Một cây cầu dài hơn 263 m, nặng 46.000 tấn tại Trung Quốc đã được xoay 52,4 độ để khớp vào vị trí thiết kế chỉ trong 68 phút. Công trình lập nhiều kỷ lục về kết cấu xoay, đồng thời cho thấy cách các kỹ sư xây dựng hạ tầng quy mô lớn mà không phải đóng cửa tuyến đường sắt đang khai thác.
Ngày 30/7/2019, tại thành phố Bảo Định, tỉnh Hà Bắc, miền bắc Trung Quốc, các kỹ sư hoàn thành thao tác xoay một cây cầu bê tông và thép nặng 46.000 tấn, dài 263,6 m, bắc qua tuyến đường sắt Bắc Kinh – Quảng Châu. Theo CGTN và China Daily, công trình lập kỷ lục thế giới về trọng lượng và nhịp của kết cấu cầu xoay tại thời điểm đó.
Điểm đáng chú ý là toàn bộ thao tác chỉ diễn ra trong 68 phút. Cây cầu được xoay một góc 52,4 độ quanh trục trung tâm cho đến khi hai đầu khớp với các vị trí đỡ đã được thiết kế sẵn. Trong quá trình này, hoạt động đường sắt bên dưới được duy trì, với mức độ ảnh hưởng được giảm thiểu tối đa.
Thay vì xây dựng trực tiếp trên tuyến đường sắt đang hoạt động, các kỹ sư lựa chọn phương pháp xây dựng xoay. Cây cầu được thi công ở vị trí song song với đường ray, sau đó mới xoay vào vị trí cuối cùng khi kết cấu đã hoàn thiện. Cách làm này giúp hạn chế việc phải phong tỏa đường sắt trong thời gian dài, đồng thời giảm những rủi ro phát sinh khi thi công ngay phía trên tuyến giao thông huyết mạch.
Thách thức lớn nhất nằm ở việc kiểm soát chuyển động của khối kết cấu khổng lồ. Với chiều dài hơn 260 m và trọng lượng 46.000 tấn, ngay cả sai lệch nhỏ trong quá trình xoay cũng có thể khiến hai đầu cầu không khớp chính xác với các trụ đỡ. Vì vậy, việc tính toán, đo đạc và giám sát chuyển động đóng vai trò quyết định đối với sự thành công của dự án.
Bộ phận trung tâm giúp thực hiện thao tác này là khớp cầu, đóng vai trò như trục xoay nâng đỡ toàn bộ kết cấu. Theo thông tin được công bố, khớp cầu của công trình có đường kính 6,5 m, cũng lập kỷ lục thế giới ở hạng mục này vào thời điểm đó. Bộ phận này cho phép khối lượng hàng chục nghìn tấn quay quanh một điểm được kiểm soát, thay vì phải nâng hoặc dịch chuyển toàn bộ cây cầu theo cách thông thường.
Để thực hiện thành công thao tác xoay, nhóm kỹ sư phải tính toán đồng thời nhiều yếu tố, từ khả năng chịu tải của khớp cầu, độ cân bằng của kết cấu đến tốc độ xoay và vị trí dừng. Thời gian 68 phút vì thế không chỉ phản ánh tốc độ thi công mà còn là kết quả của quá trình chuẩn bị, thiết kế và kiểm soát kỹ thuật trước đó.
Trên thực tế, kỹ thuật xoay cầu được sử dụng khi việc xây dựng trực tiếp tại vị trí cuối cùng gặp nhiều hạn chế về không gian, điều kiện địa hình hoặc yêu cầu duy trì giao thông. Bằng cách hoàn thiện phần lớn kết cấu ở một vị trí khác rồi xoay vào vị trí thiết kế, các nhà thầu có thể rút ngắn thời gian thi công tại khu vực nhạy cảm, giảm ảnh hưởng đến hoạt động giao thông hiện hữu.
Với những tuyến đường sắt có mật độ khai thác cao, phương pháp này đặc biệt có ý nghĩa bởi việc gián đoạn hoạt động trong thời gian dài có thể gây ảnh hưởng đến cả mạng lưới vận tải. Tuy nhiên, kỹ thuật xoay không thể áp dụng giống nhau cho mọi dự án mà cần được tính toán phù hợp với trọng lượng, hình dạng kết cấu, điều kiện nền móng và yêu cầu an toàn.
Thành công tại Bảo Định cho thấy thách thức của các công trình hạ tầng hiện đại không chỉ nằm ở việc xây dựng những kết cấu lớn hơn, mà còn ở khả năng thi công chúng trong không gian hạn chế mà vẫn duy trì hoạt động của các công trình xung quanh. Với cây cầu nặng 46.000 tấn, 68 phút xoay là phần dễ nhìn thấy nhất của một quá trình kỹ thuật phức tạp, đằng sau đó là nhiều tháng thiết kế, tính toán và chuẩn bị.
Hoặc