Phần thứ nhất: Về những tháng năm làm nên công trình thế kỷ
Cầu Thăng Long bắc qua sông Hồng, nằm trên vành đai 3 của Thủ đô Hà Nội, nối huyện Đông Anh với quận Bắc Từ Liêm. Tại thời điểm khánh thành 9/5/1985, cây cầu được coi là dài, rộng vào loại bậc nhất Đông Nam Á. Thế nhưng cây cầu cũng có thời gian chuẩn bị đầu tư và thi công xây dựng kỷ lục là 14 năm (1971 -1974 chuẩn bị đầu tư, 1974-1977 hỗ trợ của Trung Quốc thi công cầu chính được 2 mố, 9 trụ hoàn chỉnh, 3 trụ dở dang trong số 14 trụ, cầu dẫn đường sắt phía Bắc xong 29 trụ, phía Nam xong 17 trụ thì cắt viện trợ và rút hết chuyên gia, tiếp đó 1979 – 1985 hoàn thành bằng viện trợ không hoàn lại của Liên Xô và đối ứng của Việt Nam).
Ảnh 1. Cầu Thăng Long công trình thế kỷ
Ảnh 2. Pháo hoa ngày khánh thành 9.5.1985(st)
Việt Nam chính thức đặt tên cầu là Thăng Long vào năm 1973 dù trước đó, năm 1971 khi thông qua chủ trương xây dựng cầu có tên gọi là cầu Chèm. Giai đoạn Trung Quốc tham gia xây dựng cầu còn có tên là Hồng Hà đại kiều (Cầu lớn sông Hồng). Cầu còn được gọi là cầu Hữu nghị Việt Xô.
Kết cấu nhịp cầu chính theo thiết kế ban đầu cùng với chuyên gia Trung Quốc là dàn thép liên kết bằng đinh tán có chiều cao dàn khoảng 16 mét, các thanh bụng liên kết thành hình chữ mễ 米 trong tiếng Trung, hay chữ ж trong tiếng Nga, giống như cầu Vũ Hán, mặt cầu đường bộ là kết cấu thép liên hợp bê tông cốt thép.
Ảnh 3: Mắt cắt ngang cầu chính
Ảnh 4. Đường sắt bên trong lòng cầu
Cầu chính được xây dựng có sơ đồ nhịp theo thiết kế ban đầu, có tổng chiều dài 1.688 m, gồm 15 nhịp dàn thép hợp kim thấp 10XCHД, các thanh bụng của dàn chủ được bố trí thay vì hình chữ mễ 米 đổi thành hình tam giác, thi công lắp hẫng từ liên kết đinh tán được thay bằng bu lông cường độ cao, mỗi nhịp dài 112m, chiều cao từ 16m được giảm xuống chỉ còn 14,1m, cứ 3 nhịp được nối thành 1 hệ dàn liên tục.
Tầng dưới rộng 17m. Bên trong lòng cầu có 2 đường sắt, một đường lồng khổ 1,435m & 1,000m phía thượng lưu và một đường khổ 1,000m phía hạ lưu, hai bên cánh gà là đường dành cho xe thô sơ và xe tải nhẹ dưới 10 tấn, mỗi bên rộng 3,5m. Tầng trên rộng 19,5m gồm 4 làn xe ô tô và 2 làn đi bộ. Mặt cầu rải bê tông nhựa dính kết với bản thép trực hướng OSD (Orthotropic Steel Deck) dày14mm bằng lớp dính bám và chống thấm Xlamor (ảnh 1 và 2).
Cầu dẫn đường sắt gồm 53 nhịp phía Bắc và 63 nhịp phía Nam, cầu dẫn đường bộ gồm 22 nhịp phía Bắc, 21 nhịp phía Nam đều là dầm giản đơn bê tông dự ứng lực 33m chế tạo tại nhà máy bê tông Thăng Long. Riêng hệ mặt cầu dẫn đường bộ được nối liên tục nhiệt. Như vậy, cầu đường sắt có chiều dài tổng cộng là 5.503 m, đường xe thô sơ dài 2.658m gồm 2 bên cánh gà cầu chính và 14 nhịp cầu dẫn phía Bắc, 15 nhịp cầu dẫn phía Nam, cầu đường bộ dài 3.116 m.
