Triển vọng áp dụng kết cấu nhịp dầm thép cho cầu vượt nhẹ thi công nhanh ở Việt Nam

rung động ảnh hưởng đến người dân sinh sống xung quanh. Vì vậy, việc nghiên cứu áp dụng các dạng kết cấu nhịp thi công lắp ghép nhanh, hạn chế được tĩnh không, giảm ảnh hưởng của quá trình thi công, giá thành rẻ là một điều hết sức cần thiết trong việc giải quyết bài toán ùn tắc giao thông đặc biệt là các nút giao lớn. Từ khóa: cầu vượt; cầu lắp ghép; giao thông; panel I. Giới thiệu: Ở nước ta, tình trạng ùn tắc, tai nạn giao thông ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt là ở hai thành phố lớn là Hà Nội và Hồ Chí Minh. Vì vậy, việc làm thế nào để giảm bớt tình trạng kẹt xe, tắc đường trong giờ cao điểm tại các thành phố lớn luôn là một trong những vấn đề được các nhà quản lý, quy hoạch quan tâm hàng đầu. Trong bối cảnh đó, Bộ Giao thông vận tải đã có ý tưởng xây dựng cầu vượt nhẹ và thành phố Hà Nội đang nghiên cứu thí điểm xây các cầu vượt nhẹ ở các nút giao cắt ngã tư đồng mức cho xe tải nhỏ, xe ô tô con và xe máy nhằm mục đích giảm thiểu ùn tắc giao thông. Kết cấu cầu vượt nhẹ đang được sử dụng là cầu dầm thép liên hợp dạng I (cầu Panel) và cầu dầm hộp thép đã được áp dụng rộng rãi ở các nước đang phát triển. Các dạng cầu vượt trên có kết cấu thanh mảnh, phù hợp cho không gian chật hẹp nên không làm ảnh hưởng đến mỹ quan thành phố. Không chỉ hiệu quả ở mục đích sử dụng, loại cầu vượt này còn rất tiện lợi trong việc xây dựng và có thể di chuyển đi vị trí khác một cách dễ dàng. Thời gian xây dựng chỉ mất vài tháng, mức đầu tư mỗi cây cầy vượt cũng chỉ khoảng vài chục tỷ đồng II. Cầu vượt nhẹ sử dụng kết cấu dầm thép liên hợp dạng I panel Cầu dầm thép liên hợp dạng I panel xuất phát từ dầm thép liên hợp kiểu cũ bằng cách loại bỏ dầm ngang, loại bỏ sườn tăng cường, bản mặt cầu liên hợp được đơn giản hóa. Chiều cao dầm chủ nằm trong khoảng 390~1200mm. Chiều dài nhịp chính từ 15~40m. Chi phí thi công thấp, thời gian thi công ngắn, dễ thi công Hình 1 - Dầm thép liên hợp a) mặt cắt ngang của cầu dầm thép liên hợp (kiểu cũ); b) mặt cắt ngang của cầu dầm thép liên hợp I Panel Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 2-2012 105 Hai cây cầu vượt nhẹ lắp ghép đầu tiên được xây dựng tại các nút giao Tây Sơn - Chùa Bộc - Thái Hà, và nút giao Láng Hạ - Huỳnh Thúc Kháng - Thái Hà đã sử dụng kết cấu dầm thép liên hợp bản bê tông có chiều cao thấp. Đây là hai nút giao trọng yếu thường xuyên xảy ra ùn tắc giao thông trước đây. Cầu vượt Láng Hạ - Thái Hà có chiều dài 189m (tổng mức đầu tư hơn 67 tỷ đồng). Cầu vượt Tây Sơn – Chùa Bộc dài 249m (tổng mức đầu tư 65,5 tỷ đồng). Hai cầu được thiết kế bằng 8 nhịp dầm thép liên tục, 7 trụ cầu bằng thép trụ đơn thân đặt trên móng cọc thép. Cả hai đều rộng 9m, điểm cao nhất 4,75m với 2 làn ôtô, 2 làn xe máy, cho phép xe dưới 3 tấn đi qua với tốc độ 40Km/h. Hình 2: Cầu vượt nút giao Thái Hà -Láng Hạ Hình 3: Cầu vượt nút giao Tây Sơn-Chùa Bộc III. Cầu vượt nhẹ sử dụng kết cấu dầm hộp thép Cầu dầm hộp thép đã được sử dụng phổ biến và rộng rãi trên thế giới từ đầu thế kỷ 20. Ngày nay, cầu