Tại sao cầu Thăng Long phải hàn gắn 1,5 triệu đinh neo?

Việc sửa chữa cầu Thăng long được sử dụng công nghệ lõi của châu Âu, hoàn toàn do đội ngũ chuyên gia, kỹ sư trong nước làm chủ. Do tính chất phức tạp của dự án, Bộ GTVT đã thành lập Ban chỉ đạo dự án sửa chữa mặt cầu Thăng Long, Tổng cục Đường bộ Việt Nam cũng thành lập Ban chỉ đạo dự án, đồng thời lập thêm một tổ cố vấn gồm các chuyên gia đầu ngành của Việt Nam trong lĩnh vực này.

Công tác thiết kế dự án sửa chữa mặt cầu Thăng Long được tiến hành theo hai bước: Bước lập dự án và bước thiết kế bản vẽ thi công. Trong đó, bước lập dự án do các đơn vị của Trường Đại học GTVT và Công ty TECCO2 đảm nhiệm, còn bước thiết kế bản vẽ thi công do liên danh Công ty TNHH GTVT (Đại học GTVT) và Công ty CP Tư vấn thiết kế Cầu Lớn Hầm triển khai.

Gắn 1,5 triệu chiếc đinh

Trong đó, cầu Thăng Long sẽ được hàn gắn 1,5 triệu chiếc đinh neo lên toàn bộ bản thép mặt cầu, mỗi chiếc đinh neo có chiều cao 5 cm, là sản phẩm nhập khẩu từ Trung Quốc. Việc hàn gắn 1,5 triệu chiếc đinh neo là để gia cố thêm cho bản mặt cầu.

Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện nâng cấp, sửa chữa cầu Thăng Long, đến nay lại nhận được một số ý kiến phản biện trái chiều về công nghệ này. Một số chuyên gia trong nước cho rằng: "Với khối lượng mối hàn khổng lồ 1,5 chiếc triệu đinh neo mật độ như hiện nay sẽ gây ra lượng nhiệt làm biến dạng cà tính năng chịu lực của bản thép.

Theo TS. Trần Đình Bá, việc hàn chân đế đinh neo như con sò bám vào đá để bắt ốc đinh neo là sai lầm nghiêm trọng về cả nguyên lý cấu tạo và nguyên lý tính toán ! Trong nguyên lý tính toán không cho phép dùng mối hàn kiểu này để chống lại lực rung thường xuyên, mối hàn sẽ bị bong tróc vì tải trọng động và do hiện tượng mỏi của mối hàn!

Theo tìm hiểu của PV Dân Việt, nguyên nhân hư hỏng 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.

Đặc biệt, các đợt sửa chữa thời gian qua, chất lượng lớp phủ mặt cầu bê tông Asphalt 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...

Do đó, để tăng độ cứng chịu lực của bản mặt cầu Thăng Long, chủ đầu tư chủ yếu là gia cường, tăng cường mặt cầu thép hiện tại thành mặt cầu liên hợp nhẹ - liên hợp giữa bản mặt thép hiện tại với bê tông siêu tính năng UHPC, có kết hợp sử dụng lớp phủ bê tông nhựa siêu mỏng tạo nhám, liên kết giữa bản mặt thép hiện tại và bê tông siêu tính năng bằng đinh neo tiêu chuẩn dài 5cm và lưới cốt thép.

Xử lý bề mặt cầu Thăng long

Giải thích rõ hơn về công nghệ này, GS.TS. Trần Đức Nhiệm, Trường Đại học GTVT cho rằng: "Việc sửa chữa lần này sẽ tăng cường độ cứng cho bản mặt cầu có tính chịu mỏi cao, giải quyết được vấn đề dính bám giữa mặt cầu và lớp phủ trong trường hợp tải trọng xe nặng, chống thấm đọng nước xuống bề mặt cầu.