Những công nghệ mới, kết cấu mới và vật liệu mới lần đầu tiên được nghiên cứu và ứng dụng thành công trong ngành cầu ở Việt Nam với sự trợ giúp ban đầu của Trung Quốc và về sau của Liên Xô tại thời điểm đó được cho là những công nghệ hiện đại, xứng danh với tên gọi “công trình thế kỷ”, nhất là trong hoàn cảnh Việt Nam lúc bấy giờ. Đó là giếng chìm chở nổi, thi công giếng chìm đắp đảo bằng bao tải đất thay thế khung vây cọc ván thép để đổ bê tông bịt đáy ở độ sâu 40m trên nền sét cát lẫn sỏi cuội, lắp hẫng dàn thép và liên kết các nút dàn bằng bu lông cường độ cao, hàn tự động các bản trực hướng và kiểm tra chất lượng mối hàn bằng siêu âm, bằng tia Rơn gen, dầm bê tông dự ứng lực vượt nhịp 33m chế tạo tại nhà máy, bản bê tông mặt cầu dẫn đường bộ được nối liên tục nhiệt, vật liệu Xlamor chống thấm và kết dính bản thép trực hướng với lớp phủ mặt cầu bằng bê tông nhựa…
Trong các giải pháp kỹ thuật công nghệ nói trên thì chỉ có bản mặt cầu nối liên tục nhiệt của bà kỹ sư Sakharova I.D. (Сахарова Инна Дмитриевна) được giới chuyên môn của Nga đánh giá “là một thành tựu vượt trội so với thực tiễn xây dựng cầu của thế giới” (является непревзойденным достижением в практике мирового мостостроения).
Bà Sakharova đã qua đời vào ngày 10.8.2020. Trong bài điếu văn được đăng tải trên trang thông tin điện tử của Công ty Khoa học – sản xuất SK MOST (http://www.nppskmost.ru) do bà sáng lập, các thế hệ kế nghiệp của bà đã tự hào nhắc đến thời kỳ bà sang tham gia xây dựng cầu Thăng Long như sau: “Trong giai đoạn 1980 – 1984, bà Sakharova I.D. đã tham gia tích cực vào việc xây dựng cây cầu bắc qua sông Hồng ở Việt Nam, nhiều lần đi công tác tại các cơ sở đang xây dựng. Bà đã được tặng thưởng “Huân chương Hữu nghị”, Bằng khen của Bộ Giao thông Vận tải nước CHXHCN Việt Nam, sự tri ân của Tham tán Kinh tế Đại sứ quán Liên Xô tại CHXHCN Việt Nam. Trong quá trình xây dựng cầu qua sông Hồng tại Hà Nội, theo thiết kế của bà, kết cấu bản mặt cầu nối tục nhiệt với chiều dài của chuỗi liên tục nhiệt lên đến 724 m đã được xây dựng là một thành tựu vượt trội so với thực tiễn xây dựng cầu của thế giới”.
Bà còn là tác giả của vật liệu hỗn hợp Xlamor chống thấm kiêm dính bám giữa bản thép mặt cầu OSD với lớp phủ bằng bê tông nhựa thông thường của cầu chính cầu Thăng Long đã được khai thác hơn hai mươi năm vẫn đảm bảo chất lượng. Thế nhưng, không hiểu sao vật liệu chống thấm Xlamor được cho là tuyệt vời này lại không được bài điếu văn nói trên nhắc đến trong số “các vật liệu chống thấm và kết cấu mặt đường mới với ứng dụng của chúng như: Mostoplast, Dalmostplast, Luberitmost (Lyubertsy), Technoelastmost, Inoplastmost và những loại khác” mà bà là đồng tác giả (ảnh 5).
Ảnh 5. Bà Sakharova trong lễ giao ước thi đua năm 1984 (ảnh st trên nppskmost.ru)
Mô hình Xí nghiệp Liên hợp cầu Thăng Long cũng hoàn toàn mới đối với ngành xây dựng cầu ở Việt Nam lúc bấy giờ.
Sau khi Trung Quốc đơn phương hủy bỏ cam kết, cắt viện trợ, rút hết chuyên gia, nếu không có viện trợ không hoàn lại của Liên Xô cho việc “…cung cấp cho Việt Nam các vật liệu xây dựng như: sắt thép, xi măng mác cao, dầm thép, máy móc thiết bị thi công, cử chuyên gia sang làm việc…” như Hiệp định liên chính phủ Việt Nam – Liên Xô ký ngày 03/11/1978 đã ghi rõ thì không thể có cầu Thăng Long được khánh thành vào năm 1985.
