Kết cấu đường ray ứng suất trước trong tổ hợp vận tải uST

Công nghệ ứng suất trước nền tảng của cầu cạn thuộc tổ hợp vận tải uST là một giải pháp đã được kiểm chứng, được ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng suốt nhiều thế kỷ qua. Tìm hiểu thêm về những điểm làm nên sức hút của công nghệ này và cách nó giúp giải quyết các bài toán khác nhau trong bài viết của chúng tôi.

MỤC LỤC

Toggle

Công nghệ đã được minh chứng qua hơn 600 năm

Sử dụng công nghệ ứng suất trước, Bậc thầy Thangtong Gyalpo đã xây dựng 58 cây cầu treo bằng xích sắt quanh Tây Tạng và Bhutan từ thế kỷ XV. Điều này có vẻ khó tin, nhưng một số cây cầu vẫn đang được sử dụng cho đến ngày nay. Bước tiến quan trọng tiếp theo là phát minh ra các kết cấu bê tông ứng suất trước. Kỹ sư Eugène Freyssinet là một trong những người đầu tiên áp dụng phương pháp này trong quá trình xây dựng cầu Pont le Veurdre gần thành phố Vichy vào năm 1911. Phương pháp này tỏ ra rẻ hơn rất nhiều so với các kết cấu đá thông thường. Ngày nay, công nghệ ứng suất trước vẫn tiếp tục được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đa dạng, giúp tạo ra các cấu trúc nhẹ, bền bỉ và đáng tin cậy.

Tà mẹt (Tà-vẹt)

Tất cả các loại tà vẹt bê tông cốt thép hiện đại đều được chế tạo bằng công nghệ ứng suất trước. Những sản phẩm này có tuổi thọ cao, khả năng chống chịu ứng suất cơ học và nhiệt độ tốt, đồng thời chịu được tải trọng lớn. Chúng không bị mục rữa, không trương nở do ẩm ướt và không bị nứt trong thời tiết lạnh. Nói một cách đơn giản, công nghệ sản xuất tà vẹt được mô tả như sau: Trước quá trình đổ bê tông, một sợi thép được lắp đặt vào khuôn đặc biệt rồi được kéo căng. Sau đó, bê tông được đổ vào khuôn và đầm chặt bổ sung bằng rung động. Cuối cùng, sản phẩm được đưa vào buồng hấp để bê tông đóng rắn. Tà vẹt sản xuất bằng công nghệ này có độ bền và độ đàn hồi cao, nhờ đó không bị nứt dưới tải trọng nặng.

Cầu ô tô

Ứng suất trước được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng cầu ô tô nhờ mang lại nhiều ưu điểm. Thứ nhất, phương pháp này đòi hỏi lượng kim loại ít hơn từ 1,5 đến 2,5 lần so với cầu làm bằng bê tông cốt thép không có ứng suất trước. Thêm vào đó, lượng tiêu thụ bê tông và trọng lượng của các cấu kiện được giảm bớt, giúp đơn giản hóa quá trình vận chuyển và lắp đặt các bộ phận đúc sẵn. Việc sử dụng cốt thép ứng suất trước cho phép xây dựng cầu bằng phương pháp lắp ghép bản lề và bê tông bản lề, giúp giảm đáng kể thời gian thi công.

Tháp truyền hình

Các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng tháp truyền hình. Ví dụ, chúng đã được dùng để dựng tháp truyền hình cao 554 mét tại Toronto, cấu trúc bê tông cốt thép tự đứng cao nhất thế giới. Tiết diện đơn giản của tòa tháp ba thùy rất thuận tiện cho việc thi công đổ bê tông liên tục kết hợp đặt cốt thép ứng suất trước. Tốc độ xây dựng vào cuối những năm 1960 rất ấn tượng, với chiều cao tháp tăng thêm 6 mét mỗi ngày. Tổng cộng mất 26 tháng để hoàn thành tháp truyền hình này, thiết lập kỷ lục về tốc độ xây dựng.

Đường dây truyền tải điện

Đây là một ví dụ đơn giản về cách ứng dụng công nghệ ứng suất trước. Nhờ công nghệ này, toàn bộ tải trọng thẳng đứng dồn lên các cột neo khối lớn, ngăn chặn tình trạng võng hoặc đứt đường dây cao thế. Các cột đỡ trung gian – những cột mà chúng ta nhìn thấy dọc theo toàn tuyến đường dây – chủ yếu chịu tải trọng ngang từ gió.

Tấm sàn nhà ở

Công nghệ ứng suất trước được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng các tòa nhà dân居 (dân dụng). Tùy thuộc vào công nghệ sản xuất, chiều rộng tấm sàn có thể đạt tới 3 m, trong khi độ dày là 0,22 m. Ở những tấm sàn này, cốt thép được kéo căng liên kết chặt chẽ với bê tông, giúp chúng có khả năng chống nứt cực cao. Điều này lại góp phần đảm bảo độ bền vững và tuổi thọ cho các công trình xây dựng.

Tinh hoa hội tụ trong công nghệ uST

Khi tạo ra kết cấu đường ray của uST – nơi các phương tiện điện chạy trên bánh thép di chuyển – công nghệ ứng suất trước cũng được áp dụng. Công nghệ này giúp đường ray trở nên nhẹ nhàng, cực kỳ chắc chắn và bền bỉ. Kết cấu đường ray dựa trên vận tải đường ray dây, là một bó cốt thép chịu lực ứng suất trước được bọc bên trong thân thép và lấp đầy bằng hợp chất đặc biệt bên trong. Thiết kế này có thể kéo dài tuổi thọ hơn 50 năm.

Nhờ ứng dụng công nghệ ứng suất trước, toàn bộ tải trọng dồn lên các cầu cạn và cấu trúc neo đặt tại các nhà ga đầu cuối của tổ hợp. Do đó, các tháp đỡ của kết cấu đường ray chỉ chịu tải trọng nhỏ và sử dụng một lượng nhỏ kim loại để chế tạo. Kết quả là, bản thân tổ hợp uST mang đặc điểm tiêu thụ vật liệu thấp và đòi hỏi diện tích giải phóng mặt bằng tối thiểu.

Các tổ hợp uST sử dụng công nghệ đã được chứng minh là hiệu quả và đáng tin cậy trong hàng thế kỷ. Công nghệ này sở hữu rất nhiều ưu điểm và khẳng định được vị thế trong ngành xây dựng. Các kỹ sư tại UST Inc. đã hoàn thiện công nghệ này và kết hợp nó với các giải pháp kỹ thuật tiên tiến của ngành giao thông vận tải. Nhờ sự tích hợp đó, họ đã tạo ra một sản phẩm toàn diện có thể đưa ngành vận tải bước lên một tầm cao hoàn toàn mới.