GS.TS. Trần Đức Nhiệm cho biết, công nghệ đã được đưa ra áp dụng thành công đầu tiên ở Hà Lan gần 20 năm trước đây bằng cách cải biến sàn cầu thép bản trực hướng (OSD - Orthotropic Steel Deck) thành kết cấu sàn cầu liên hợp với bản bê tông siêu tính năng (UHPC) với các tính năng cơ học vượt trội.

"Đặc biệt, công nghệ này có thể giảm ứng suất làm việc của các chi tiết bản - sườn thép của sàn cầu trực hướng, nhờ đó sẽ giảm thiểu các "tổn hại mỏi", đồng thời sẽ có lớp phủ mặt cầu đủ sức chịu đựng được các hiệu ứng từ sự làm việc liên hợp này", GS.TS. Trần Đức Nhiệm thông tin.

Đối với những lo ngại về việc hàn gắn đinh, GS.TS. Trần Đức Nhiệm cho hay, quá trình sửa chữa mặt cầu Thăng Long lần này chủ yếu là tạo ra kết cấu liên hợp giữa bản UHPC với sàn thép OSD hiện hữu, sau khi thanh thải lớp phủ mặt cầu cũ, hàn các đinh neo trên bản mặt thép, bổ sung lưới cốt thép rồi đổ lớp bê tông siêu tính năng (UHPC) với lượng sợi thép gia cường đủ cần thiết.

Giải pháp kết cấu sửa chữa lần này bao gồm 3 nội dung chính yếu: Hàn đinh neo trên mặt thép; công nghệ chế tạo và thi công bê tông siêu tính năng. Công nghệ giúp xử lý được không chỉ bộ phận mặt cầu mà còn cả hệ thống kết cấu nhịp giàn trước, trong và sau quá trình sửa chữa.

"Công nghệ hàn đinh neo trên mặt thép đã phổ biến trên thế giới trong lĩnh vực kết cấu cầu thép liên hợp. Đảm bảo chất lượng hàn đinh neo và kiểm soát, giảm thiểu ảnh hưởng tới tính năng của bản thép mặt cầu. Công nghệ đã được nghiên cứu thực nghiệm tại trường Đại học GTVT. Các nhà thầu Việt Nam đã thử nghiệm triển khai và nắm chắc công nghệ", GS.TS. Trần Đức Nhiệm cho hay.

GS.TS. Trần Đức Nhiệm thông tin thêm, công nghệ này được nghiên cứu đầu tiên ở châu Âu. Đơn vị tiên phong nghiên cứu và chuyển giao công nghệ này về Việt Nam là Viện Khoa học công nghệ Xây dựng (Bộ Xây dựng), cạnh đó còn có các trường đại học như: Đại học Xây dựng, Đại học GTVT và một số đơn vị khác. Tại Việt Nam hiện đã áp dụng thành công bê tông siêu tính năng tại những công trình cầu thuộc dự án LRAMP.

Theo GS.TS. Trần Đức Nhiệm tiết lộ, đầu năm 2019, chúng tôi đã tổ chức đoàn đi khảo sát các công trình đã thi công sửa chữa bằng công nghệ UHPC tại châu Âu. Đoàn đã đến tận phòng thí nghiệm lớn nhất châu Âu về công nghệ UHPC đặt tại Trường Đại học TU Delf (Hà Lan) để nghiên cứu, tìm hiểu và học hỏi công nghệ.

Sau đó, đoàn tiếp tục nghiên cứu bổ sung vào mùa thu năm 2019 về việc triển khai áp dụng công nghệ thực tế tại một số cầu có kết cấu sàn thép tương tự cầu Thăng Long, điều kiện khí hậu, thời tiết giống Việt Nam. Đoàn khảo sát đã tiến hành 2 nhóm thí nghiệm về kết cấu và lớp bê tông UHPC trên cơ sở các điều kiện làm việc bất lợi của sàn thép mặt cầu Thăng Long.