Giải mã kỹ thuật chế tạo vòm thép hình lá dừa nước cho cầu đi bộ 1.000 tỉ qua sông Sài Gòn

Những tấm thép định hình dáng vòm cầu đi bộ

Ngày 21-10, các đơn vị đã hoàn thành hợp long vòm thép nhịp cầu đi bộ qua sông Sài Gòn do Nutifood tài trợ, Tập đoàn Đại Dũng thiết kế thi công.

Để tạo nên hệ vòm thép mang hình dáng chiếc lá dừa nước, các kỹ sư, công nhân Tập đoàn Đại Dũng phải giải quyết bài toán chế tạo một kết cấu thép không gian có hình học phức tạp, đồng thời bảo đảm khả năng chịu lực trong suốt quá trình lắp dựng.

Nhịp chính dài 187 mét, không có trụ đỡ giữa sông với độ bền thiết kế 100 năm. Phía trên mặt cầu là hệ vòm thép lấy cảm hứng từ lá dừa nước, kết hợp vòm biên tạo hình giọt nước. Trong đó hình giọt nước không đơn thuần là chi tiết trang trí, mà còn tham gia liên kết với các bộ phận khác của kết cấu.

• 

  Pháo hoa rực sáng trên cầu đi bộ qua sông Sài Gòn, dự kiến hoàn thiện trước Tết Nguyên đán 2027ĐỌC NGAY

Để tạo nên những đường cong ba chiều, các cấu kiện thép được chia thành nhiều phân đoạn, gia công theo các bán kính cong khác nhau rồi liên kết lại. 

Khi lắp ghép, toàn bộ đường cong phải liền mạch, không xuất hiện những điểm gãy khúc, đồng thời bảo đảm độ chính xác và khả năng chịu lực. 

Các kỹ sư sử dụng phần mềm chuyên dụng để triển khai bản vẽ gia công, kiểm soát kích thước và tọa độ từng cấu kiện. 

Tại nhà máy, các thiết bị gia công hiện đại được huy động, trong đó có máy cắt laser CNC 5 trục công suất 60kW và 80kW, máy khoan CNC tốc độ cao, robot cùng cổng hàn tự động.

Công tác trắc đạc được thực hiện xuyên suốt quá trình tổ hợp nhằm hạn chế sai lệch tích lũy giữa các bộ phận.

Theo đại diện Tập đoàn Đại Dũng, một sai lệch nhỏ ở từng bộ phận có thể tích lũy thành sai số lớn khi tổ hợp toàn bộ hệ vòm, khiến các đầu nối không còn khớp chính xác khi đưa ra công trường.

Kiểm soát từng mối hàn, tính trước độ võng của cầu

Bên cạnh việc tạo hình, chất lượng vật liệu và các liên kết thép là những yếu tố được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình sản xuất.

Thép sử dụng cho công trình phải đáp ứng các yêu cầu về độ bền, độ dẻo dai, khả năng chịu kéo và độ giãn dài theo thiết kế, trong đó có thép theo tiêu chuẩn A572. Các mối hàn chịu lực phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn AWS D1.1 của Hiệp hội Hàn Hoa Kỳ.

Đặc biệt, các mối hàn trên kết cấu cầu được kiểm tra bằng phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT). Phương pháp này cho phép phát hiện những khuyết tật tiềm ẩn trong liên kết mà không làm hư hại cấu kiện, qua đó góp phần kiểm soát chất lượng và độ bền của hệ vòm thép.

Một yêu cầu kỹ thuật đáng chú ý khác là tính toán độ võng của cầu. Đây là độ cong được tạo trước trong quá trình chế tạo nhằm bù lại phần võng xuống khi kết cấu chịu tải. 

Với kết cấu được các kỹ sư mô tả là dạng “cầu mềm”, việc kiểm soát độ võng và biến dạng càng có ý nghĩa quan trọng. Khái niệm này không có nghĩa kết cấu thiếu chắc chắn, mà nhấn mạnh đặc điểm làm việc của hệ thép có hình dạng cong ba chiều, đòi hỏi phải tính toán chính xác sự thay đổi hình học dưới tác động của tải trọng.

Các đường cong tạo hình vì vậy không đơn thuần là yếu tố thẩm mỹ. Chúng phải đồng thời đáp ứng yêu cầu kiến trúc, hình học và khả năng chịu lực theo thiết kế.

Kết cấu sẽ được kiểm tra trong từng giai đoạn chế tạo, đưa xuống sà lan, vận chuyển và hợp long. Mỗi giai đoạn có điều kiện kê đỡ, chịu lực khác nhau, nên đơn vị thi công phải xem xét toàn bộ quá trình ngay từ khi chuẩn bị phương án.

Các yêu cầu trọng tâm là đúng vật liệu, chính xác hình học, bảo đảm chất lượng mối hàn và kiểm soát biến dạng sau hàn. Công tác xử lý bề mặt, sơn bảo vệ và hoàn thiện các chi tiết cũng được chú trọng để đáp ứng yêu cầu sử dụng lâu dài trong môi trường sông nước.

Nhịp cầu đi bộ qua sông Sài Gòn hợp long, khoảng cách giữa Bến Bạch Đằng và Thủ Thiêm thêm một lần được nối lại.