Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án môn học "Công nghệ xây dựng cầu hiện đại" của tác giả Trần Văn Tứ, dưới sự hướng dẫn của Th.S Phạm Xuân Hòa (Khoa Kỹ thuật – Công nghệ, Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Bình Dương, ngành Xây dựng kỹ thuật Công trình Giao thông), tập trung nghiên cứu giải pháp kỹ thuật thi công cầu bê tông cốt thép (BTCT) khẩu độ lớn. Bối cảnh thực tiễn của đề tài gắn liền với nhu cầu nâng cấp, phát triển hệ thống hạ tầng giao thông đường bộ tại Việt Nam nhằm đáp ứng lưu lượng vận tải ngày càng gia tăng.

Về mặt thực tế công trình, đề tài lấy cầu Bãi Cháy (Quốc lộ 18/tuyến AH8990, tỉnh Quảng Ninh) làm đối tượng dẫn chứng điển hình. Dự án cầu Bãi Cháy được triển khai nhằm thay thế bến phà Bãi Cháy cũ, kết nối hai khu vực đô thị Hòn Gai và Bãi Cháy qua eo biển Cửa Lục, giải quyết tình trạng ách tắc giao thông, đồng thời tạo tiền đề hạ tầng phục vụ lưu thông hàng hóa qua cảng Cái Lân và thúc đẩy kinh tế - du lịch vịnh Hạ Long.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của tác giả được xác định cụ thể:

  1. Trình bày tổng quan về lý thuyết vật liệu và các công nghệ xây dựng kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép hiện đại.
  2. Phân tích chi tiết quy trình, nguyên lý cơ học và giải pháp tổ chức thi công của công nghệ đúc hẫng cân bằng.
  3. Khảo sát, phân tích hồ sơ kỹ thuật và biện pháp công nghệ đã áp dụng thực tế tại dự án cầu Bãi Cháy (kết cấu dầm hộp, trụ tháp, móng giếng chìm hơi ép, cọc Shin-So và tính toán kháng chấn, kháng gió).

Đối tượng nghiên cứu là các công nghệ thi công kết cấu nhịp cầu BTCT, trọng tâm là công nghệ đúc hẫng cân bằng kết hợp cáp dự ứng lực và hệ móng sâu. Phạm vi không gian của công trình nghiên cứu điển hình là khu vực eo vịnh Cửa Lục, thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh; phạm vi thời gian ghi nhận từ giai đoạn lập dự án (những năm 1986–1998) đến khi hoàn thành, khánh thành thông xe vào ngày 02/12/2006.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng

Nội dung đồ án dựa trên các cơ sở pháp lý, quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành cầu đường của Việt Nam và Nhật Bản:

  • Căn cứ pháp lý: Luật Tổ chức Chính phủ ngày 30/09/1992; Tờ trình số 886/TTr-BGTVT ngày 31/03/1998 của Bộ Giao thông Vận tải; Công văn số 4534/HĐTĐ ngày 03/07/1998 của Hội đồng thẩm định Nhà nước; Quy hoạch phát triển kinh tế – xã hội vùng 1990–2010.
  • Tiêu chuẩn thiết kế đường và cầu: TCVN 4054-2005 (Đường ô tô – Yêu cầu thiết kế); 22 TCN 211-06 (Thiết kế mặt đường mềm); Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05; Tiêu chuẩn tải trọng động đất 22 TCN 221-85.
  • Tiêu chuẩn quốc tế áp dụng cho công trình cầu Bãi Cháy: Tiêu chuẩn cầu đường Nhật Bản JSHB-1996 (Japan Specifications for Highway Bridges) có chỉnh lý; Quy định kỹ thuật về giếng chìm hơi ép (Mục 3-02, Tập 4-1 Hồ sơ thầu).

Cơ sở lý thuyết vật liệu BTCT dựa trên sự làm việc đồng thời giữa bê tông và cốt thép nhờ lực dính bám, hệ số giãn nở vì nhiệt tương đương ở nhiệt độ dưới 1000°C ($\beta_{bt} = 0,000008 \div 0,000015$ và $\beta_t = 0,000012$), cùng đặc tính bảo vệ cốt thép chống gỉ của bê tông đặc chắc.

Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu kỹ thuật: Hệ thống hóa lý thuyết thi công cầu từ các giáo trình chuyên ngành và tài liệu nghiên cứu công nghệ xây dựng cầu.
  • Phương pháp phân tích ca điển hình (case study): Nghiên cứu toàn diện các thông số thiết kế, số liệu địa chất, thủy văn, sơ đồ kết cấu và quy trình thi công thực tế tại công trình cầu Bãi Cháy.
  • Phương pháp mô hình hóa kết cấu động lực học (dữ liệu trích dẫn từ hồ sơ thiết kế): Sử dụng phương pháp phân tích phổ đáp ứng (Response Spectrum Analysis) và phương pháp phân tích đáp ứng lịch sử thời gian (Time History Analysis) để đánh giá tác động động đất và dao động khí đàn hồi do gió bão.
  • Nguồn dữ liệu: Hồ sơ thiết kế của Viện Cầu và Kết cấu Nhật Bản (JBSI); các số liệu khảo sát khí tượng thủy văn của 7 trạm đo mưa tại Quảng Ninh; số liệu địa chất mũi khoan tại vị trí các trụ cầu chính; giáo trình và sổ tay thiết kế đường ô tô, công nghệ thi công cầu (NXB Giao thông Vận tải, NXB Xây dựng, NXB Giáo dục).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Đánh giá tình hình chung của khu vực diễn ra dự án

Chương này tổng kết bối cảnh tự nhiên, kinh tế - xã hội và pháp lý của dự án cầu Bãi Cháy tại tỉnh Quảng Ninh:

  • Bối cảnh quy hoạch và lựa chọn phương án: Trước năm 1990, quy hoạch đô thị thị xã Hòn Gai do chuyên gia Hungary hỗ trợ không đề xuất xây cầu vì lo ngại ảnh hưởng cảnh quan thiên nhiên. Sau các đợt khảo sát và làm việc của Thủ tướng Chính phủ vào tháng 9/1990, phương án làm cầu dây văng vượt eo Cửa Lục được lựa chọn thay thế phương án làm hầm ngầm của Đại học Mỏ - Địa chất do chi phí khảo sát hầm quá lớn. Thiết kế sơ bộ hoàn thành đầu năm 1995 với sự hỗ trợ của Đại sứ quán Anh, sau đó dự án chuyển sang sử dụng nguồn vốn ODA Nhật Bản từ năm 1996.
  • Đặc điểm tự nhiên khu vực dự án: Địa hình vùng Đông Bắc mang đặc trưng trung du miền núi ven biển, thuộc cánh cung Đông Triều – Móng Cái; nền địa chất tuyến đi qua chủ yếu là đất đồi núi cấp III, ít hiện tượng sụt lở hay hang động karst. Khí hậu có sự phân hóa lượng mưa: khu vực phía Đông (Hải Hà, Đầm Hà, Tiên Yên, Móng Cái) đạt lượng mưa trên 2.100 mm, trong khi vùng duyên hải phía Tây có lượng mưa dưới 1.000 mm.
Hạng mục khảo sát Đặc điểm kỹ thuật / Số liệu ghi nhận
Địa tầng trụ tháp chính Tầng đá sa thạch gốc, cường độ chịu tải tính toán $195 \div 272\text{ T/m}^2$
Cấp đất nền tuyến đường Đất đồi núi cấp III, ổn định, không yêu cầu xử lý nền phức tạp
Chế độ mưa khu vực Vùng Đông Bắc $> 2.100\text{ mm}$; vùng đồng bằng duyên hải Tây $< 1.000\text{ mm}$
Vốn đầu tư cầu chính Vốn vay ODA Nhật Bản, tổng giá trị hợp đồng xây dựng 1.100 tỷ VNĐ

Chương 2: Tổng quan về công nghệ xây dựng kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép

Chương 2 phân tích các đặc tính cơ lý của kết cấu BTCT và so sánh bốn công nghệ đúc bê tông liền khối tại chỗ:

  • Đặc tính vật liệu: Hàm lượng cốt thép trong BTCT thông thường chiếm từ 0,05% đến 3% diện tích mặt cắt ngang. Trọng lượng bản thân chiếm 60% đến 70% tổng tải trọng tác dụng; giới hạn bề rộng vết nứt cho phép để chống ăn mòn từ 0,2 mm đến 0,3 mm. Độ võng giữa nhịp của cầu BTCT nhỏ hơn từ 5 đến 10 lần so với cầu thép cùng khẩu độ.
  • Hệ thống đà giáo di động (MSS - Movable Scaffolding System): Áp dụng tối ưu cho dầm liên tục có chiều dài nhịp 35 m đến 60 m (phạm vi mở rộng 18 m đến 80 m), chiều dài tuyến từ 500 m đến vài kilômét. Chu kỳ hoàn thiện 1 nhịp từ 7 đến 9 ngày; chịu được bán kính cong ngang tối thiểu $R_{min} = 250\text{ m}$, độ dốc dọc lớn nhất $i_{max} = 5%$, độ dốc ngang $\pm 5%$, độ võng giới hạn của hệ giàn $y_{max} = L/400$.
  • Phương pháp đúc đẩy: Đúc từng phân đoạn dầm trên bệ đúc cố định sau mố (chiều dài bệ bằng 0,6 đến 0,7 chiều dài nhịp vượt), lắp mũi dẫn tạm phía đầu dầm và bố trí cốt thép DƯL căng ngoài tạm thời. Thiết bị trượt sử dụng mặt trượt Teflon tiếp xúc với thép mạ crôm; kích nâng dầm 500 đến 1.000 tấn; kích đẩy thủy lực nằm ngang lực đẩy 100 đến 300 tấn, hành trình piston xấp xỉ 1.000 mm, tốc độ đẩy đạt 1,4 đến 1,6 m/giờ.

Chương 3: Tổng quan cầu Bãi Cháy

Tác giả trình bày chi tiết các thông số kiến trúc, quy mô kết cấu và giải pháp công nghệ của cầu chính Bãi Cháy:

