với bản mặt thép của cầu qua hệ thống đinh neo và lưới thép sẽ đảm bảo ổn định, chống trượt so với đổ bêtông nhựa trực tiếp lên bản mặt thép như trước đây.