Ông Hoàng Minh Chúc, nguyên Tổng Giám đốc Liên hiệp các xí nghiệp xây dựng cầu Thăng Long (ảnh 7), khi trả lời phóng viên Bích Ngọc của báo Nhân Dân cho biết chính ông trưởng đoàn chuyên gia Liên Xô E.V Gien-nhin cũng đã khẳng định điều này khi trả lời Thủ tướng Phạm Văn Đồng rằng: “Cầu này anh em công nhân Việt Nam làm là chính, chuyên gia chỉ có 70 người còn công nhân của Xí nghiệp Liên hiệp là 7.000 người, tỷ lệ 1/100. Cán bộ, công nhân Việt Nam rất giỏi” vào dịp Thủ tướng đến thăm và gắn tấm biển đồng ghi tên “Cầu Thăng Long”. Mà không chỉ có 7000 công nhân. Để triển khai thi công xây dựng cầu Thăng Long, Bộ Giao thông Vận tải đã tập trung lực lượng của 12 công ty tinh nhuệ của bộ trong đó có bốn xí nghiệp cầu, một xí nghiệp cơ giới… Lực lượng kỹ sư, công nhân lúc đầu có 1.600 người, sau tăng lên 8.300 người. với hàng trăm kỹ sư và cán bộ kỹ thuật, trong đó có hàng chục cán bộ lãnh đạo từng giữ chức vụ tương đương cục trưởng, cục phó… ban đầu dưới sự điều hành của Thứ trưởng bộ GTVT Nguyễn Tường Lân.
Ông Hoàng Minh Chúc kể lại: “Để phục vụ thi công cầu Thăng Long – “công trình thế kỷ” ở thời điểm đó, một khối lượng sắt thép, bê-tông khổng lồ đã được huy động, gồm 175 trụ mố bê-tông các loại; 15 nhịp dầm thép mỗi nhịp dài 112 m; 939 phiến dầm bê-tông dự ứng lực, mỗi phiến dài 31,6 m. Các khối bê-tông được đổ liên tục trong 230 ngày; sản xuất, gia công lắp ráp 55 nghìn tấn thép. Công trường xây dựng cầu Thăng Long trải dài trên 192 ha thuộc tám xã của hai huyện Đông Anh và Từ Liêm (cũ)” (ảnh 7 và 8).
Ảnh 7. Những người làm nên cây cầu lịch sử.
Ảnh 8. Chuẩn bị hợp long dàn thép cầu chính (st)
Ngay từ năm 1971 các trường Đại học Việt Nam dù đang phải sơ tán đã trực tiếp tham gia vào dự án này. GS Lê Văn Thưởng và GS Nguyễn Trâm ở trường Đại học Xây dựng (ĐHXD) đã tham gia nhóm xét duyệt nhiệm vụ thiết kế cầu Chèm ở Uỷ ban Kế hoạch Nhà nước.
Bộ phận thiết kế cầu được thành lập đầu tiên vào năm 1971 có tên gọi là Tổ thiết kế cầu Chèm thuộc Viện Thiết kế Giao thông (VTKGT, nay là TEDI) do Giáo sư Nguyễn Phúc Trí làm Tổ trưởng (GS Nguyễn Phúc Trí về sau là Viện trưởng). Bộ môn Cầu ĐHXD tham gia thiết kế các phương án sơ bộ cầu Chèm qua sông Hồng cùng với các đơn vị khác như: VTKGT, Trường ĐHGTSB (Trường Đại học Giao thông Đường sắt và Đường bộ, nay là Đại học Giao thông vận tải) VKTGT (Viện Kỹ thuật Giao thông, nay là Viện Khoa học Công nghệ GTVT) …
Đến năm 1972, sau khi Ban Xây dựng cầu Chèm được thành lập thì Tổ thiết kế cầu Chèm được nâng lên thành Ban Nghiên cứu Thiết kế cầu Thăng Long (tiền thân của công ty TVTK Cầu Lớn – Hầm), tách khỏi VTKGT. Lúc bấy giờ tổ chức Ban xây dựng đóng vai trò như một Tổng Công ty, ví dụ như Ban Xây dựng 64 là tiền thân của CIENCO 8, ban Xây dựng 67 là tiền thân của CIENCO5 cũng như chính Ban Xây dựng cầu Chèm là tiền thân của Liên hiệp các Xí nghiệp xây dựng cầu Thăng Long, và ngày nay là Tổng Công ty Xây dựng cầu Thăng Long.