dầm hộp thép là giải pháp tối ưu trong các kết cấu cầu dây văng, dây võng khẩu độ lớn, vượt qua các eo biển và nối liền các đảo với nhau hoặc giữa đảo với đất liền. Hình 4: Các dạng mặt cắt ngang điển hình của cầu dầm hộp thép Ở Việt Nam, cầu dầm hộp thép đang trong giai đoạn đầu áp dụng, chưa có nhiều công trình về dầm hộp thép. Tuy nhiên, có một số công trình lớn và tiêu biểu như cầu vượt nút giao đường Nguyễn Chí Thanh – đường Láng, Cần Thơ, cầu Rồng, cầu Thuận Phước, ...Các công trình này đòi hỏi khả năng vượt nhịp và chịu tải trọng lớn. Dự án xây Cầu vượt nút giao Nguyễn Chí Thanh - Láng là một trong 2 dự án xây dựng cầu vượt nhẹ đang được triển khai nhằm góp phần giảm thiểu ùn tắc giao thông ở Thủ đô. Công trình có tổng mức đầu tư 348 tỷ đồng với tổng chiều dài của cầu 679m trong đó phần cầu dài 315m, bề rộng 16m. Cầu được thiết kế theo kết cấu trụ bê tông cốt thép nằm trên móng cọc khoan nhồi, dầm thép hộp. Cầu có độ bền vĩnh cửu chịu được tải trọng xe 80 tấn. Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 2-2012 106 Hình 5: Kết cấu trụ và xà mũ Hình 6: Kết cấu dầm hộp thép IV. Cầu vượt nhẹ sử dụng kết cấu liên hợp dầm - giàn Cầu liên hợp dầm - giàn xuất phát từ ý tưởng thiết kế kết cấu lai với trọng lượng nhẹ và khả năng vượt nhịp lớn (70-80m), tính kinh tế cao, thời gian thi công ngắn, có thể sản xuất hàng loạt. Đặc biệt, dạng cầu này áp dụng cho cầu cong hết sức hiệu quả mà các kết cấu dầm đúc sẵn khác khó thực hiện được. Hình 7: Dạng mặt cắt ngang điển hình của cầu Kiểu cầu này có thể sử dụng tại Việt Nam và đặc biệt cho các cầu vượt trong thành phố. Sử dụng cho cầu cong có nhịp từ 60-80m với chi phí thấp, sử dụng cho cầu đi bộ vượt nhịp lớn và có hình dạng kiến trúc đặc biệt. Hiện nay số lượng cầu dạng PCT được sử dụng rất rộng rãi tại Hàn Quốc như : - Cầu dẫn cho cầu Yeondo bridge với khẩu độ 72+7*120m, chiều rộng cầu 12.7m được thiết kế bởi công ty Hyundai Engineering và thi công vào năm 2003. - Cầu cong Mayang có khẩu độ nhịp 50m, chiều rộng cầu 10,9m được thiết kế bởi công ty Cheongseok Engineering và thi công vào năm 2005. - Cầu Shincheon dài 360m với khẩu độ 60+3*80+60m, chiều rộng mặt cầu 17,4m được thiết kế bởi công ty Cheongseok Engineering và thi công vào năm 2004 - Cầu Kujin với khẩu độ 70m, chiều rộng cầu 20,4m được thiết kế bởi công ty Yongma Engineering và thi công vào năm 2005. - Cầu Iyang dài 405m với khẩu độ 60+3*95+60m, chiều rộng mặt cầu 20,4m Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 2-2012 107 được thiết kế bởi công ty Yongma Engineering và thi công vào năm 2005. Cầu Pongha với khẩu độ 95m, chiều rộng mặt cầu 20,4m, chiều cao dàn thay đổi từ 2,7m ở mố đến 5,5m ở giữa nhịp được thiết kế bởi công ty Yongma Engineering và thi công vào năm 2005. Hình 8: Phối cảnh cầu liên hợp dầm – giàn Hình 9: Cầu Kujin - Hàn Quốc V. Triển vọng áp dụng cầu vượt nhẹ thi công nhanh ở Việt Nam Cầu vượt nhẹ có kết cấu thanh mảnh, phù hợp cho không gian chật hẹp nên không làm ảnh hưởng đến mỹ quan thành phố. Với công nghệ xây dựng hiện nay, kết cấu thép có thể tạo hình dáng hay sơn tạo màu