Bài báo nghiên cứu xây dựng khung tiêu chuẩn đánh giá an toàn cầu đường sắt đang khai thác tại Việt Nam. Thông qua phân tích đối chiếu kinh nghiệm từ các quốc gia tiên tiến (Hoa Kỳ, Nhật Bản, Châu Âu...), nhóm tác giả đề xuất hệ thống tiêu chí về khả năng chịu lực và vận hành. Đây là cơ sở khoa học quan trọng để hoàn thiện dự thảo tiêu chuẩn quốc gia về quản lý hạ tầng. 
1. Đặt vấn đề
Trên thế giới, hầu hết các quốc gia đều có tiêu chuẩn hoặc quy trình hướng dẫn đánh giá an toàn công trình cầu đường sắt phục vụ công tác quản lý, bảo trì. Tại Mỹ, Cục Đường sắt Liên bang ban hành Railroad Bridge Inspection Manual [1]; ở châu Âu có Methods of Railway Bridge Testing and Evaluation [2]; tại châu Á, nhiều quốc gia sử dụng Handbook on Inspection of Bridge [3] làm cơ sở hướng dẫn. Các tiêu chuẩn này đều tập trung vào việc đánh giá tình trạng kỹ thuật của kết cấu, phân loại mức độ an toàn và đề xuất biện pháp bảo trì tương ứng.
Phương pháp đánh giá giữa các nước có sự khác biệt về chỉ số và tiêu chí, song đều hướng đến định lượng hóa mức độ hư hỏng. Chẳng hạn, Trung Quốc sử dụng chỉ số Dr tổng hợp từ tình trạng mặt cầu, kết cấu phần trên và phần dưới; Nhật Bản phân loại theo 4 mức tình trạng từ “tốt” đến “hành động khẩn cấp”; Hàn Quốc dùng chỉ số DI (Damage Index) để xếp loại từ A đến E; Mỹ áp dụng thang NBI (National Bridge Inventory) gồm 10 mức (0 - 9) phản ánh mức độ xuống cấp của các bộ phận chính [6]; trong khi các nước châu Âu như Áo và Pháp xây dựng hệ thống chỉ số riêng dựa trên phân tích định lượng tình trạng hư hỏng của từng cấu kiện [7 - 8]. Các phương pháp này cho thấy xu hướng chung là sử dụng đánh giá định lượng, kết hợp giữa quan sát hiện trường và phân tích chuyên gia nhằm xác định mức độ an toàn chịu lực và khả năng khai thác của cầu.
Tại Việt Nam hiện đã có một số tiêu chuẩn như TCVN 11297:2019 về quy trình kiểm định cầu đường sắt [4] và TCCS 05:2022/VNR về bảo trì công trình cầu, cống, hầm đường sắt [5]. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn này chủ yếu quy định nội dung kiểm định và bảo trì, chưa hình thành hệ thống đánh giá định lượng về an toàn tổng thể công trình cầu.
Do đó, việc nghiên cứu, đề xuất xây dựng tiêu chuẩn đánh giá an toàn công trình cầu đường sắt trong quá trình khai thác là cần thiết, nhằm tạo cơ sở thống nhất cho công tác đánh giá, xếp hạng và quản lý an toàn công trình trên mạng lưới đường sắt quốc gia.
2. Xây dựng tiêu chí đánh giá an toàn công trình cầu đường sắt tại Việt Nam
2.1. Đánh giá an toàn về mặt chịu lực
2.1.1. Đối tượng đánh giá
- Tổng thể toàn bộ cầu, các hạng mục phụ trợ;
- Kết cấu phần trên cầu;
- Kết cấu phần dưới cầu.
2.1.2. Tần suất đánh giá
- Đánh giá định kỳ: 5 năm/lần; đánh giá lần đầu đối với công trình kể từ khi đưa vào khai thác là 10 năm; đánh giá chuyên sâu/đặc biệt.
