Một cây cầu nặng khoảng 25.000 tấn đã hoàn tất màn xoay chuyển chính xác tới từng milimet vào rạng sáng ngày 8/5 tại thành phố Phật Sơn, tỉnh Quảng Đông ở miền Nam Trung Quốc.

Trong khoảng 80 phút, toàn bộ cây cầu được xoay ngược chiều kim đồng hồ 80 độ để đưa kết cấu khổng lồ vào đúng vị trí kết nối với đoạn đường dẫn đã xây dựng sẵn.

Điểm phức tạp nhất của dự án nằm ở chỗ toàn bộ quá trình phải diễn ra ngay phía trên mạng lưới đường sắt cao tốc vẫn đang khai thác, buộc đội ngũ kỹ sư kiểm soát cực kỳ chặt chẽ từng chuyển động của công trình.

Sở hữu chiều dài 144m và rộng khoảng 42m, công trình là một phần của dự án Lingnan Road dài khoảng 1,3km tại quận Nam Hải. Tuyến đường 6 làn xe được kỳ vọng kết nối các khu vực bị chia cắt bởi hạ tầng đường sắt cao tốc, qua đó cải thiện lưu thông giữa phía Bắc và phía Nam đường ray.

Xoay cây cầu khổng lồ với độ chính xác tới từng milimet

Công trình được xây dựng tại một trong những điểm giao cắt quan trọng của mạng lưới đường sắt Trung Quốc, bắc qua các tuyến cao tốc Nam Quảng và Quý Quảng – nơi lưu lượng tàu vẫn phải được duy trì trong suốt quá trình thi công.

Để giảm tối đa tác động lên đường ray, đội ngũ kỹ sư không thi công ngay phía trên tuyến tàu mà lựa chọn lắp ráp toàn bộ kết cấu ở khu vực bên cạnh. Chỉ đến giai đoạn cuối, cây cầu mới được xoay ngang vào đúng vị trí thiết kế.

Quá trình xoay 80 độ được thực hiện liên tục với tốc độ rất chậm nhằm đảm bảo độ ổn định tuyệt đối cho khối kết cấu nặng hàng chục nghìn tấn.

Để đạt được độ chính xác tới từng milimet, đội ngũ kỹ sư phải kiểm soát đồng thời nhiều yếu tố như tải trọng, tốc độ quay, ma sát và trạng thái cân bằng của toàn bộ kết cấu.

Với một công trình có khối lượng khổng lồ như vậy, chỉ cần sai lệch nhỏ về trọng tâm hoặc lực cản cũng có thể ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình lắp ghép. Vì thế, mọi thông số vận hành đều được truyền trực tiếp về trung tâm điều khiển để theo dõi và hiệu chỉnh theo thời gian thực.

Do hai đầu cầu có tải trọng và chiều dài không đồng đều, dự án được xem là ca xoay cầu “bất đối xứng và mất cân bằng” hiếm gặp. Nhằm giữ ổn định cho kết cấu trong lúc xoay, các kỹ sư đã bố trí hệ thống đối trọng nặng tới 1.750 tấn – được xem là bộ phận then chốt của toàn bộ chiến dịch.

Đối trọng 1.750 tấn giúp kiểm soát toàn bộ kết cấu

Trước khi thực hiện xoay cầu, nhóm kỹ sư đã tiến hành mô phỏng số và đo đạc kết cấu chi tiết nhằm tính toán hàng loạt tham số như mô-men mất cân bằng, độ lệch tâm, ma sát và lực cản chuyển động.

Sau khi hoàn tất dữ liệu, đội ngũ kỹ thuật mới điều chỉnh đối trọng và thiết lập tốc độ vận hành phù hợp.

Mục tiêu của giai đoạn chuẩn bị là giảm thiểu nguy cơ mất ổn định trong lúc xoay, đồng thời đảm bảo cây cầu di chuyển đúng quỹ đạo và dừng chính xác tại vị trí thiết kế.

Quá trình thi công cũng phải phối hợp chặt chẽ với hạ tầng đường sắt hiện có do công trình nằm phía trên các tuyến tàu cao tốc. Ngoài hệ thống đối trọng, dự án còn áp dụng nhiều giải pháp kết cấu để hạn chế tối đa việc can thiệp vào hạ tầng đường sắt.

Toàn bộ quá trình vận hành được theo dõi bằng công nghệ liên kết với BeiDou – hệ thống định vị vệ tinh do Trung Quốc phát triển.

Các cảm biến gắn trên thân cầu liên tục thu thập dữ liệu về tư thế kết cấu, phân bổ ứng suất và tốc độ xoay. Dữ liệu sau đó được truyền trực tiếp tới trung tâm điều khiển, cho phép đội ngũ kỹ thuật theo dõi vị trí cây cầu trong suốt quá trình vận hành và xác định liệu chuyển động có bám sát thông số thiết kế hay không.

Song song đó, công nghệ giám sát hình ảnh cũng giúp phát hiện các biến động bất thường trong lúc xoay.