theo ý muốn. Hơn nữa cầu kết cấu thép hoàn toàn phù hợp với tình hình giao thông Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh hiện nay. Các thành phố lớn hiện chưa có quy hoạch tổng thể về giao thông đồng mức và các nút giao lập thể, vì vậy giải pháp làm các làm cầu vượt tạm này rất phù hợp với tình thế hiện nay, nếu hiệu quả thì để lâu, còn khi qui mô lại qui hoạch thì có thể tháo dỡ đi và xây lắp lại linh hoạt. Cụ thể, tại thành phố Hà Nội, ngày 26/4/2012 vừa qua, sau hơn 3 tháng xây dựng, 2 cầu vượt nhẹ tại các ngã tư Chùa Bộc - Thái Hà - Tây Sơn và Láng Hạ – Thái Hà - Huỳnh Thúc Kháng đã chính thức được thông xe và đưa vào sử dụng. Nhận thấy tác dụng của các cây cầu vượt nhẹ này, lãnh đạo UBND Hà Nội lại đề ra kế hoạch xây dựng hàng loạt các cây cầu vượt nhẹ khác tại các ngã tư thường xuyên ùn tắc. Chưa đầy nửa tháng sau đó, ngày 8/5/2012, thêm một cầu vượt nhẹ chính thức được khởi công trên đường Nguyễn Chí Thanh - Trần Duy Hưng - Láng. Đặc biệt, ngày 11/5/2012 vừa qua, lễ khởi công xây dựng cầu vượt nhẹ bắc qua sông Tô Lịch tại ngã tư Láng Hạ - Lê Văn Lương đã khiến dư luận Thủ đô xôn xao về quy mô và tầm cỡ của nó. Dự kiến tổng trọng lượng dầm thép của công trình lên đến 1000 tấn và dự kiến khánh thành đúng ngày 10/10, kỉ niệm 58 năm, ngày giải phóng Thủ đô. Ngoài ra, theo quy hoạch xây dựng từ nay đến 2015, Hà Nội sẽ xây dựng thêm các cây cầu vượt nhẹ tại các nút: Hoàng Quốc Việt - Phạm Văn Đồng, Bắc Thăng Thăng Long - Nam Đồng, Nguyễn Sơn - Nguyễn Văn Cừ và cải tạo, mở rộng các nút Kim Mã - Liễu Giai, đường 69 - Phạm Văn Đồng, Cổ Nhuế - Phạm Văn Đồng. Đặc biệt, tại thành phố Hồ Chí Minh, theo báo cáo của Sở GTVT TP trong dự án Đầu tư xây dựng cầu vượt nhẹ tại các nút giao thông trọng điểm, hiện thành phố có khoảng 1.350 nút giao, trong đó có 120 nút Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 2-2012 108 giao của 75 tuyến đường phố chính và trục đối ngoại. Điều quan trọng là các nút giao trong khu vực nội thành chủ yếu là nút giao đồng mức, dễ gây ra ùn tắc trong thời điểm lưu lượng phương tiện tăng cao. Trước mắt là xây dựng cầu vượt tại nút giao Thủ Đức, Hàng Xanh, Cây Gõ,...Vì vậy, sáng ngày 10/7/2012, Sở Giao thông Vận tải TP.HCM đã tổ chức lễ khởi công cầu vượt “nhẹ” đầu tiên trên địa bàn TP.HCM tại nút giao Ngã tư Thủ Đức (giáp ranh Q.9 và Q.Thủ Đức). Cầu được xây dựng dọc theo Xa lộ Hà Nội với tổng chiều dài 570 m, trong đó, phần cầu dài 278 m, còn lại là phần đường dẫn lên cầu. Chiều rộng cầu 16 m, gồm 4 làn xe. Theo thiết kế, cầu được xây dựng lệch về phía bên phải theo hướng Sài Gòn – Đồng Nai, mép bên trái cầu sát tim Xa lộ Hà Nội hiện hữu. Cầu gồm 7 nhịp liên tục là dầm hộp thép, mặt cầu có kết cầu gồm liên hiệp bảng bê tông cốt thép. Dự kiến công trình sẽ thi công trong vòng 7 tháng. Hình 10: Phối cảnh cầu vượt bằng thép tại nút giao Thủ Đức TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Hồ sơ thiết kế cầu vượt nút giao Thái Hà – Chùa Bộc. [2]. Hồ sơ thiết kế cầu vượt nút giao Nguyễn Chí Thanh – Láng. [3]. KS Lê Thị Thu Hạnh – Giới thiệu một số kết cấu đặc biệt ở Hàn Quốc -