2.1.3. Phương pháp đánh giá
- Phương pháp đánh giá an toàn công trình là sử dụng các đánh giá bằng phương pháp khảo sát chuyên gia kết hợp với một số phương pháp thí nghiệm nhanh tại hiện trường nhằm đối chiếu với các kết quả đo của công trình có từ trước. Các kết quả đo nhanh tại hiện trường chủ yếu liên quan đến chất lượng bê tông; gỉ mòn, hao hụt tiết diện và biến dạng cũng như tình trạng liên kết của kết cấu thép, bề rộng và sự phát triển về biến dạng, nghiêng, nứt… và các chỉ số dao động nếu có.
- Bằng các phát hiện hiện trạng trước đó cũng như kết hợp với so sánh các tham số về đo đạc và sử dụng kết luận chuyên gia để đánh giá về sự an toàn công trình.
2.1.4. Nội dung đánh giá
a. Thu thập, thống kê các thông số kỹ thuật, công nghệ của công trình, bộ phận công trình.
b. Đánh giá tổng thể: Nhằm xác định tổng thể bất kỳ vấn đề khiếm khuyết hoặc khuyết tật, hư hỏng quan trọng nào có thể gây nguy hiểm cho công trình
c. Đánh giá kết cấu phần trên
d. Đánh giá kết cấu phần dưới
2.1.5. Đánh giá, xếp loại
Trên cơ sở kiểm tra, đánh giá tổng thể, chi tiết về mức độ an toàn chịu lực của các kết cấu công trình cầu, phân loại mức độ đối với mỗi bộ phận, cấu kiện theo bảng dưới đây, tổng hợp mức độ của toàn bộ công trình cầu là mức độ của bộ phận, cấu kiện có mức an toàn thấp nhất.
2.2. Đánh giá an toàn về mặt vận hành, khai thác
Kiểm tra, đánh giá các điều kiện đảm bảo vận hành, khai thác công trình bình thường, bao gồm: Độ ồn, mức độ ô nhiễm của khói, bụi và các chất nguy hại, ảnh hưởng đến sức khỏe con người; an toàn cháy nổ; kết quả kiểm định các thiết bị có có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn và các điều kiện an toàn khác có liên quan.
2.2.1. Đối tượng và nội dung đánh giá
- Khổ giới hạn trên và dưới cầu;
- Các yếu tố hình học đường trên cầu và hai đầu cầu;
- Tình trạng mặt cầu;
- Đường người đi, lan can, ván tuần cầu;
- Thiết bị kiểm tra, phòng hộ trên cầu;
- Hệ thống TTTH, cáp quang, chiếu sáng.
2.2.2. Tần suất đánh giá: Tương tự như đánh giá an toàn chịu lực
2.2.3. Phương pháp đánh giá
- Phương pháp đánh giá an toàn công trình là sử dụng các đánh giá bằng phương pháp khảo sát chuyên gia kết hợp đo đạc nhanh tại hiện trường nhằm đối chiếu với các kết quả đo của công trình có từ trước. Các kết quả đo nhanh tại hiện trường chủ yếu liên quan đến khổ giới hạn, yếu tố hình học của tuyến trên cầu, tình trạng vật liệu và liên kết mặt cầu.
2.2.4. Phân loại đánh giá an toàn vận hành, khai thác
Để đảm bảo an toàn trong vận hành, khai thác, các thông số kỹ thuật, các tiêu chí của các đối tượng đánh giá phải tuân thủ theo các tiêu chuẩn, quy trình, quy định hiện hành. Do vậy, với phân loại và đánh giá an toàn vận hành, khai thác sẽ sử dụng thuật ngữ Yes or No (Y/N).
" Y ”: Đảm bảo an toàn vận hành, khai thác.
" N ”: Vận hành, khai thác có điều kiện. Cần bảo dưỡng, sửa chữa, bảo trì.
