Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 20/01/2006 00:51 (GMT+7)

Cầu thuỷ tinh sẽ thay đổi kỹ nghệ xây dựng cầu

Những cây cầu bê tông cốt thép truyền thống đang mòn nhanh hơn cả tốc độ sửa chữa hoặc thay thế. Bê tông và cốt thép gia cố bên trong bị mòn theo thời gian do độ ẩm và muối xâm nhập qua các khe nứt. Theo John Scalzi thuộc Hiệp hội khoa học quốc gia Mỹ (NSF), 42% trong tổng số gần 600.000 cây cầu của Mỹ cần được sửa chữa. Để làm công việc đó, Cục đường bộ liên bang (Mỹ) cho biết phải tốn ít nhất 50 tỷ đôla. Số tiền đó quá lớn. Thay thế thép bằng sợi thuỷ tinh có thể kéo dài tuổi thọ của cầu từ 50 lên 200 năm. Để xác định liệu thuỷ tinh hay một số vật liệu khác như chất dẻo hoặc sợi cacbon có phải là thứ thay thế tốt nhất đối với thép hay không, NSF đã tài trợ cho 40 dự án nghiên cứu.

Một trong số đó là dự án của Frieder Seible, kỹ sư công trình thuộc trường Đại học California. Ông là người đã nổi tiếng toàn thế giới với việc thiết kế một số công trình bằng composit hiện đại nhất. Một phần của đoạn đường từ văn phòng của Seible tới phòng thí nghiệm của ông tại phố Matthews, California, trông rất khác biệt. Nhựa đường đã được thay thế bằng một tấm thuỷ tinh. Nó có màu đen và không trông suốt. Theo Seible, nhóm nghiên cứu của ông đang làm cho nó cứng và bền, chứ không phải đẹp. Xe cộ, kể cả xe tải tất bật chạy trên tuyến phố này xong tấm cầu thuỷ tinh lát phía trên vẫn không hề nứt vỡ. Còn trong phòng thí nghiệm, nhóm của Seible đang kiểm tra độ bền của nhiều tấm thuỷ tinh khác cũng như các sợi thuỷ tinh màu vàng đục, mỏng.

Tại phòng thí nghiệm Palp Alto của công ty Lockheed Martin, các nhà khoa học đã thử nghiệm thành công một cây cầu thuỷ tinh có chiều dài 42m. Theo người phát ngôn của công ty, các nhịp cầu có kích cỡ như thế hoặc ngắn hơn chiếm 70% thị trường. cầu ở Mỹ. Để chứng minh thuỷ tinh có sức chịu tải tốt, các kỹ sư đã cẩu một chiếc xe chở quân nhân nặng 70 tấn lên bề mặt của một đoạn dài 9m và rộng 6m. Cây cầu nặng 10 tấn này vẫn đứng trơ trơ. Chi phí của cây cầu nói trên là 10đôla/kg cầu. Chi phí của cầu bê tông cốt thép chỉ là 0,6 - 2 đôla/1kg. Tuy nhiên, cầu bê tông lại nặng gấp năm lần cầu thuỷ tinh và chi phí bảo dưỡng cao hơn nhiều.

Ngay cả khi chi phí xây dựng không giảm mạnh thì cầu thuỷ tinh vẫn có nhiều lợi thế so với cầu bê tông cốt thép. Lợi thế đầu tiên là khả năng lắp ráp nhanh - ưu tiên hàng đầu đối với những nơi cần liên kết các cộng đồng bị cô lập sau khi những cây cầu nhỏ bị bão cuốn trôi. Các nhà thầu phụ của Lockheed Martin chỉ mất 5 tuần để chế tạo cây cầu thủy tinh thử nghiệm nói trên. Ngay khi dây chuyền sản xuất được lắp đặt, thời gian sản xuất sẽ giảm.

Không giống như cầu bê tông, cầu thuỷ tinh có thể được thiết kế sao cho nó tự giám sát và thậm chí là tự bảo dưỡng. Phòng thí nghiệm Hải quân Mỹ đang thử nghiệm một phương pháp liên quan tới các sợi cáp quang đặc biệt. Ánh sáng đi qua cáp bị thay đổi tần số nếu tải trọng nhiệt hoặc cơ học của cáp thay đổi. Một dụng cụ rẻ tiền, được kiểm soát bằng máy tính, có thể theo dõi để phát hiện những thay đổi đó và thông báo địa điểm chính xác cho đội sửa chữa. Các nhà nghiên cứu khác thì gợi ý nên đặt các ống chứa epoxy vào các sợi cấu trúc. Nếu một tác động mạnh gây ra các vết nứt nhỏ, ống epoxy cũng bị rò rỉ, tự động giải phóng epoxy để hàn vết nứt.

