“Khám sức khỏe” cho cầu
Bốn cây cầu cần phải được tiến hành kiểm định ngay, 13 cây cầu khác cần phải được kiểm định sớm từ nay đến cuối năm. Đây là kết quả do “Hệ thống giám sát sức khỏe cầu” đưa ra và được Sở Giao thông Vận tải TP.HCM công bố vào ngày 26/4.
Hệ thống trên do GS.TS Ngô Kiều Nhi, Trung tâm Nghiên cứu công nghệ và thiết bị công nghiệp Trường ĐH Bách khoa TP.HCM đưa ra. Hệ thống này cho phép “chẩn đoán” bước đầu tình trạng an toàn của những cây cầu cầu với chi phí thấp nhất.

Đã có máy “khám” cầu

Trước khi được sửa chữa vào cuối năm 2011, cầu Sài Gòn đã được kiểm định với kinh phí 600 triệu đồng. Do kinh phí lớn, nên không có được nhiều cây cầu được thực hiện đúng theo quy định là từ 3 – 10 năm phải kiểm định một lần.

“Hệ thống giám sát sức khỏe cầu” (Structural Health Monitoring - SHM) như bác sĩ khám tổng quát. Xác định được “bệnh” chỗ nào mới chỉ sang chuyên khoa để khám chuyên sâu”, ông Hà Học Trường, Phó chủ tịch Hội khoa học kỹ thuật cầu đường cảng TP.HCM giải thích. 

GS.TS Ngô Kiều Nhi cho biết, lợi thế của hệ thống là nó có thể chỉ ra những khuyết tật của cầu để tránh gây thiệt hại cho người và tài sản. Với hệ thống SHM, không cần phải dừng lưu thông khi kiểm định cầu mà vẫn thu được  nhiều thông số như: biến dạng cầu, biên độ giao động, hệ số xung kích, hệ số giảm chấn, tần số cưỡng bức, biến dạng động, tần số riêng…


Lắp đặt thiết bị dưới gầm cầu để đo. Ảnh: Thái Ngọc.

Nhờ hệ thống SHM, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra nhiều cây cầu tại TP.HCM như cầu Giồng Ông Tố 2, cầu Giồng Ông Tố Mới (quận 2) và cầu Làng (quận 9) là những cây cầu cần phải được kiểm định ngay. Ngay cả cầu Sài Gòn dù mới sửa chữa lớn vào cuối năm 2011, SHM cũng chỉ ra cầu cần phải được tiến hành kiểm định trong vòng 6 tháng tới.

Tự chế tạo thiết bị

Để cho ra đời SHM, nhóm nghiên cứu phải tự tay mình chế tạo thiết bị từ linh kiện nhập trực tiếp của nước ngoài (do trong nước chưa sản xuất được). “Nếu không tự chế tạo thiết bị thì với kinh phí 2,3 tỷ đồng không thể đủ để chẩn đoán tình trạng chịu lực cho 38/500 cây cầu ở TP.HCM”, GS.TS Ngô Kiều Nhi, nói.

Sau khi chế tạo thiết bị, nhóm nghiên cứu đã chuẩn hóa, thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để kết quả đo đạc có sai số không được quá 1%. Theo anh Trần Quang Thành, thành viên  nhóm nghiên cứu, nếu sai số lớn hơn 1% thì khi tiến hành đo thực tế, kết quả sẽ không thể nào chính xác được.

Để đo được các thông số của cầu, nhóm nghiên cứu phải treo mình dưới lòng cầu. Đây là công việc không dễ nếu như không có sự hỗ trợ của Công ty Quản lý cầu phà TP.HCM. Mỗi lần lắp đặt là một lần khó khăn, do vậy nhóm nghiên cứu gắn thiết bị dính vào cầu để lần sau đo tiếp. Tuy nhiên lần sau đến đo thì các cảm biến (sensor) đã bị ai đó... gỡ đi hết! Đã có hơn  nửa số cảm biến đã bị tháo đi. Trước khi có dự án này, cơ quan chức năng của TP.HCM chỉ muốn hệ thống đo tự động này được lắp đặt cố định để “khám sức khỏe” thường xuyên chỉ riêng cho cầu Sài Gòn. Tuy nhiên, GS.TS Ngô Kiều Nhi đã thuyết phục TP.HCM cho tiến hành dự án trên diện rộng để chứng minh tính hiệu quả trước khi áp dụng đại trà nhằm quản lý khoảng 500 cây cầu ở TP.HCM. Ngoài đo để lấy thông số, nhóm nghiên cứu còn giới thiệu hai phần mềm để phân tích, lưu hồ sơ “bệnh án” tình trạng của các cây cầu.

Từ đầu thế kỷ XXI, thế giới đã ứng dụng hệ thống SHM để kiểm tra thường xuyên các cầu dây văng lớn. Ở TP.HCM, GS-TS Ngô Kiều Nhi đã nghiên cứu hệ thống SHM để ứng dụng “khám sức khỏe” cho cầu bê dự ứng lực và cầu liên hợp bê tông – thép.

Để đánh giá tình trạng kỹ thuật, khả năng chịu tải của cầu, cơ quan chức năng thường áp dụng 2 biện pháp. Một, tạm gọi là “kiểm tra hình thức”, thực hiện bởi các đơn vị bảo vệ cầu, hàng ngày hay hàng tuần, có nhiệm vụ phát hiện các bất thường về kết cấu. Hai, là kiểm định, bao gồm cả kiểm tra hình thức lẩn việc đo đạc. Biện pháp kiểm định, nhờ tiến hành kèm theo đo đạc, cho biết khả năng chịu tải của cầu. Tuy nhiên, do việc tổ chức tốn kém, nên số cầu và số lần mà mỗi cầu được kiểm định khá hạn chế. Để giảm bớt khó khăn trên, nhóm nghiên cứu của GS-TS Ngô Kiều Nhi đưa các hệ thống đo được lắp đặt trực tiếp trên cầu và thu thập số liệu một cách liên tục, gọi là “Hệ thống giám sát sức khỏe cầu”(SHM). SHM là hệ thống các loại cảm biến, trong đó loại cảm biến cơ bản nhất là cảm biến đo dao động các phần chính của cầu (nhịp, trụ, mố) gây bởi giao thông trong thực tế. Nhờ đó, có thể đánh giá sơ bộ được tình trạng và khả năng chịu lực của cầu.
(Nguồn: Đất Việt Online )