Ngoài ra, nhiều cán bộ khoa học kỹ thuật ở Viện KTGT, Trường ĐHGTSB, Trường ĐHXD cũng được huy động chủ trì hoặc tham gia nghiên cứu thiết kế, tham gia giải quyết các vấn đề kỹ thuật phát sinh trong quá trình xây dựng cầu.
Đó là phương án kiến trúc cảnh quan đầu cầu Thăng Long do KTS Nguyễn Đức Thiềm ĐHXD chủ trì với sự tham gia của các thầy Đỗ Bá Chương, thầy Nguyễn Trâm đã được giải thưởng và triển khai thi công.
Đó còn là kinh nghiệm của các kỹ sư Việt Nam chia sẻ với các chuyên gia Liên Xô xử lý hiện tượng rỉ mặt ma sát bản tiết điểm và thanh dàn khi thi công và nghiệm thu liên kết bu lông cường độ cao đã góp phần đẩy nhanh tiến độ lắp hẫng dàn chủ của cầu chính. Khi các bộ phận của dàn chủ được chuyên chở đến công trường, trong điều kiện khí hậu của Việt Nam, nhiệt độ và độ ẩm thường rất cao nên các mặt thép được tạo ma sát chưa kịp lắp ráp với nhau để xiết bu lông đã bị rỉ. Hai vợ chồng chuyên gia Liên Xô về bu lông cường độ cao là bạn học cùng đại học với Kỹ sư Cao Văn Giao, giảng viên bộ môn Cầu ĐHGTSB lúc bấy giờ, đã cho anh Giao biết là chưa bao giờ gặp hiện tượng bề mặt thép các thanh dàn và bản tiết điểm bị rỉ nhanh đến như vậy. Sau đó, Kỹ sư Cao Văn Giao và Viện KTGT đã phối hợp cùng với họ nghiên cứu và tìm ra được biện pháp giải quyết đảm bảo hệ số ma sát của bề mặt bản thép trong điều kiện nhiệt ẩm cao ở Việt Nam. Thành quả hợp tác của họ không những đã được áp dụng thành công cho cầu Thăng Long mà Kỹ sư Cao Văn Giao sau đó đã cho ra mắt cuốn sách chuyên khảo về Liên kết bu lông cường độ cao. Kết quả nghiên cứu của họ còn được đưa vào để “Việt hóa” Qui trình thi công và nghiệm thu dầm cầu thép liên kết bằng bu lông cường độ cao 22TCN 24-84 sử dụng không chỉ cho cầu Thăng Long lúc bấy giờ mà còn cho việc thiết kế và thi công các cây cầu thép về sau như cầu Chương Dương, cầu Bến Thủy…
Đó còn là những đóng góp của Tiến sĩ “Lân hàn” (anh Lân bảo vệ luận án tại Viện hàn điện mang tên Viện sĩ E.O. Paton ở Ki-ép – ИЭС им. Е. О. Патона) trong việc phối hợp với các chuyên gia Liên Xô áp dụng công nghệ hàn tự động và kiểm tra chất lượng mối hàn bằng siêu âm, bằng tia X để thi công các mối nối hàn của các bản thép trực hướng không những đảm bảo đáp ứng các chỉ tiêu cơ lý mà còn thỏa mãn những yêu cầu khắt khe nhất về kích thước hình học, đường nét thẩm mỹ. Những đường hàn tuyệt vời này sau gần nửa thế kỷ khai thác vẫn làm chúng tôi trầm trồ khi được nhìn thấy chúng trong đợt sửa chữa, tăng cường mặt cầu cuối năm 2020 vừa qua.
Và không phải không có những bài học, những trải nghiệm từ khi xây dựng cho đến các đợt bảo trì, sữa chữa, tăng cường… cần được kể lại nhất là đối với những người tâm huyết với nghề cầu hôm nay và cả mai sau. Sau đây, trong phần thứ nhất này, xin được chia sẻ những trải nghiệm của bản thân người viết bài này trong thời gian xây dựng cầu Thăng Long.
Xin được cảm ơn PGS.TS Tống Trần Tùng đã có những chia sẻ rất hay và bổ ích.
