Gợi mở giải pháp kỹ thuật cho đường sắt đô thị và đường sắt tốc độ cao

Ngày 27/9, Tạp chí Xây dựng phối hợp cùng các đối tác tổ chức Hội thảo khoa học trực tuyến với chủ đề: Giải pháp cầu cạn cho đường sắt đô thị (ĐSĐT), đường sắt tốc độ cao (ĐSTĐC). Hội thảo được tổ chức theo hình thức trực tiếp và trực tuyến. 

Hội thảo được tổ chức trong bối cảnh Quốc hội đã ban hành Nghị quyết số 172/2024/QH15 về chủ trương đầu tư dự án ĐSTĐC Bắc - Nam và Chính phủ đã có kế hoạch triển khai để bảo đảm khởi công dự án trước ngày 31/12/2026.  

Cầu cạn - Hạng mục then chốt của dự án đường sắt hiện đại 

Phát biểu khai mạc Hội thảo, ông Nguyễn Thái Bình - Tổng Biên tập Tạp chí Xây dựng cho biết, cầu cạn là hạng mục then chốt, chiếm tỷ lệ lớn trong tổng chiều dài toàn tuyến, có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ khai thác, an toàn, chi phí bảo trì và sự hài hòa với cảnh quan đô thị. Vì vậy, Hội thảo là dịp tập trung phân tích, làm rõ các cơ sở khoa học, công nghệ và kinh nghiệm quốc tế liên quan đến giải pháp cầu cạn.  

Hội thảo quy tụ sự tham gia của nhiều chuyên gia, nhà khoa học, doanh nghiệp hàng đầu trong nước và quốc tế. Nội dung các bài thuyết trình phong phú, bao quát từ vấn đề tải trọng, công nghệ thi công, thiết kế tiết kiệm carbon đến kinh nghiệm quốc tế.

Mở đầu phần tham luận, ông Lê Thanh Liêm - Chuyên viên cao cấp Tổng công ty Xây dựng số 1 (CC1) tập trung vào vấn đề nền tảng: Sự khác biệt về tải trọng và đặc tính tác động của ĐSĐT so với ĐSTĐC. ĐSĐT thường có tải trọng trục nhỏ hơn (14 - 17 tấn) nhưng tần suất chạy tàu rất cao (20 - 40 chuyến/giờ/hướng). Đặc điểm này tạo ra áp lực mỏi lớn và rung động liên tục lên kết cấu cầu cạn.   

ĐSTĐC có tải trọng trục lớn hơn (17 - 20 tấn), đoàn tàu dài (8 - 16 toa, trọng lượng tới 900 tấn) và tốc độ rất cao (250 - 350 km/h). Điều này dẫn đến lực động lớn, cộng hưởng rõ rệt, ảnh hưởng đáng kể đến gối cầu, khe co giãn và trụ móng. 

Tham luận cũng làm rõ sự khác biệt trong thiết kế: ĐSĐT dùng nhịp ngắn 20 - 35 m, trụ thấp, kết cấu gọn trong không gian đô thị. ĐSTĐC cần nhịp dài 30 - 50 m, trụ cao, độ cứng lớn để bảo đảm hạn chế độ võng và rung động ngang. Ông Lê Thanh Liêm nhấn mạnh: “Thiết kế cầu cạn cho ĐSĐT, ĐSTĐC cần tiêu chuẩn riêng biệt, phù hợp với điều kiện Việt Nam để vừa an toàn, vừa kinh tế”. 

Tại Hội thảo, ông Bùi Thanh Xuân - Công ty VSL Việt Nam đã giới thiệu công nghệ lắp hẫng cân bằng (balanced cantilever) và lắp ghép từng nhịp bằng giàn lao (span-by-span). Đây là những công nghệ thi công tiên tiến đang được ứng dụng cho ĐSĐT ở Việt Nam.  

Điển hình là dự án ĐSĐT Line 1 (Bến Thành - Suối Tiên) có tổng chiều dài 19,7 km, trong đó đoạn trên cao 17,2 km với 360 nhịp cầu được lắp đặt bằng launching gantry. Mỗi nhịp dài 35 - 37 m, chia thành 13 - 14 đốt đúc sẵn, trọng lượng khoảng 40 tấn/đốt. Công nghệ “match casting” bảo đảm độ chính xác cao, giảm sai số, rút ngắn tiến độ thi công.  