  • Tổ chức thực hiện: Tư vấn thiết kế và giám sát bởi Viện Cầu và Kết cấu Nhật Bản (JBSI, Chủ trì: TS. Komiya Masashisa; Giám đốc dự án: Haruo Yanagawa). Nhà thầu chính: Liên danh Shimizu – Sumitomo Mitsui; Nhà thầu phụ thi công giếng chìm: Shiraishi. Thời gian thi công 40 tháng (07/2003 – 11/2006).
  • Quy mô kỹ thuật: Cầu dây văng BTCT dự ứng lực 1 mặt phẳng dây gồm 6 nhịp liên tục với sơ đồ phân bố: $36\text{ m} + 86\text{ m} + 129,5\text{ m} + 435\text{ m} + 129,5\text{ m} + 87\text{ m} = 903\text{ m}$. Cầu đạt kỷ lục thế giới về chiều dài nhịp giữa (435 m) đối với cầu dây văng BTCT một mặt phẳng dây tại thời điểm hoàn thành.
Tên cầu Quốc gia Chiều dài nhịp giữa (m) Tổng chiều dài (m) Năm hoàn thành
Bãi Cháy Việt Nam 435 903 2006
Elorn Pháp 400 800 1994
Sunshine Skyway Mỹ 366 1.219 1987
Brotonne Pháp 320 607 1977
Puente Coatzacoalcos Mexico 288 698 1984
  • Các giải pháp kết cấu đặc trưng:
    1. Hệ thống một mặt phẳng dây và tháp đơn: Cáp neo tại dải phân cách giữa giúp tối ưu mỹ quan, không cản trở tầm nhìn ngắm cảnh vịnh. Dầm hộp kín có độ cứng chống xoắn lớn; tại mặt cắt neo cáp bố trí 2 thanh giằng chéo bằng ống thép theo phương ngang để truyền lực tập trung. Tháp dạng một cột thẳng đứng (kích thước ngang 3 m, cao 90 m) giúp tiết kiệm 250 triệu Yên (khoảng 33 tỷ VNĐ) so với phương án tháp chữ Y ngược.
    2. Kết cấu móng giếng chìm hơi ép (P2, P3, P4): Móng trụ tháp chính P4 có kích thước mặt bằng ngang 19 m, dọc 17 m, cao 26 m, hạ sâu 27,66 m xuống tầng đá sa thạch (dưới mực nước biển 26,96 m). Tốc độ hạ giếng nhanh nhất 56 cm/ngày, chậm nhất 3 cm/ngày, trung bình 15 cm/ngày. Để chống ma sát khi hạ giếng, công trường áp dụng biện pháp thổi khí, bơm bentonite và bơm nước dằn. Quy trình an toàn lao động tăng thời gian giảm áp lên gấp $1,6 \div 2,3$ lần so với tiêu chuẩn Nhật Bản và bố trí buồng điều trị giảm áp tại hiện trường, giúp không xảy ra tai nạn bệnh khí ép.
    3. Móng cọc Shin-So (A1, P1, P5, P6): Cọc đường kính $\Phi 2,5\text{ m}$ và $\Phi 3,0\text{ m}$ (trụ P5 cọc $\Phi 3\text{ m}$ sâu trên 16 m), đào thủ công kết hợp vách chống thép uốn cong lắp ghép từ trên xuống, đổ bê tông trực tiếp trên khô và bơm vữa tiếp xúc lấp kín khe hở giữa vách thép và địa tầng.
    4. Kiểm toán động đất và gió bão: Vận tốc gió thiết kế trung bình 10 phút là $U = 50\text{ m/s}$, hệ số gió giật bão $G = 1,65$, cường độ gió quẩn $I_x = 5 \div 12%$. Kiểm tra động đất theo JSHB-96 và 22 TCN 221-85 với tuổi thọ thiết kế 100 năm: gia tốc đỉnh nền $82\text{ cm/s}^2$ (chu kỳ lặp 950 năm, động đất trung bình) và $132\text{ cm/s}^2$ (chu kỳ lặp 2.500 năm, động đất mạnh). Ứng suất tính toán lớn nhất tại đáy móng trụ chính khi có tải trọng động đất là $125,4\text{ T/m}^2$, nhỏ hơn sức chịu tải cho phép của tầng đá gốc ($[\sigma] = 195,7\text{ T/m}^2$).

Chương 4: Công nghệ thi công đúc hẫng cân bằng

Chương 4 tập trung thuyết minh các nguyên lý cơ học, thiết bị chuyên dụng và quy trình các bước thi công kết cấu nhịp cầu dầm hộp bằng phương pháp đúc hẫng:

