Đứt cáp dự ứng lực ngầm làm giảm tuổi thọ cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh

Ít nhất gần một năm kể từ khi cáp dự ứng lực ngầm cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh (quận Bình Thạnh) bị cắt đứt, sự cố này mới được phát hiện. Điều này khiến giới chuyên môn nhận định kết cấu công trình này khỏe và cứng cáp.

Dù vậy, các hệ số an toàn của cáp dự ứng lực đã thiết kế hơn 20 năm trước nên tuổi thọ không thể kéo dài quá 10-15 năm, theo nhận định của chuyên gia.

Cáp đứt gần hết, cầu có thể giảm tuổi thọ

Là thành viên tham gia trực tiếp vào quá trình kiểm định sự cố cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh, một chuyên gia kết cấu công trình cho biết năm 2017, đơn vị thử tải đặt lên cầu 6 xe, mỗi xe có trọng lượng 30 tấn, tương đương 180 tấn. Tuy nhiên, kết cấu khung cầu rất “khỏe” khi chỉ chuyển vị 1,8 cm.

Biến dạng này được cho là phản ứng thông thường của vật liệu, trong khi với những công trình có nhịp tương đương được thử tải thấp hơn và chỉ 4 xe, kết cấu đã chuyển vị đến 0,8 cm.

Cũng trong khoảng thời gian này, cơ quan chuyên môn đã phát hiện có sự biến dạng kết cấu khiến mặt cầu bị võng. Sau đó, công trình được bù vênh bằng bê tông nhựa.

“Điều này chứng tỏ một số tao cáp dự ứng lực đã bị đứt từ năm 2017, nhưng không đứt hết. Đến năm 2021, việc thi công cống hộp thoát nước khiến 2 trong tổng số 4 bó cáp bị cắt đứt”, vị này giải thích.

Tuy nhiên, theo chuyên gia kiểm định, trong 2 bó cáp bị cắt mới đây, ông nhận định có thể một số tao cáp đã bị đứt từ trước.

Cáp dự ứng lực ngầm cầu Nguyễn Hữu Cảnh có ống chứa bảo vệ được đặt ở độ sâu 2 m dưới lòng đất. Ảnh: Sở GTVT TP.HCM.

Lý giải nguyên nhân cáp bị đứt dần theo thời gian, chuyên gia cho biết có 2 lực chính tác dụng lên kết cấu cây cầu. Một là tĩnh tải (trọng lượng cây cầu) và hai là hoạt tải (xe cộ lưu thông qua cầu). Trong đó, lực tác động toàn bộ lên cáp dưới lòng đất và trụ cầu có 70% từ tĩnh tải và 30% từ hoạt tải.

Lực hoạt tải làm cho dây cáp ở trạng thái kéo và giãn liên tục, nhưng với lực căng trong cáp rất lớn nên sau một khoảng thời gian nhất định sẽ đứt.

Cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh có thiết kế hơn 20 năm trước, do Tedi South (Công ty cổ phần tư vấn thiết kế giao thông vận tải phía Nam) thực hiện. Thiết kế cầu áp dụng mô hình theo Liên Xô - công nghệ tiên tiến nhất thời điểm đó.

Với vị trí nút giao thông quan trọng và nằm trên trục đường trung tâm thành phố, những cầu vượt như Nguyễn Hữu Cảnh đòi hỏi kết cấu phải rất mỏng, mảnh, dầm cầu không được cao, độ dốc cầu phải theo tiêu chuẩn, còn bên dưới vẫn đáp ứng nhu cầu cho xe cộ lưu thông, kể cả xe chuyên chở hàng hóa có độ cao tối thiểu 4,75 m.

Cầu Nguyễn Hữu Cảnh nằm ở trục giao thông chính kết nối khu đông vào trung tâm TP.HCM. Ảnh: Quỳnh Danh.

Chuyên gia cho hay theo kiểm toán, với lực căng của cầu hiện tại, các cáp dự ứng lực ngầm theo thiết kế cũ không thể tồn tại quá 30 năm. “Vì công nghệ cách đây hơn 20 năm, các mốc tính toán có giới hạn”, ông nhận định.

Có thể khôi phục

Trong quá trình kiểm định, đánh giá, chuyên gia nhìn nhận cầu Nguyễn Hữu Cảnh đang ở trạng thái ổn định và chưa có vấn đề nguy hiểm. Để giao thông trở lại an toàn và không gây hư hỏng gì thêm, ông cho biết có thể áp dụng gia cường những chỗ hư hỏng, xung yếu của cầu.

“Hiện đã có rất nhiều công nghệ gia cường rất tốt, kể cả cầu gần như sập rồi vẫn có thể gia cường, trả lại tuổi thọ như cũ”, theo chuyên gia.

Sau khi gia cường, cầu hoàn toàn có thể đảm bảo thông xe bình thường. Song song quá trình này, đơn vị thi công sẽ căng cáp trở lại. Việc thi công chủ yếu diễn ra vào ban đêm, ít ảnh hưởng giao thông.

Kết cấu cầu Nguyễn Hữu Cảnh được đánh giá rất cứng cáp và khó bị sập dù giao thông đi lại bình thường. Ảnh: Quỳnh Danh.

Để trả lại tuổi thọ cho cầu Nguyễn Hữu Cảnh và kéo dài tuổi thọ của cáp dự ứng lực đặt ngầm, chuyên gia xác nhận về tính toán kỹ thuật là hoàn toàn khả thi.

Chuyên gia cho hay với dây thép sẽ có 2 giới hạn là giới hạn bền và giới hạn mỏi. Trong trường hợp cáp bị kéo căng hết mức bằng lực tĩnh dẫn đến đứt được gọi là giới hạn bền; trường hợp cáp bị kéo, thay đổi bởi lực hoạt tải làm giới hạn thay đổi dẫn đến đứt gọi là giới hạn mỏi.

“Các tính toán mới sẽ khống chế lực của cáp và không để lặp lại tình trạng vượt quá giới hạn mỏi khi gặp lực thay đổi. Như vậy, chúng ta sẽ phải căng bó cáp cho đủ số lượng để đảm bảo lực căng ngang do hoạt tải này gây ra”, chuyên gia phân tích.

Trước đó, một giảng viên dạy bộ môn cầu đường ở trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, cho biết cầu Nguyễn Hữu Cảnh có kết cấu cầu vòm. Khi các bó cáp bị đứt, lực giữ chân vòm giảm đi, khiến 2 chân vòm của cầu dịch chuyển. Điều này dẫn đến mặt cầu và dầm trên bị võng, chuyển vị đi xuống.

Để đưa ra phương án khắc phục, giới chuyên môn sẽ cần lựa chọn và cân nhắc giữa rất nhiều về vấn đề về tuổi thọ, thời gian thi công, chi phí và các yếu tố khác.

"Trong trường hợp chi phí sửa chữa quá tốn kém, gần hoặc bằng chi phí xây mới, có thể chúng ta nên tính đến chuyện xây mới cầu", chuyên gia nêu quan điểm.

Hướng đi thay thế cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh trong thời gian cấm xe, kể từ 29/9. Đồ họa: Minh Trí.

Người dân chạy ngược chiều để thoát kẹt xe khu cầu Nguyễn Hữu Cảnh Ùn ứ kéo dài quanh khu vực cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh sáng 3/10, nhiều người phải chạy xe ngược chiều hướng về khu dân cư Vinhomes (quận Bình Thạnh) để vào trung tâm TP.HCM.

Thư Trần