Những nét đặc biệt về cầu Bãi Cháy

* Cầu có khẩu độ nhịp lớn nhất, chiều dài đứng thứ 2 thế giới Cây cầu Bãi Cháy, một trong năm cây cầu hiện đại của thế giới (Việt Nam, Pháp, Mỹ, Mêxico) về chủng loại cầu dây văng dự ứng lực một mặt phẳng dây, cầu có khẩu độ nhịp dài nhất là 435m giữa hai mố trụ cầu và chiều dàitoàn cầu đứng thứ 2 trong năm cầu.

Thông số về 5 cầu dây văng dự ứng lực một mặt phẳng dây: Cầu Bãi Cháy (Việt Nam), khẩu độ nhịp 435 m, chiều dài toàn cầu là 903 m; Cầu Elom(Pháp), khẩu độ nhịp 400 m, chiều dài là 800 m; Cầu Sunsine Skyway (Mỹ), khẩu độ nhịp 366 m, chiều dài là 1219 m; Cầu Brôtnne (Pháp), khẩu độ nhịp 320 m, chiều dài là 607 m; Cầu Puenete Coatzacoaltos (Mê xi cô), khẩu độ nhịp 288 m, chiều dài là 698 m

Các chuyên gia và công nhân trên công trường xây dựng cầu Bãi Cháy. Ảnh: Đỗ Khánh

Các chuyên gia và công nhân trên công trường xây dựng cầu Bãi Cháy.

          Ảnh: Đỗ Khánh


* Phòng thí nghiệm trên 2 bờ đại dương

Để có kết quả chính xác về co ngót và từ biến của bê tông dùng cho cầu Bãi Cháy, tư vấn thiết kế đã tiến hành thí nghiệm 2 mẫu bê tông: một đặt trong phòng thí nghiệm ở đầu cầu phía Bãi Cháy, một đặt ở trong phòng thí nghiệm ở Tôkyô. Mọi thay đổi về nhiệt độ, độ ẩm... tại Việt Nam hàng ngày đều được điện báo về Nhật Bản để điều chỉnh cho phù hợp và thí nghiệm này phải kéo dài tới 3 năm.

Nhờ có kết quả thí nghiệm cộng với kinh nghiệm thi công của nhà thầu mà khi đổ bê tông thân trụ chính cầu Bãi Cháy cao 47,5m đã phải đổ thêm 4cm để khi đổ bê tông thân trụ co ngót ngắn lại 4cm thì cao độ đỉnh trụ vừa đúng với cao độ thiết kế. Nếu không cao độ mặt cầu sẽ thấp đi 4cm hoặc phải đổ lớp bê tông thảm mặt cầu dày thêm 4cm.

* Hầm thí nghiệm gió lớn nhất

Với các số liệu khí tượng thu thập tại Quảng Ninh trong vòng 30 năm, thì tốc độ gió ban đầu được đưa vào trong thiết kế với tần suất 1% (100 năm mới xuất hiện một lần) là 47,66m/s. Do quy mô và tính phức tạp của công trình tốc độ gió được đưa vào trong tính toán kiểm tra là 50m/s (180 km/h), đây là tần suất ứng 0,75% (150 năm mới xảy ra một lần).

Việc kiểm tra độ ổn định khí động học mô hình tổng thể cầu 3 chiều đã được tiến hành với 1 mô hình cầu Bãi Cháy được thu nhỏ với tỷ lệ 1/150. Mặc dù đã được thu nhỏ với tỷ lệ lớn như vậy mà mô hình cầu Bãi Cháy vẫn còn dài tới 7 m. Bởi vậy, một hầm gió đã được thiết kế đặc biệt với kích thước cao 2m, rộng tới 16m đã được xây dựng.

Kết quả thí nghiệm cho thấy với tốc độ gió được giả định cực đại trongthiết kế thì tại vị trí giữa nhịp cầu chính, cao độ mặt cầu có biên độ giao động ngang là 58,5cm và lên xuống là 56,5cm, góc xoắn cực đại là 1,06độ. Còn chuyển vị của đỉnh tháp cao 137,5m so với mặt biển có biên độ giao động là 254,2cm tức là cự ly di chuyển qua trục dọc của cầu là 508,4cm.

* Thi công móng trụ như ... đào giếng!

