**Thiết kế đặc biệt của hai cầu dây văng cao nhất Việt Nam**
TP HCM – Cầu Phước Khánh và Bình Khánh có tĩnh không 55 m, trụ tháp cao 155 m, sử dụng hệ cáp dây văng luồn qua neo “yên ngựa”, có khả năng chịu va chạm của tàu trọng tải 20.000 tấn.
Sau 10 năm triển khai, cầu Phước Khánh – mắt xích cuối cùng trên cao tốc Bến Lức – Long Thành – đang trong giai đoạn hoàn thiện và dự kiến sẽ hợp long vào giữa tháng 7 tới đây, với thời gian hoàn thành dự kiến khoảng hai tháng sau đó. Khi đi vào hoạt động, công trình này sẽ giúp kết nối toàn bộ tuyến cao tốc dài gần 58 km, liên kết Tây Ninh, TP HCM và Đồng Nai.
Cầu Phước Khánh là một trong hai cầu lớn nhất trên tuyến, bắc qua sông Lòng Tàu, kết nối Cần Giờ, TP HCM với Nhơn Trạch, Đồng Nai. Cầu còn lại là Bình Khánh, vượt sông Soài Rạp, đã hoàn thành nhưng vẫn chờ Phước Khánh hoàn tất để khai thác đồng bộ.
Hai cầu có quy mô gần tương đương, bao gồm 4 làn xe và hai làn dừng khẩn cấp. Cầu Bình Khánh dài gần 2,8 km, trong khi cầu Phước Khánh dài khoảng 3,2 km. Cả hai cầu đều có tĩnh không thông thuyền 55 m, cho phép tàu trọng tải lên đến 30.000 tấn, xếp nhiều lớp container, lưu thông bên dưới để ra vào các cụm cảng.
Công trường thi công cầu Phước Khánh nhìn từ trên cao, tháng 6/2026. Ảnh: Giang Anh
Ông Phan Văn Quân, Phó giám đốc Công ty cổ phần Xây dựng hạ tầng Bắc Trung Nam, thành viên liên danh thi công cầu Phước Khánh, cho biết ngoài tĩnh không thuộc nhóm cao nhất cả nước cho phép tàu thuyền siêu trọng đi qua, hai cầu còn sở hữu kết cấu dây văng đặc biệt, thi công phức tạp hơn nhiều cầu lớn khác tại Việt Nam.
Cầu chính sử dụng hệ dầm thanh mảnh, được treo bằng cáp dây văng cường độ cao, liên kết với hai trụ tháp hình chữ H cao khoảng 155 m. Mỗi trụ được bố trí với hai mặt phẳng dây văng dạng rẻ quạt. Cầu Phước Khánh có 56 bó cáp, trong khi cầu Bình Khánh có 68 bó do nhịp chính dài đến 375 m.
Theo ông Quân, ở nhiều cầu dây văng, mỗi bó cáp có một đầu neo vào dầm cầu, đầu còn lại neo trên trụ tháp. Tuy nhiên, tại Phước Khánh và Bình Khánh, dây văng được nối liên tục giữa hai nhịp, đoạn giữa vắt qua trụ tháp bằng kết cấu neo “yên ngựa”. Hai đầu cáp sau đó được neo vào dầm cứng ở hai phía.
Cách thiết kế này giúp hai bên dầm cầu cùng tham gia chịu lực thông qua hệ cáp liên tục, nhưng làm cho quá trình thi công và cân chỉnh trở nên phức tạp hơn. Mỗi bó cáp dài từ gần 60 m đến gần 200 m, và tại vị trí đi qua “yên ngựa”, cáp không được neo cố định, do đó kỹ sư cần tính toán cả lực trượt phát sinh bên cạnh lực căng từng bó.
Vì vậy, hai đầu cáp cần được căng đồng thời, với sai số kiểm soát ở mức rất nhỏ nhằm đảm bảo cân bằng lực và phân bổ tải trọng. Hệ dây văng được thiết kế có tuổi thọ lên tới 100 năm, có khả năng chống ăn mòn và thuận tiện cho việc kiểm tra cũng như bảo trì.
