Bê tông siêu tính năng UHPC: Lựa chọn mới trong xây dựng cầu đường

(Xây dựng) - Ngày 14/01 tại Long An, Sở KH&CN phối hợp với Sở GTVT cùng Công ty CP Bê tông ly tâm Thủ Đức 1 tổ chức Hội thảo “Hiệu quả sử dụng Bê tông siêu tính năng UHPC trong lĩnh vực xây dựng”, với sự tham dự của đại diện Bộ KH&CN, Hội Bê tông Việt Nam và các ban ngành của tỉnh Long An.

Cầu giao thông nông thôn ở Long An được thi công bằng bê tông siêu tính năng UHPC.

Tại Hội thảo, TS Trần Bá Việt - Phó chủ tịch Hội Bê tông Việt Nam đã trình bày tổng quan về dầm cầu UHPC bao gồm: Tiêu chuẩn và tải trọng, đặc trưng vật liệu, nguyên tắc thiết kế và các bước tính toán, kết quả nghiên cứu, ứng dụng trong thực tế trên thế giới cũng như tại Việt Nam.

Theo đó, thiết kế cầu dầm bằng bê tông siêu tính năng UHPC dựa trên triết lý kết cấu của AASHTO LRFD và tổng hợp các nghiên cứu về UHPC trên toàn thế giới. Đó là các tiêu chuẩn hiện hành được xuất bản bởi các hiệp hội ASTM, FHWA của Mỹ, AFCG của Pháp, JSCE của Nhật Bản, KCI của Hàn Quốc. Dựa trên các kết quả nghiên cứu, thử nghiệm đó và các công trình đã áp dụng tại Việt Nam, từ đó đưa ra các hướng dẫn và kiến nghị tại Việt Nam. Đây cũng là cách mà các quốc gia khác như Indonesia dùng để làm cơ sở xây dựng tiêu chuẩn quốc gia.

Thiết kế cầu dầm bằng bê tông siêu tính năng UHPC đã được ứng dụng cho việc triển khai nhiều loại hình cầu tại Việt Nam, được các tỉnh thành lựa chọn để tăng hiệu quả kinh tế cũng như giải quyết các vấn đề an sinh xã hội. Với đặc điểm dễ thi công, độ bền cao, biểu đạt được ý tưởng thiết kế của các kiến trúc sư nên nhận được sự ủng hộ của nhiều chuyên gia trong và ngoài nước.

Qua thực tế triển khai xây dựng hàng loạt các cây cầu tại Việt Nam, ThS Đặng Văn Hiếu - Công ty CP Tư vấn Xây dựng Thăng Long cho biết, kết cấu dầm bằng bê tông siêu tính năng UHPC mang lại các ưu điểm như: Cường độ chịu kéo và chịu nén lớn, mô đun đàn hồi E lớn nên tiết diện kết cấu thiết kế thanh mảnh, giảm chiều cao dầm, giảm chiều cao mố trụ, giảm chiều cao đường đắp đầu cầu. Kết cấu đặc chắc nên khả năng chống thấm và chống ăn mòn cao, tăng độ bền lâu của công trình (100 -150 năm), giảm duy tu, bảo dưỡng trong khai thác. Kết cấu dầm thanh mảnh nên trọng lượng tĩnh tải giảm khoảng 50% so với tĩnh tải của dầm bê tông thường, giảm được chi phí xây dựng móng và kết cấu mố trụ. Chế tạo nhiều kiểu dáng kiến trúc, tĩnh tải nhẹ nên đảm bảo mỹ quan đối với công trình cần kiến trúc đẹp, vận chuyển và cẩu lắp vào vị trí nhanh chóng.

