Những công nghệ cầu đưa Việt Nam vươn tầm thế giới

Hiện Việt Nam hoàn toàn làm chủ công nghệ xây các cây cầu nhịp lớn, kể cả dây văng, dây võng, cầu vòm (Trong ảnh: Cầu Bạch Đằng nối Hải Phòng - Quảng Ninh là một trong những cây cầu lớn nhất Việt Nam, khởi công năm 2015, hoàn thành năm 2018)

Làm được điều không ai dám nghĩ tới

Dù đã 30 năm trôi qua, nhưng trong ký ức của PGS.TS. Tống Trần Tùng, Tổ trưởng Tổ cố vấn giúp việc Bộ trưởng GTVT chỉ đạo về kỹ thuật, công nghệ, chất lượng một số dự án giao thông (nguyên Phó Vụ trưởng Vụ KHCN, Bộ GTVT) vẫn khắc ghi dấu ấn đột phá đầu tiên trong công nghệ làm cầu tại Việt Nam. Đó là việc áp dụng công nghệ đúc hẫng vào thi công cầu bê tông nhịp vượt khẩu độ lớn.

Ông Tùng kể, thời điểm sau giải phóng, công nghệ làm cầu của Việt Nam chủ yếu thô sơ, lạc hậu. Đến cuối những năm 80 của thế kỷ trước, sau sự cố sập cầu Rào ở Hải Phòng (khai thác được 7 năm), việc xây dựng những cây cầu bằng bê tông vẫn còn nhiều thách thức về mặt kỹ thuật, công nghệ, nhất là những cây cầu có khổ thông thuyền lớn, vượt qua những con sông rộng…

Giữa thời điểm đó, việc xây dựng cầu Gianh (Quảng Bình) trên QL1 trở nên vô cùng cấp thiết vì nhu cầu vận tải tăng cao. Các phương án đề xuất của Viện Thiết kế GTVT (nay là TEDI) như phương án khung T, nhịp theo kiểu cầu Rào, phương án “banh” dàn thép theo kiểu cầu Chương Dương không được thông qua do thiếu tính khả thi.

Trước tình hình đó, lãnh đạo Bộ GTVT chọn hướng đi là quyết tâm đổi mới công nghệ xây dựng cầu, chủ động nghiên cứu lựa chọn các công nghệ xây dựng cầu tiên tiến của các nước phát triển nhưng phải phù hợp với các điều kiện thực tiễn của Việt Nam để tiến tới tiếp nhận, nắm bắt và làm chủ các công nghệ đó.

“Khó khăn nhất lúc này là chúng ta đang bị cấm cấm vận, việc có được 500.000 - 700.000 USD để triển khai công việc là vô cùng khó khăn”, ông Tùng chia sẻ và cho biết, sau khi được Bộ GTVT chấp thuận, liên danh “ba nhà” gồm: Đại học GTVT - Viện Thiết kế GTVT - Tổng công ty Xây dựng cầu Thăng Long đã được hình thành để tìm giải pháp cho cầu sông Gianh.

Sau đó, các cuộc tiếp xúc với các công ty của Nhật Bản, Thụy Sĩ, Áo, Đức… được tiến hành trong bối cảnh đi lại sang các nước tư bản cũng như việc trao đổi thông tin gặp rất nhiều khó khăn.

Cuối cùng phương án tiếp nhận công nghệ đúc hẫng để xây dựng cầu sông Gianh cũng đã được thỏa thuận với sự trợ giúp của công ty VSL (Thụy Sĩ).

“Sau đó, vì nhiều lý do khác nhau, phương án này được sử dụng xây dựng cầu Phú Lương (Hải Dương) trên tuyến QL5. Với sự trợ giúp, chuyển giao công nghệ của các chuyên gia của hãng VSL, cầu Phú Lương - cây cầu bê tông dự ứng lực vượt khẩu độ 102m thi công bằng công nghệ đúc hẫng đầu tiên đã được khởi công xây dựng vào năm 1992 và đưa vào khai thác năm 1996”, ông Tùng nhớ lại.

Một vài năm sau, cầu sông Gianh vượt khẩu độ 120m do Tổng công ty Xây dựng cầu Thăng Long với sự trợ giúp kỹ thuật của Pháp cũng được cắt băng khánh thành. Công nghệ thi công đúc hẫng cầu bê tông dự ứng lực vượt khẩu độ lớn đã được ngành cầu Việt Nam tiếp nhận, nắm bắt và làm chủ hoàn toàn, điều mà trước đó vài ba năm chưa ai dám nghĩ tới.

Từ thành công tại cầu Phú Lương và sông Gianh, đội ngũ thợ cầu Việt Nam đã tự thiết kế, chế tạo thiết bị, tự thi công xây dựng hàng chục cây cầu khác bằng công nghệ đúc hẫng nhịp vượt khẩu độ lớn như: Tiên Cựu (Hải Phòng), Lạc Quần (Nam Định), Hoàng Long (Thanh Hóa), Tuyên Sơn (Đà Nẵng), Thanh Trì (Hà Nội), Tạ Khoa (Sơn La)…

Dùng cọc khoan nhồi, làm chủ công nghệ cầu dây văng

Cùng thời điểm tiếp nhận và làm chủ công nghệ đúc hẫng, một bước đột phá lớn khác về công nghệ làm cầu ở Việt Nam là áp dụng công nghệ thiết kế, thi công cọc khoan nhồi đường kính lớn.