Theo ông Bùi Thanh Xuân, phương pháp lắp hẫng có ưu điểm: Tiến độ nhanh, chất lượng đồng đều, giảm thiểu tác động tới đô thị đông đúc. Đây là giải pháp thân thiện môi trường và phù hợp thực tiễn Việt Nam khi triển khai nhiều tuyến ĐSĐT trong thời gian tới.  

Ở góc độ thực tiễn, ông Nguyễn Võ Tuấn Đạt - Phó trưởng Phòng Kỹ thuật thẩm định, Ban Quản lý ĐSĐT Hà Nội (MRB) báo cáo tập trung vào thực tế triển khai cầu cạn tuyến Nhổn - Ga Hà Nội, dự án ĐSĐT đầu tiên ở Thủ đô có phần trên cao dài 8,5 km. Ông Nguyễn Võ Tuấn Đạt nêu lên khó khăn khi kết hợp công nghệ đúc hẫng và thi công trong khu vực đô thị đông đúc; kinh nghiệm xử lý các đoạn giao cắt, đảm bảo tĩnh không giao thông; giải pháp tối ưu để hài hòa giữa yếu tố kỹ thuật, an toàn và cảnh quan đô thị.  

Ông Nguyễn Võ Tuấn Đạt cho biết, thi công đúc hẫng trong khu vực đông dân cư đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ an toàn, xử lý khéo léo các giao cắt để bảo đảm tĩnh không giao thông và hài hòa với cảnh quan. Bài học từ ĐSĐT Line 3 cho thấy tầm quan trọng của việc lựa chọn giải pháp kết cấu hợp lý, đồng thời tăng cường công tác giám sát chất lượng trong thi công cầu cạn.  

Giải pháp đổi mới và kinh nghiệm quốc tế 

Một điểm nhấn công nghệ được giới tại Hội thảo là báo cáo của TECCO1 về giải pháp cầu khung cứng lắp ghép không gối cầu. Đây được coi là xu hướng mới hướng tới thiết kế tối ưu, phát thải thấp.  

Ông Nguyễn Trọng Nghĩa - Giám đốc công nghệ, Công ty CP Tư vấn đầu tư xây dựng Công trình giao thông 1 (TECCO1) chia sẻ ưu điểm của giải pháp: Loại bỏ gối cầu và nhiều khe co giãn, giúp giảm chi phí bảo trì dài hạn; thi công nhanh, có thể triển khai đồng thời nhiều mũi, hạn chế rủi ro “đứt gãy chuỗi tiến độ”; giảm đáng kể vật liệu sử dụng: Tiết kiệm 8.000m³ bê tông/km, giảm 40% khối lượng móng trụ, cắt giảm 20 - 30% phát thải carbon.  

Giải pháp này đã được nghiên cứu, ứng dụng thử nghiệm và được đánh giá là hướng đi triển vọng cho các dự án cầu cạn ĐSĐT, ĐSTĐC tại Việt Nam.  

Ở khía cạnh chi tiết kỹ thuật, ông Ngô Đức Vang - Công ty Tín Thịnh đề cập đến một trong những bộ phận quan trọng nhưng thường ít được chú ý gối cầu. Với kinh nghiệm thi công và thay thế hàng trăm gối cầu cho các dự án ĐSĐT, diễn giả đưa ra những điểm cần lưu ý: Lựa chọn đúng loại gối (cao su, gối chậu, gối đa phương); bảo đảm mặt kê gối bằng phẳng, đặt đúng tim; ứng dụng công nghệ IoT và camera để giám sát tình trạng gối trong vận hành.  

Ông Ngô Đức Vang cũng phân tích một số sự cố điển hình tại các dự án trong nước, như hiện tượng gối trượt khỏi vị trí, nứt bê tông tạ vẹt ray do sai số thi công. Những bài học này đặc biệt hữu ích cho giai đoạn chuẩn bị triển khai ĐSTĐC Bắc - Nam.  

Đại diện lĩnh vực vật liệu, ông Nguyễn Nhật Tuấn - Nippon Steel Việt Nam giới thiệu các loại thép tiên tiến đang được áp dụng tại Nhật Bản và nhiều quốc gia: Thép chịu thời tiết (CORTEN) không cần sơn phủ, tăng tuổi thọ; thép CORSPACE kéo dài chu kỳ chống ăn mòn; cọc ống thép xoay (SRP), móng cọc giếng (SPSP) tăng hiệu quả thi công.  