Có thể kể tên một số dự án điển hình tại Việt Nam như: Lan can cầu dẫn điện gió Bạc Liêu, đại học FPT Cần Thơ, 32 cầu sân golf tại Sơn Tây, mặt cầu Thăng Long, các dự án điện gió tại Hòa Bình - Bạc Liêu, cầu dân sinh tại các địa phương Ninh Bình, Thanh Hóa, Vĩnh Phúc, Long An…

Là đơn vị ứng dụng thành quả nghiên cứu vào thực tế, ông Nguyễn Ngọc Kỳ - Phó giám đốc Công ty CP Bê tông ly tâm Thủ Đức 1 cho biết, đã sử dụng bê tông UHPC tại các lĩnh vực như hạ tầng, áp dụng chế tạo trong nhiều kết cấu đúc sẵn như: hào kỹ thuật, cống thoát nước thải, ứng dụng đúc sẵn neo biển, nắp cống thoát nước, nắp chắn rác thay thế cho các nắp cống bằng gang, hành lang đi bộ thay đá hoa cương… Ngoài ra, còn ứng dụng bề mặt nội ngoại thất như: Mặt dựng đúc sẵn, cầu thang đúc sẵn, nhịp cầu đúc sẵn, các cấu kiện trang trí nội thất tạo vẻ đẹp độc đáo và sáng tạo của kiến trúc sư trong các tòa nhà văn phòng, khách sạn, khu dân cư, công viên. Nghiên cứu cho thấy UHPC có sức kháng cự tốt với các tác nhân phá hoạt đến từ yếu tố thời tiết, nhiệt độ, môi trường. Dự toán cho 1 km cầu dẫn, phương án thiết kế dầm U UHPC sẽ giảm được 15% chi phí so với dầm U bê tông truyền thống. Tuổi thọ công trình dùng bê tông UHPC (75 năm) cao hơn bê tông thường (25 năm), chi phí bảo trình trọn đời công trình thấp hơn nhiều.

Trên thực tế, công nghệ UHPC đã được ứng dụng cho một số công trình, cầu KingPost phục vụ APEC chỉ thi công trong 7 ngày, còn bán lắp ghép làm 14 ngày, mố trụ tại chỗ và cầu lắp ghép (cầu tại Hậu Giang). Sản xuất khoảng 1 tuần xong dầm. Tại Long An các vùng có thể sử dụng móng đông như Đức Hòa, Đức Huệ thời gian thi công khoảng 1 tháng (bằng 1/3 so với thông thường).

Đại diện tỉnh Long An đã công bố chính sách hỗ trợ nhân rộng ứng dụng sản phẩm UHPC trong xây dựng cầu nông thôn. Theo đó, hỗ trợ không quá 50% vốn đầu tư cho việc triển khai một đề xuất nhân rộng, ứng dụng tại các xã đặc biệt khó khăn, xã biên giới theo quy định hiện hành của Chính phủ; không quá 30% cho các địa bàn còn lại, không quá 600 triệu đồng. Năm 2021, Long An đã hỗ trợ cho chương trình sử dụng vật liệu bê tông siêu tính năng UHPC để xây dựng cầu giao thông nông thôn là 23,5 tỷ đồng.

Ông Tạ Việt Dũng - Cục trưởng Cục Ứng dụng và phát triển công nghệ (Bộ KH&CN) cho biết, Bộ KH&CN đã có nhiều chương trình từ nghiên cứu, chuyển giao, ứng dụng, đổi mới, hỗ trợ cho DN trong lĩnh vực khoa học công nghệ. Năm 2022, Bộ sẽ có chương trình hội thảo tại Long An để giới thiệu cho các DN các công nghệ cũng như sự hỗ trợ của Nhà nước. Đó là: chương trình tiếp cận tìm kiếm thông tin công nghệ (nằm trong đề án 1851). Mức độ hỗ trợ cho các DN khác nhau được phân 3 loại: DN lớn, DN vừa và nhỏ, DN vùng sâu vùng xa. Bộ KH&CN sẽ phối hợp với địa phương để nâng cao hiệu quả hỗ trợ cho DN địa phương được tốt hơn.