Trong số 7 móng mố trụ của cầu Bãi Cháy thì trừ móng trụ P2 và 2 trụ tháp sử dụng loại móng giếng chìm hơi ép, 4 móng trụ còn lại sử dụng loại móng cọcShin – so. Loại móng này không đòi hỏi thiết bị thi công, không gây tác động xấu tới môi trường và có thể xác định được địa tầng đặt móng trực tiếp bằng mắt thường. Phương pháp thi công loại móng này giống hệt như các cụ ta vẫn đào giếngcó khác chăng ở cầu Bãi Cháy đường kính giếng lớn tới 3 m và chống vách bằng các tấm thép lắp ghépchứ không phải là các ống bay bằng gạch.

* Vì sao nhịp chính cầu Bãi Cháy dài tới 435m?

Theo dự kiến ban đầu, nhịp chính cầu Bãi Cháy dài 250 m, tĩnh không yêu cầu là 200 m rộng và 50 m cao, đủ để đảm bảo cho tàu biển trọng tải 50.000 tấn qua eo Cửa Lục dễ dàng. Tuy nhiên, với lực va tàu tính toán của tàu 50.000 tấn thì kết cấu của thân trụ và móng trụ phải thật lớn, không kinh tếvà rất khó thi công móng trụ cầu nằm sâu dưới mực nước biển tới gần 20m. Bởi vậy, khẩu độ của nhịp chính đã được kéo dài 435m đủ để 2 trụ tháp P3 và P4 đặt trên bờ. Và 435m là khẩu độ nhịp lớn nhất thế giới đối với loại dây văng một mặt phẳng dây.

* Dùng nước đá đổ bê tông

Các kết cấu bê tông khối có kích thước lớn trong giai đoạn đổ bê tông xảy ra hiệu ứng nhiệt. Tuỳ theo hàm lượng xi măng (số kg xi măng/m3 bê tông) càng lớn thì nhiệt độ trong khối càng lớn, có thể lên tới 50 – 60độC, gây ra biến dạng và nứt bê tông.

Bởi vậy khi đổ bê tông đợt1 móng giếng chìm trụ P4 cầu Bãi Cháy có khối lượng 800m3, cường độ bê tông là 24Mpa, để giảm nhiệt độ trong khối bê tông, nhà thầu đã dùng tới 3200 cây nước đá. Mỗi cây nước đá nặng25kg, như vậy trọng lượng nước đá đã được dùng là 80 tấn, một con số đáng nể

* Đợt thử tải có quy mô lớn nhất Việt Nam

Đợt thử tải cầu Bãi Cháy là đợt thử tải có quy mô lớn nhất được tiến hành tại nước ta từ trước tới nay: Đoàn xe trọng tải lớn nhất gồm 48 chiếc, trọng tải mỗi chiếc 25 tấn với tổng trọng tải 1.200 tấn; Máy móc thiết bị kiểm định công trình hiện đại nhất và nhiều chủng loại nhất. Với hơn 20 loại, hầu hết được sản xuất tại Nhật Bản, Mỹ như thiết bị đo ứng suất và nhiệt độ trong kết cấu nhịp, trụ tháp và dây văng, đo dao động, biến dạng, sức căng của dây văng trạng thái tĩnh và động... Tất cả các số liệu đo được trong quá trình thử tải đều được máy tự động ghi lại và lưu trữ trong máy tính; Số điểm đo nhiều nhất: 354 điểm; Số người tham gia thử tải nhiều nhất, chưa kể số cán bộ kỹ thuật của Hội đồng nghiệm thu nhà nước, Chủ đầu tư – PMU18, Tư vấn, Nhà thầu chứng kiến và giám sát quá trình thử tải, thì số người trực tiếp làm việc trên cầu có lúc lên đến hơn 100 người.

* Cầu Bãi Cháy được đỡ bởi 112 dây cáp

Bề rộng cầu 25,3 mét, dài 903 mét, được đỡ bởi tổng cộng 112 dây cáp. Mặt cầu là 2 làn đường cho mỗi chiều vàhành lang dành cho người đi bộ. Các dây cáp to cỡ bắp chân người lớn với kích thước khác nhau, từ bó tổ hợp 37 đến 75 dây đơn kết hợp với nhau và dài từ 50 đến 230m.