  • Quy cách vật liệu và thiết bị đúc hẫng:
    • Cáp DƯL: Tao xoắn 7 sợi độ tự chùng thấp, đường kính chuẩn 0,5 inch (12,7 mm) hoặc 0,6 inch (15,2 mm).
    • Thanh thép cường độ cao (Macalloy D32, D38, D40): Sử dụng liên kết ngàm tạm khối $K_0$ vào đỉnh trụ. Thanh D32 có diện tích mặt cắt $804,2\text{ mm}^2$, khối lượng $6,31\text{ kg/m}$, giới hạn chảy $950\text{ MPa}$, giới hạn bền $1.200\text{ MPa}$, độ giãn dài tối thiểu 5%, tải trọng phá hoại tối thiểu 96,5 tấn; thử kéo trước ở mức 60% và ứng suất sử dụng không vượt quá 80% tải trọng đứt.
    • Xe đúc hẫng: Trọng lượng toàn bộ hệ xe và ván khuôn khoảng 80 tấn (ván khuôn nặng 20 đến 30 tấn, kết cấu khung giàn xe nặng 55 đến 60 tấn), dạng khung giàn hình thoi hoặc giàn tam giác treo trên chạy trên dầm ray cố định bằng thanh giằng neo vào dầm bê tông.
    • Đà giáo mở rộng trụ ($K_0$): Chiều dài theo phương ngang cầu bằng chiều rộng đáy hộp cộng thêm 2 m mỗi bên; chiều rộng theo phương dọc cầu bao gồm chiều dài đốt $K_0$ cộng thêm 2 m sàn công tác mỗi bên. Mặt đáy khối kê tạm lót vữa dày tối thiểu 3,5 cm kết hợp màng vải nhựa 2 mm để dễ đục phá khi hạ dầm xuống gối chính.
  • Quy trình thi công một đốt dầm điển hình:
    1. Kích hạ, tháo ván khuôn xe đúc tách khỏi đốt bê tông đã ninh kết.
    2. Di chuyển hệ xe đúc tiến về phía trước đến vị trí đốt tiếp theo.
    3. Định vị xe đúc, gông chặt chân xe vào bản nắp dầm bằng các thanh Bar Macalloy.
    4. Căn chỉnh cao độ, độ vồng và tim ván khuôn theo thiết kế.
    5. Lắp đặt cốt thép thường, ống bọc luồn cáp, mấu neo và ván khuôn ngăn đầu dầm.
    6. Đổ bê tông theo đợt (bản đáy/thành bên $\rightarrow$ thành bên còn lại $\rightarrow$ bản nắp dầm); sử dụng phụ gia siêu dẻo Sikament NN với liều lượng $0,8 \div 1,5\text{ lít}/100\text{ kg}$ xi măng.
    7. Bảo dưỡng bê tông trong thời gian 3 ngày; thí nghiệm mẫu nén đạt cường độ $R_{mẫu} \ge 80% R_{tk}$.
    8. Luồn cáp DƯL, tiến hành căng kéo cáp theo thứ tự thiết kế và bơm vữa không co ngót lấp lòng ống ghen.
  • Kỹ thuật thi công nhịp biên và hợp long:
    • Đốt dầm trên đà giáo cố định nhịp biên (chiều dài nhịp biên thiết kế bằng $0,6 \div 0,7$ nhịp chính) được đúc theo quy trình 8 bước trên nền gia cố đầm chặt hoặc hệ khung trụ tạm MYK.
    • Trình tự hợp long phổ biến: Hợp long nhịp biên trước bằng xe bơm hoặc hệ nổi, tháo neo tạm hạ dầm xuống gối chính, sau đó tiến hành hợp long nhịp giữa bằng 1 xe đúc treo ván khuôn.
    • Cân chỉnh tại mối nối hợp long giữa nhịp: Sử dụng kích và cột chống nâng/hạ cao độ hai đầu cánh hẫng, chèn chân cột bằng vữa Sikagrout, liên kết giữ bằng thanh PC38; bố trí giằng chéo thép hình chữ X trên mặt dầm và thanh chống ngang dầm chữ H kết hợp căng kéo trước 2 bó cáp DƯL đạt 70% lực kéo kiểm tra để chống dao động trước khi đổ bê tông khối hợp long.
  • Quản lý hình học và đường cong độ vồng: Thiết lập đường cong độ vồng trước của dầm trong quá trình đúc hẫng dựa trên tổng hợp các thành phần biến dạng: chênh cao thiết kế $h_i$, độ võng do trọng lượng bản thân dầm theo sơ đồ mút thừa $f_{p1,i}$, độ võng do tĩnh tải giai đoạn 2 ($f_{p2,i}$) và hoạt tải ($f_{q,i}$) theo sơ đồ dầm liên tục, độ vồng đàn hồi do căng kéo cáp DƯL $y_i$, độ võng do trọng lượng xe đúc $v_{xe,i}$, và độ nảy vồng do hiệu ứng dỡ tải xe đúc sau hợp long $f_{dt,i}$.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật và số liệu công trình

Đồ án đã tổng hợp toàn bộ các chỉ tiêu kỹ thuật thực tế và khối lượng vật tư phục vụ xây dựng cầu chính Bãi Cháy:

  • Tổng khối lượng bê tông các loại: $47.034\text{ m}^3$ (trong đó 3 giếng chìm hơi ép chiếm $15.144\text{ m}^3$).
  • Cường độ bê tông theo từng bộ phận: Dầm chủ đạt 45 MPa; tháp cầu và khối đỉnh trụ đạt 55 MPa; thân trụ đạt 35 MPa; móng giếng chìm và các kết cấu khác đạt 24 MPa.
  • Khối lượng cốt thép và dây cáp: Hơn 2.810 tấn cốt thép thường; hơn 262 tấn thép dự ứng lực (SWPR 7B 12T12,7 và SBPR930/1180 $\Phi$32); hơn 1.024 tấn cáp dây văng chuyên dụng (SWPR 7B 37H15,7 đến 75H15,7).
  • Tiến độ và khai thác: Công trình hoàn thành sau 40 tháng thi công, bàn giao đúng hạn ngày 02/12/2006, đáp ứng năng lực lưu thông thiết kế 65.000 xe con quy đổi/ngày đêm với tốc độ thiết kế đường đô thị cấp II đạt 80 km/h.

Giải pháp và đóng góp của tác giả

  • Tổng hợp hoàn chỉnh quy trình kỹ thuật đúc hẫng cân bằng kết cấu nhịp dầm hộp khẩu độ lớn, hệ thống hóa chi tiết các bước từ lắp dựng đà giáo mở rộng đỉnh trụ $K_0$, trình tự phân đợt đổ bê tông, thao tác căng kéo cáp DƯL, đến kỹ thuật điều chỉnh sai lệch hình học khi hợp long nhịp biên và nhịp giữa.
  • Ghi nhận và phân tích sâu các công nghệ xây dựng nền móng phức tạp lần đầu áp dụng tại Việt Nam: công nghệ hạ giếng chìm hơi ép kích thước lớn bằng phương pháp thổi khí, bơm bentonite và kiểm soát nghiêm ngặt y tế lao động để phòng ngừa tai biến áp suất; công nghệ móng cọc đào sâu Shin-So kết hợp vách thép định hình và bơm vữa chèn tiếp xúc.
  • Đưa ra cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa phương án tháp một cột và tháp chữ Y ngược, chứng minh phương án tháp một cột tiết kiệm 250 triệu Yên (khoảng 33 tỷ VNĐ) mà vẫn đáp ứng ổn định khí động học dưới vận tốc gió thiết kế 50 m/s.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đề tài: Các nội dung phân tích động học dao động khí đàn hồi do gió bão và phản ứng phổ kháng chấn mới dừng ở mức trích xuất các kết quả tính toán có sẵn từ hồ sơ thiết kế JBSI, chưa tự thiết lập mô hình số phần tử hữu hạn độc lập để tái lập ma trận độ cứng hay phân tích phổ biến dạng phi tuyến của dầm chủ.
  • Hướng mở rộng: Nghiên cứu ứng dụng các thuật toán quan trắc công trình (SHM - Structural Health Monitoring) để theo dõi ứng suất cáp dây văng, độ suy giảm dự ứng lực và hiện tượng từ biến, co ngót của bê tông dầm hộp trong giai đoạn khai thác lâu dài.

Giá trị tham khảo

Bản thuyết minh đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành cho:

  • Sinh viên, học viên cao học ngành Kỹ thuật Công trình Giao thông, Xây dựng Cầu - Hầm tham khảo phương pháp lập biện pháp tổ chức thi công cầu dầm hộp BTCT đúc hẫng và cầu dây văng.
  • Kỹ sư thiết kế và kỹ sư giám sát hiện trường có thể khai thác các thông số về quản lý độ võng/độ vồng thi công ($f_{p1}, f_{p2}, v_{xe}, f_{dt}$), định mức phụ gia siêu dẻo Sikament NN, giải pháp ngàm tạm đỉnh trụ bằng thanh Macalloy và quy trình an toàn y tế thi công móng giếng chìm hơi ép.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cầu Bãi Cháy lại lựa chọn thiết kế dây văng một mặt phẳng dây thay vì hai mặt phẳng dây?
Kết cấu một mặt phẳng dây bố trí toàn bộ cáp và tháp tại dải phân cách giữa, giúp người lưu thông trên cầu có tầm nhìn thông thoáng ngắm cảnh vịnh Hạ Long và vịnh Cửa Lục mà không bị cản trở tầm mắt. Đồng thời, giải pháp này giúp kết cấu thanh mảnh, giảm chi phí xây dựng so với phương án hai mặt phẳng dây đã được so sánh trong dự án.