TS. Nguyễn Ngọc Long, Phó chủ tịch Hội KHKT Cầu đường Việt Nam (nguyên Tổng giám đốc TEDI) nhớ lại: Đầu năm 1992, Bộ GTVT có chủ trương đầu tư xây dựng cầu Việt Trì qua sông Lô.

Tuy nhiên, địa chất qua khu vực xây dựng cầu rất phức tạp, sông sâu, tốc độ dòng chảy lớn, dưới đáy sông là một lớp phủ mỏng 5 - 7m, rồi đến tầng đá gờ-nai phong hóa không đồng đều. Nếu dùng biện pháp thi công thông thường lúc bấy giờ là đóng cọc thép bằng búa diesel sẽ không thể làm được.

Để giải quyết vấn đề này, Bộ GTVT, đơn vị tư vấn, nhà thầu đã rà soát và nhận thấy, có một loại công nghệ đã áp dụng thành công ở nhiều nước trên thế giới là xây dựng móng trụ cầu bằng cọc khoan nhồi đường kính lớn.

Sau đó, Viện Thiết kế GTVT (nay là TEDI) đã báo cáo lãnh đạo Bộ GTVT các đầu mối chuyển giao công nghệ của nước ngoài. Tiếp đến, nhà thầu là Tổng công ty Xây dựng cầu Thăng Long cũng đề xuất ứng dụng công nghệ cọc khoan nhồi đường kính lớn.

“Được Bộ GTVT chấp thuận, Tổng công ty Thăng Long tiến hành mua thiết bị, trong đó có búa khoan đảo chiều TRC, công nghệ và hướng dẫn sử dụng của phía đối tác Nhật Bản và tiến hành xây dựng thành công cầu Việt Trì bằng công nghệ cọc khoan nhồi đường kính 1,3m vào năm 1992”, ông Long nói và cho biết, sau thành công tại cầu Việt Trì, các đơn vị tư vấn, nhà thầu trong nước đã hoàn toàn làm chủ công nghệ thi công móng trụ cầu bằng cọc khoan nhồi.

PGS.TS. Hoàng Hà, nguyên Vụ trưởng Vụ Khoa học công nghệ (Bộ GTVT) nhận định: “Việc làm chủ công nghệ thi công cọc khoan nhồi đường kính lớn tại cầu Việt Trì và công nghệ thi công đúc hẫng tại cầu Phú Lương là những bước đột phá lớn trong công nghệ làm cầu tại Việt Nam”.

Theo ông Hà, sau khi làm chủ hai công nghệ trên, các cầu bê tông nhịp lớn về sau như: Sông Gianh, Quán Hàu... đều được thi công với tiến độ rất nhanh, chi phí lại rẻ hơn.

Từ việc phải mua xe đúc hẫng ở nước ngoài với chi phí lên tới hàng chục tỷ đồng/bộ, trong thời gian ngắn, chúng ta đã tự phát triển và chế tạo được 60 - 70 bộ xe đúc cho tổng công ty, từ đó công nghệ thi công các cầu bê tông cốt thép đúc hẫng nhịp lớn trở nên rất thông thạo đối với các nhà thầu Việt Nam.

“Trước đây, thi công cầu Phú Lương phải mất 12 - 15/ngày mới hoàn thành một đốt dầm, nhưng khi chúng ta làm chủ và phát triển hai công nghệ cọc khoan nhồi và đúc hẫng đến năm 2015, thời gian rút thi công một đốt dầm chỉ còn 4 ngày, tiến độ nhanh và độ chính xác rất cao” ông Hà cho biết.

Đối với các cầu có nhịp trung bình và ngắn, chúng ta cũng đã nghiên cứu, chế tạo được những dạng kết cấu có hiệu quả cao như dầm super-T, chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật vào loại tốt nhất thế giới, giá thành lại rất thấp, chỉ khoảng 35 triệu m2 theo thời gian hiện tại.

Tuy vậy, cầu bê tông dự ứng lực thi công theo phương pháp đúc hẫng cũng chỉ có thể mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi vượt nhịp đến khoảng trên dưới 150m, với yêu cầu vượt các khẩu độ lớn hơn, phải tính đến cầu hệ dây, dây văng hoặc dây võng.

Ông Hà cho biết, năm 1997, cầu dây văng Mỹ Thuận được xây dựng bằng nguồn vốn, kỹ thuật của Úc và các chuyên gia nước ngoài. Qua chương trình đào tạo và chuyển giao công nghệ, đội ngũ ngành cầu Việt Nam đã học hỏi được nhiều kinh nghiệm.

“Sau đó, chỉ trong thời gian ngắn, chúng ta đã tự thiết kế, thi công cầu dây văng Rạch Miễu vào đầu năm 2000, tiếp đến là cầu Phú Mỹ, rồi cầu Thuận Phước, cầu Rồng, cầu Trần Thị Lý… mới nhất là cầu Bạch Đằng với dây văng nhiều nhịp, đòi hỏi kỹ thuật rất cao.

Hiện, các kỹ sư thiết kế và nhà thầu thi công tại Việt Nam hoàn toàn làm chủ các cây cầu nhịp lớn, kể cả dây văng, dây võng, cầu vòm… hoàn toàn không phải phụ thuộc vào nước ngoài”, ông Hà khẳng định.

Đình Quang