Hệ thống dây văng cầu Bình Khánh – công trình đã hoàn thành, đang chờ cầu Phước Khánh hoàn thiện để khai thác đồng bộ. Ảnh: Quỳnh Trần
Ông Ngô Hoàng, Chỉ huy trưởng gói thầu cầu Phước Khánh thuộc Freyssinet Việt Nam, cho biết do trụ tháp cao và hệ cáp luồn qua neo “yên ngựa”, nhà thầu cần điều chỉnh biện pháp thi công cho phù hợp với kết cấu này.
Trong quá trình thi công, mỗi lần lắp hoặc tháo xe đúc, tải trọng thay đổi khiến các đốt dầm dịch chuyển. Ở từng chu kỳ, kỹ sư phải liên tục đo đạc và cập nhật số liệu để sau khi đúc dầm và căng kéo cáp, kết cấu trở về đúng thiết kế trước khi chuyển sang bước tiếp theo.
Mỗi chu kỳ gồm đúc hai đốt dầm hai bên tháp, lắp đặt và căng kéo cáp dây văng, được yêu cầu hoàn thành trong khoảng 18 ngày. Để đáp ứng tiến độ, nhà thầu phải tối ưu toàn bộ quy trình, từ vận hành xe đúc, lắp dựng cốt thép, đổ bê tông đến việc căng kéo cáp.
Ngoài hệ dây văng, trụ tháp của cầu Phước Khánh và Bình Khánh cũng được thiết kế để chịu tác động động đất và va chạm từ tàu. Theo thiết kế, hai trụ chính có khả năng chịu va chạm trực tiếp của tàu trọng tải 20.000 tấn di chuyển với vận tốc 5 m/s.
Theo nhà thầu, kết cấu “yên ngựa” đã được áp dụng ở nhiều cầu Extradosed trên thế giới – loại cầu kết hợp giữa bê tông cốt thép dự ứng lực và dây văng. Việc không phải bố trí các đầu neo lớn trên thân tháp giúp tối ưu tiết diện trụ, tạo dáng kiến trúc thanh mảnh và giảm khối lượng thi công trên cao.
Hướng tuyến cao tốc Bến Lức – Long Thành, đoạn cầu Phước Khánh là hạng mục lớn cuối cùng đang thi công. Đồ họa: Hoàng Thanh
Tại Việt Nam, kết cấu tương tự đã từng được áp dụng ở cầu dây văng Sông Hiếu, cầu cạn metro Bến Thành – Suối Tiên đoạn vượt đường Điện Biên Phủ, và cầu Phước An nối Đồng Nai với khu vực Bà Rịa – Vũng Tàu cũ, hiện đang thi công, cũng có thiết kế tương tự. Tuy nhiên, các công trình này có trụ tháp thấp và quy mô nhỏ hơn so với Phước Khánh và Bình Khánh.
Gói thầu cầu Phước Khánh trước đây có ký hiệu J3, triển khai từ tháng 1/2016 với tổng vốn khoảng 3.000 tỷ đồng, do liên danh nhà thầu Nhật Bản thực hiện. Công trình tạm dừng từ năm 2020 do vướng mắc về nguồn vốn và hiệp định vay.
Tháng 4/2025, cầu được khởi động lại sau khi Tổng công ty Đầu tư phát triển đường cao tốc Việt Nam, chủ đầu tư dự án, lựa chọn liên danh Công ty cổ phần Xây dựng hạ tầng Bắc Trung Nam – Công ty TNHH Freyssinet Việt Nam làm nhà thầu thay thế. Gói thầu đổi tên thành J3-1, với giá trị phần việc còn lại khoảng 600 tỷ đồng.
Cầu Bình Khánh thuộc gói thầu J1, khởi công vào tháng 8/2015 với tổng vốn hơn 2.800 tỷ đồng. Công trình này cũng đã từng tạm dừng nhiều năm do vướng mắc về nguồn vốn, trước khi thi công trở lại từ tháng 10/2023 và dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2025.
Cao tốc Bến Lức – Long Thành được khởi công năm 2014, dài gần 58 km, tổng mức đầu tư ban đầu hơn 31.300 tỷ đồng, nhưng sau điều chỉnh còn hơn 29.500 tỷ đồng. Tuyến đường được thiết kế với 4 làn xe, hai làn dừng khẩn cấp và tốc độ tối đa 100 km/h. Dự án đã gặp nhiều khó khăn về chính sách đầu tư và nguồn vốn, dẫn đến việc chậm tiến độ hoàn thành.
Giang Anh