3. Đề xuất nội dung chính của tiêu chuẩn đánh giá an toàn công trình cầu đường sắt trong quá trình khai thác
Từ kết quả phân tích các phương pháp đánh giá của các quốc gia phát triển và nội dung đánh giá cụ thể tại Mục 2, có thể định hướng xây dựng tiêu chuẩn đánh giá an toàn công trình cầu đường sắt trong quá trình khai thác theo cấu trúc và nguyên tắc sau:
Tiêu chuẩn cần quy định rõ phạm vi, đối tượng, phương pháp và tiêu chí đánh giá, đồng thời chuẩn hóa hệ thống phân loại và biểu mẫu báo cáo để bảo đảm tính thống nhất trong toàn ngành. Phương pháp đánh giá vẫn dựa trên hai nhóm tiêu chí chính: An toàn chịu lực và an toàn vận hành khai thác, song cần được lượng hóa bằng thang điểm hoặc chỉ số tổng hợp có trọng số, tương tự các mô hình Dr (Trung Quốc), DI (Hàn Quốc) và NBI (Mỹ), có hiệu chỉnh phù hợp với đặc điểm cầu đường sắt Việt Nam.
Bên cạnh đó, tiêu chuẩn cần đề xuất hệ thống quản lý dữ liệu điện tử để lưu trữ, cập nhật và theo dõi kết quả đánh giá qua từng kỳ kiểm tra, hình thành cơ sở dữ liệu thống nhất phục vụ công tác bảo trì, sửa chữa và đánh giá tuổi thọ công trình. Việc ứng dụng công nghệ số trong thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu (như GIS, BIM, AI hoặc cảm biến giám sát tự động) nên được xem là hướng phát triển lâu dài.
Kết quả đánh giá theo tiêu chuẩn sẽ làm căn cứ cho cơ quan quản lý xác định mức độ ưu tiên bảo trì, sửa chữa, lập kế hoạch đầu tư và kiểm soát rủi ro an toàn trong khai thác. Trên cơ sở đó, đề xuất áp dụng thí điểm cho một số tuyến chính trước khi mở rộng trên toàn mạng lưới quốc gia. Việc ban hành tiêu chuẩn thống nhất sẽ góp phần nâng cao hiệu quả quản lý, đảm bảo an toàn giao thông, kéo dài tuổi thọ công trình và hiện đại hóa công tác quản lý tài sản hạ tầng đường sắt.
4. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã tham khảo và vận dụng các phương pháp đánh giá an toàn công trình cầu đường sắt trong quá trình khai thác của các nước trên thế giới như Mỹ, châu Âu, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc để đề xuất phù hợp với điều kiện tại Việt Nam.
Trên cơ sở đó, việc nghiên cứu, xây dựng và áp dụng một bộ tiêu chuẩn thống nhất trong công tác đánh giá an toàn công trình cầu đường sắt là cấp thiết để nâng cao hiệu quả và an toàn cho công trình cầu đường sắt tại Việt Nam. Bộ tiêu chuẩn cần tiếp tục được cập nhật, bổ sung và hoàn thiện thường xuyên trên các tiến bộ khoa học và công nghệ mới.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Railroad Bridge Inspection Manual - Quy trình kiểm tra cầu đường sắt của Mỹ.
[2]. Methods of railway bridge testing and evaluation - Phương pháp kiểm tra và đánh giá cầu đường sắt của châu Âu.
[3]. Handbook on Inspection of Bridge - Sổ tay kiểm tra cầu của châu Á.
[4]. TCVN 11297:2019 Cầu đường sắt - Quy trình kiểm định.
[5]. TCCS 05:2022/VNR - Tiêu chuẩn bảo trì công trình cầu, cống, hầm đường sắt.
[6]. S. Darban, H. G. Tehrani and N. Karballaeezadeh (Mar., 2020), Presentation a new method for determining of bridge condition index by using analytical hierarchy process, Preprints, DOI: 10.20944/preprints202003.0420.v1.
[7]. Synthesis of National and International Methodologies Used for Bridge Health Indices, FHWA-HRT-15-081, Federal Highway Administration, U.S. Dept. of Transportation, May 2016. [Online]. Available: https://www.fhwa.dot.gov/publications/research/infrastructure/structures/bridge/15081/003.cfm.
[8]. Ministère de l’Équipement (2017), Instruction Technique pour la Surveillance et l’Entretien des Ouvrages d’Art - Fascicule 40; CEREMA, Guide IQOA - Image de la Qualité des Ouvrages d’Art. [Online]. Available: https://doc.cerema.fr/Default/doc/SYRACUSE/16479/iqoa-classification-des-ouvrages.
