Góp phần "hồi sinh" mặt cầu Thăng Long

Bê tông siêu tính năng (UHPC) là bê tông bột, sợi thép phân tán, có tính tự đầm, cường độ nén, uốn, kéo, modul đàn hồi, khả năng chống thấm và chống ăn mòn rất cao. Công nghệ này đã áp dụng tại nhiều quốc gia và được các chuyên gia đánh giá tích cực.

Bê tông UHPC được áp dụng để sửa chữa mặt cầu Thăng Long.

Cầu Thăng Long là một trong những công trình giao thông huyết mạch của Thủ đô, có thiết kế hai tầng. Tầng dưới dành cho đường sắt và tầng trên cho ô tô. Cầu được xây dựng với sự viện trợ không hoàn lại từ Liên Xô, khánh thành vào năm 1985.

Sau 30 năm khai thác, lưu lượng giao thông gia tăng, đặc biệt là xe tải nặng đã gây hư hại cho mặt cầu. Dù đã trải qua một số đợt sửa chữa, nhưng chỉ ít lâu sau, mặt cầu tiếp tục xuất hiện hư hỏng.

TS Trần Bá Việt, Phó chủ tịch Hội Bê tông Việt Nam, cố vấn trong việc sử dụng công nghệ bê tông UHPC sửa chữa bản mặt thép cầu Thăng Long cho biết: Năm 2020, mặt cầu Thăng Long bị bong rộp, hằn vệt bánh xe; mặt cầu bị rung, dao động rất lớn, bản mặt thép bắt đầu tới giới hạn mỏi. Vì vậy, nhiệm vụ sửa chữa mặt cầu Thăng Long thời điểm đó là cấp bách.

"Chúng tôi đã báo cáo Cục Đường bộ Việt Nam (trước đây là Tổng Cục Đường bộ Việt Nam) về giải pháp UHPC liên hợp thép để sửa chữa mặt cầu Thăng Long. Giải pháp đã được thử nghiệm ở mô hình nhỏ do Hội Bê tông Việt Nam thực hiện. Sau đó, phối hợp cùng Trường Đại học Giao thông vận tải thử nghiệm mô hình lớn", TS Trần Bá Việt chia sẻ.

Theo TS Trần Bá Việt, các kết quả thử nghiệm mô hình đã khẳng định giải pháp này ứng yêu cầu kéo dài tuổi thọ và tăng tốc độ, tăng lưu lượng phương tiện qua cầu.

Từ đó, Bộ Giao thông vận tải (nay là Bộ Xây dựng) giao cho Cục Đường bộ Việt Nam là chủ đầu tư và quyết định áp dụng giải pháp UHPC để sửa chữa mặt cầu Thăng Long. Sau 105 ngày thi công, đến ngày 7/1/2021 dự án đã hoàn thành.

"Đến nay, sau bốn năm sau đưa vào sử dụng, chất lượng mặt cầu Thăng Long hoàn toàn đáp ứng yêu cầu thiết kế, yêu cầu sử dụng; chưa phải bảo trì, sửa chữa lần nào", TS Trần Bá Việt khẳng định.

UHPC – công nghệ của thế kỷ 21

TS Trần Bá Việt cho biết, bê tông UHPC đã được áp dụng tại nhiều quốc gia và các chuyên gia Viện Bê tông Hoa Kỳ hay Tổ chức thiết kế cầu đường bộ AASHTO đánh giá là công nghệ của hạ tầng giao thông thế kỷ thứ 21. Giải pháp này - theo ông - chúng ta đã làm chủ công nghệ lõi, đồng thời có các thiết bị, có chuyên gia cho chế tạo bê tông UHPC.

Ở nước ta, các công trình áp dụng UHPC chia thành hai nhóm. Đầu tiên là nhóm kết cấu, áp dụng cho các dự án LRAMP gồm: ba cầu dân sinh nông thôn tại Trà Vinh, Nghệ An và Thái Nguyên; khoảng 36 cầu ở các tỉnh, thành; gần 200 cầu dân sinh ở tỉnh Tuyên Quang; gia cường sửa sửa mặt cầu Thăng Long. Thứ hai là nhóm phi kết cấu như tấm nhôm facade trường Đại học FPT Cần Thơ, tòa nhà 3CC Hà Nội, lan can Hồ trung tâm thành phố Tuyên Quang và nắp hố ga nhiều công trình,…

Hiện nay, các nhà máy bê tông lớn trong nước đều có thể làm chủ công nghệ vật liệu, chế tạo cấu kiện dầm UHPC như Bê tông Thủ Đức 1, Sông Đà Việt Đức, các công ty Thành Hưng, Xuân Mai...

TS Trần Bá Việt phân tích, theo Nghị quyết của Chính phủ, đến năm 2025 chúng ta phải hoàn thành 3.000km đường cao tốc và đến năm 2030 sẽ là 5.000km. Trong khi đó, vấn đề nguồn cát đắp nền đường cao tốc rất khó khăn và bị động, cho tới nay vẫn thiếu.

Khi chuyển hướng từ làm cầu cạn bằng cát đắp sang làm cầu cạn bằng dầm UHPC nhịp lớn sẽ thi công rất nhanh, không phải chờ lún và để dành khối lượng cát khan hiếm cho những tuyến cần cát đắp nền thấp. Biện pháp này có chi phí bảo trì thấp, tuổi thọ trên 100 năm và suất vốn đầu tư chỉ bằng với phương án sử dụng dầm Super T truyền thống.

Theo kỹ sư Lê Anh Đức, Công ty CP Sáng tạo và chuyển giao công nghệ Việt Nam, UHPC là bê tông được phát triển cao cấp hơn bê tông cốt sợi truyền thống. Loại bê tông này quan tâm nhiều hơn đến tính năng chịu nén của vật liệu. Các thành phần của bê tông được tối ưu hóa, sử dụng xi măng portland chất lượng cao và cốt liệu được kiểm soát chặt chẽ.

Với những ưu điểm vượt trội khi xét về mặt cường độ cũng như độ bền, việc ứng dụng loại bê tông này vào các công trình cầu, đường, hầm sẽ làm tăng độ chịu tải, độ bền công trình. Đặc biệt, nếu áp dụng xây dựng hạ tầng đường cao tốc, sẽ giúp tăng tuổi thọ công trình, không phải bảo dưỡng nhiều lần.

Kỹ sư Lê Anh Đức cho biết, hiện nay, có nhiều ý kiến cho rằng giá thành của loại bê tông này đang cao hơn so với thị trường. Tuy nhiên, nếu xét một cách tổng thể, giá tính 1m3 UHPC cao hơn so với bê tông thông thường, nhưng nếu tính theo diện tích xây dựng và theo tuổi thọ (chi phí vòng đời) công trình thì giá thành chỉ bằng khoảng 70% so với kết cấu bê tông truyền thống.