Láng giềng Việt Nam phá kỷ lục thế giới, xây cầu bê tông có nhịp chính dài tới 600m

Trung Quốc vừa thiết lập một cột mốc mới cho loại cầu vòm bê tông với công trình cầu Thiên Nga Long Than ở Quảng Tây, sở hữu nhịp chính dài 600m.

Công trình này đã giành giải thưởng cao nhất tại Giải thưởng Khoa học và Công nghệ cấp tỉnh Quảng Tây hôm 24/8.

Giải thưởng ghi nhận những đột phá kỹ thuật giúp công nghệ xây dựng cầu vòm bê tông vượt qua các giới hạn từng kìm hãm những dự án tương tự trong nhiều thập kỷ.

Nhịp cầu vươn xa 600m

Cầu Thiên Nga Long Than bắc qua sông Hồng Thủy tại huyện Thiên Nga, thành phố Hà Trì, thuộc Khu tự trị dân tộc Choang Quảng Tây. Với nhịp chính dài 600m, cây cầu đã phá kỷ lục thế giới trước đó là 445m đối với cầu vòm bê tông.

Cầu có tổng chiều dài 2.488,55m, gồm 4 làn xe lưu thông hai chiều. Công trình được đưa vào sử dụng từ năm 2024 và hiện giữ kỷ lục cầu vòm bê tông cốt thép có nhịp chính dài nhất thế giới.

Trong nhiều thập kỷ, các kỹ sư tại Nhật Bản, Croatia và những quốc gia có thế mạnh về xây dựng cầu đã nghiên cứu các phương án xây cầu vòm bê tông với nhịp gần 600m. Tuy nhiên, các công trình hoàn thành tại những nước này vẫn chưa vượt qua mốc 390m.

Thách thức lớn nhất nằm ở trọng lượng khổng lồ mà một vòm bê tông có nhịp dài phải tự gánh. Theo báo cáo, tải trọng bản thân của cây cầu chiếm hơn 90% tổng ứng suất, trong đó phần bê tông bao quanh khung thép chiếm hơn một nửa trọng lượng này.

Để giải quyết vấn đề, các kỹ sư đã thay đổi thiết kế nhằm giảm lượng bê tông sử dụng. Vòm chính được chia thành 2 sườn vòm, đồng thời loại bỏ những phần chịu rất ít ứng suất.

Nhờ đó, bề rộng vòm được thu hẹp từ 23m xuống còn 13m. Lượng bê tông sử dụng giảm từ khoảng 40.000 m3 xuống 28.000 m3.

Tính trên mỗi mét cầu, thiết kế mới tiêu thụ ít hơn 22% bê tông so với các cầu có nhịp khoảng 400m, trong khi vẫn duy trì mức chịu lực tương đương.

Giải bài toán nứt bê tông

Đội ngũ thi công cũng phát triển những phương pháp mới để đổ bê tông.

Kiểm soát các vết nứt đặc biệt quan trọng với những vòm bê tông quy mô lớn, bởi sự thay đổi nhiệt độ và ứng suất bên trong có thể tác động đến kết cấu trong quá trình bê tông đông cứng.

Công nghệ mới giúp dự án vượt qua giới hạn kỹ thuật vốn tồn tại lâu nay đối với cầu vòm bê tông.

Các cầu vòm bê tông thông thường được cho là khó vượt qua nhịp 400m, trong khi cầu vòm ống thép nhồi bê tông thường gặp nhiều thách thức khi nhịp vượt quá 500m.

Với nhịp chính 600m, cầu Thiên Nga Long Than đã đưa cầu vòm bê tông sang một cấp độ mới, mở rộng đáng kể giới hạn về chiều dài nhịp có thể thực hiện trên thực tế.

Cây cầu cũng mang lại lợi thế về kinh tế so với phương án cầu dây văng. Theo stdaily.com, việc lựa chọn kết cấu vòm bê tông giúp tiết kiệm 110 triệu NDT chi phí xây dựng.

Trong vòng đời thiết kế 100 năm, chi phí bảo trì dự kiến thấp hơn 470 triệu NDT so với phương án thiết kế thay thế.

Trong quá trình xây dựng vào năm 2023, Hiệp hội Quốc tế về Cầu và Kết cấu (IABSE) cùng Học viện Kỹ thuật Trung Quốc đã tổ chức một hội nghị quốc tế tại Nam Ninh, thủ phủ Quảng Tây.

Theo báo cáo, các chuyên gia tham dự sự kiện đánh giá công nghệ được sử dụng cho cây cầu là “đẳng cấp thế giới”.