Các công nghệ này giúp giảm chi phí vòng đời, tăng độ bền và rút ngắn tiến độ thi công cầu cạn. Nippon Steel nhấn mạnh tiềm năng ứng dụng cho Việt Nam trong dự án ĐSTĐC sắp tới.

Chia sẻ kinh nghiệm phát triển cầu cạn đường sắt tại Malaysia, ông Cheng Fan Chuen - YTL Construction cung cấp cái nhìn thực tiễn từ các dự án đã và đang triển khai tại Kuala Lumpur và khu vực Johor Bahru: Dự án Electrified Double Track Gemas - Johor Bahru (192 km) gần hoàn thành, tải trọng 20 tấn/trục; kinh nghiệm triển khai MRT1, MRT2 và chuẩn bị cho MRT3 Circle Line; ứng dụng đa dạng công nghệ thi công: Từ cast-in-place đến precast segment lifter.  

Đại diện của YTL nhấn mạnh tầm quan trọng của quy hoạch đồng bộ, kết nối với mạng lưới đô thị, cũng như quản lý tiến độ thi công ở quy mô lớn. Những kinh nghiệm này có giá trị tham khảo cho Việt Nam trong quá trình phát triển hạ tầng đường sắt.  

Tại Hội thảo, các tham luận đã cung cấp một bức tranh toàn diện: Từ nền tảng khoa học (so sánh tải trọng) đến giải pháp công nghệ thi công (lắp hẫng, khung không gối cầu); từ vấn đề chi tiết kỹ thuật (gối cầu, kết cấu thép) đến kinh nghiệm quốc tế (Malaysia, Nhật Bản)… Tất cả đều hướng tới mục tiêu: Xây dựng hệ thống cầu cạn cho ĐSĐT, ĐSTĐC tại Việt Nam an toàn, kinh tế, bền vững và thân thiện môi trường.

Kết luận Hội thảo, TS Phan Hữu Duy Quốc - Ủy viên Hội đồng khoa học Tạp chí Xây dựng nhấn mạnh, không có một giải pháp kỹ thuật nào là hoàn hảo tuyệt đối, mà vấn đề cốt lõi nằm ở khâu thiết kế, lựa chọn giải pháp và tiêu chuẩn áp dụng. Việc phân tích, so sánh và lựa chọn cuối cùng cho hệ thống cầu cạn đường sắt phải dựa trên nhiều yếu tố: Đặc thù kỹ thuật, điều kiện địa hình, khả năng huy động nguồn lực và mục tiêu lâu dài về an toàn - kinh tế - bền vững. 

Theo TS Phan Hữu Duy Quốc, các giải pháp cầu cạn được trình bày tại Hội thảo vốn đã được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng thành công, song khi đưa vào Việt Nam vẫn cần hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật được chuẩn hóa để đảm bảo phù hợp với điều kiện cụ thể trong nước.  

Đây là cách vừa tối ưu hóa chi phí đầu tư ban đầu, vừa giảm áp lực cho công tác bảo trì, bảo dưỡng trong suốt vòng đời công trình. Ông khẳng định: “Qua Hội thảo, có thể thấy cầu cạn là giải pháp phù hợp với điều kiện hiện tại của Việt Nam, vừa đáp ứng yêu cầu phát triển hạ tầng đường sắt hiện đại, vừa cân đối giữa tính khả thi kỹ thuật và hiệu quả kinh tế - xã hội”. 

Hội thảo khoa học Giải pháp cầu cạn cho ĐSĐT, ĐSTĐC khép lại với nhiều kiến nghị xác đáng. Các báo cáo và thảo luận không chỉ bổ sung luận cứ khoa học, mà còn gợi mở những hướng đi cụ thể trong lựa chọn công nghệ, vật liệu và quản lý dự án.  

Trong bối cảnh dự án ĐSTĐC Bắc - Nam chuẩn bị khởi công và nhiều tuyến ĐSĐT tại Hà Nội, TP.HCM đang triển khai, kết quả Hội thảo là nguồn tham khảo quan trọng cho cơ quan quản lý, các nhà đầu tư, tư vấn, nhà thầu trong việc ra quyết định kỹ thuật và chính sách.  

Tạp chí Xây dựng sẽ tiếp tục đồng hành cùng cộng đồng khoa học và doanh nghiệp, tạo diễn đàn trao đổi, chia sẻ tri thức, đóng góp thiết thực cho sự nghiệp phát triển hạ tầng giao thông Việt Nam.