2. Giải pháp nào được áp dụng để dầm hộp chịu được mômen xoắn do tải trọng lệch tâm và gió ngang trong kết cấu một mặt phẳng dây?
Do cáp một mặt phẳng ở tim cầu không có khả năng chống lại mômen xoắn hướng ngang phát sinh từ tải trọng xe lệch làn hoặc gió bão, dầm chủ được thiết kế dạng tiết diện hộp kín có độ cứng chống xoắn rất lớn. Ngoài ra, tại các vị trí mặt cắt neo cáp, nhà thiết kế bố trí bổ sung 2 thanh giằng chéo bằng ống thép theo phương ngang cầu để truyền tải trọng neo phân bố đều vào kết cấu thành và đáy dầm.

3. Móng giếng chìm hơi ép trụ P4 có quy mô ra sao và giải pháp an toàn lao động nào đã giúp ngăn ngừa bệnh khí áp cao cho công nhân?
Móng giếng chìm hơi ép P4 có kích thước ngang 19 m, dọc 17 m, cao 26 m, hạ sâu 27,66 m xuống tầng đá sa thạch. Để chống bệnh khí áp cao (do bọt khí nitơ tích tụ trong máu khi giảm áp đột ngột), công trường đã tăng thời gian giảm áp lên gấp $1,6 \div 2,3$ lần so với tiêu chuẩn Nhật Bản, tuân thủ Mục 3-02 Tập 4-1 Hồ sơ thầu và bố trí buồng điều trị tăng/giảm áp trực tiếp tại hiện trường. Nhờ đó, không có trường hợp công nhân nào mắc bệnh nghề nghiệp trong suốt quá trình thi công.

4. Kỹ thuật điều chỉnh sai lệch hình học giữa hai đầu cánh hẫng trước khi đổ bê tông hợp long nhịp giữa được thực hiện như thế nào?
Nếu hai đầu dầm hẫng bị lệch cao độ đứng, kỹ sư dùng kích và cột chống đẩy xuống (đối với bên cao hơn) hoặc dùng thanh neo cường độ cao kết hợp kích thông tâm kéo lên (đối với bên thấp hơn), sau đó chèn vữa không co Sikagrout và cố định bằng thanh PC38. Nếu lệch phương ngang, hệ giằng chéo thép hình chữ X trên mặt dầm và thanh chống chữ H trong lòng dầm được lắp đặt kết hợp căng kéo 2 bó cáp DƯL đạt 70% lực kéo kiểm tra để cố định hình học trước khi đổ bê tông.

Kết luận

Đồ án của tác giả Trần Văn Tứ đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý thuyết về vật liệu bê tông cốt thép và các công nghệ thi công kết cấu nhịp cầu hiện đại, trọng tâm là phương pháp đúc hẫng cân bằng. Thông qua đối tượng nghiên cứu điển hình là cầu Bãi Cháy, đồ án đã phân tích chi tiết các giải pháp kỹ thuật phức tạp gồm kết cấu dây văng một mặt phẳng dầm hộp chống xoắn, tháp đơn 90 m, hệ móng giếng chìm hơi ép sâu 27,66 m và móng cọc đào sâu Shin-So. Toàn bộ các thông số vật liệu, tải trọng, quy trình kiểm soát độ vồng và biện pháp thi công hợp long được trình bày mạch lạc, cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật thực tiễn cao cho chuyên ngành Xây dựng Công trình Giao thông.