Theo Seible, điều quan trọng nhất đối với cầu thuỷ tinh là cách nó được xây dựng. Phương pháp của John Kosmatka là một trong những phương án khả thi để xây dựng loại cầu này. Kosmatka là một cộng sự của Seible, người đã chế tạo những chiếc cầu composit di động cho quân đội Mỹ với sức chịu tải là 70 tấn. Để chế tạo cầu thuỷ tinh cỡ lớn, các lớp sợi thuỷ tinh được xếp chồng lên nhau và được treo trên những trụ đỡ thẳng đứng. Chúng tạo thành một chiếc chiếu và được bọc nhựa ở hai mặt. Ngay khi đã ổn định, một chiếc bơm chân không sẽ được nối với một đầu chiếu. Thông qua các lớp sợi thuỷ tinh, bơm sẽ hút dòng epoxy từ những chiếc xe tải nằm ở đầu chiếu còn lại. Chiếu sợi thuỷ tinh, đã trung hoà epoxy, sau vài tuần sẽ trở thành một cây cầu cứng cáp.

Nhiều người ủng hộ cầu thuỷ tinh thừa nhận con người cần giải quyết nhiều vấn đề kỹ thuật. Chẳng hạn, có một số bằng chứng cho thấy các tia cực tím từ mặt trời có thể làm giảm độ bền của sợi thuỷ tinh. Mặc dù sơn có thể giải quyết vấn đề trên, song nó làm tăng thêm chi phí và làm mất độ bóng của cầu. Không ai có thể dự đoán vấn đề kỹ thuật này hoặc các vấn đề khác sẽ được giải quyết như thế nào. Tuy nhiên, điều chắc chắn là trong thế kỷ này, Trái đất sẽ có những cây cầu thuỷ tinh tuyệt đẹp và bền mãi với thời gian.

Nguồn: Khoa học và Đời sống, số 9 (1727), ngày 31/1/2005

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Tuổi trẻ Liên hiệp Hội Việt Nam hướng tới chào mừng Đại hội IX bằng những công trình thiết thực
Ngày 25/8, Đoàn Thanh niên Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) thực hiện công trình thanh niên hướng tới chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031, gồm hai hoạt động chính là cải tạo, chỉnh trang và gắn biển “Vườn hoa Thanh niên” và số hóa Phòng Truyền thống Liên hiệp Hội Việt Nam.
489 đại biểu chính thức tham dự Đại hội Liên hiệp Hội Việt Nam lần thứ IX
Ngày 24/8 tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã tổ chức gặp mặt đại diện các cơ quan báo chí, thông tin về Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031. Theo Ban Tổ chức, Đại hội sẽ diễn ra trong hai ngày 27 và 28/8 tại Trung tâm Hội nghị Quốc gia, Hà Nội, với chủ đề “Đoàn kết - Sáng tạo - Đột phá - Phát triển”.
Phú Thọ: Đẩy mạnh truy xuất nguồn gốc, mã số mã vạch và tuân thủ chất lượng sản phẩm
Ngày 21/8/2026, tại Trung tâm Hội nghị tỉnh Phú Thọ, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Phú Thọ, trực tiếp là Chi cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng, phối hợp với Hội Mã số Mã vạch Việt Nam tổ chức Hội nghị tuyên truyền, phổ biến kiến thức về truy xuất nguồn gốc, mã số mã vạch, ghi nhãn hàng hóa và công bố tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm.
Lào Cai: Phó Chủ tịch UBND tỉnh Giàng Quốc Hưng làm Trưởng ban Tổ chức Hội thi
Ngày 20/8, Chủ tịch UBND tỉnh Lào Cai Nguyễn Tuấn Anh đã ký ban hành Quyết định số 2945/QĐ-UBND về việc kiện toàn và thành lập Ban Tổ chức Hội thi Sáng tạo kỹ thuật cùng Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng cấp tỉnh. Phó Chủ tịch UBND tỉnh Giàng Quốc Hưng được tín nhiệm giao trọng trách Trưởng ban.
Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam tháng 8/2026: tập trung hoàn tất công tác tổ chức Đại hội IX
Chiều 22/8, Ban Chấp hành Đảng bộ Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (LHHVN) tổ chức hội nghị thường kỳ nhằm đánh giá kết quả công tác tháng 8, triển khai nhiệm vụ trọng tâm tháng 9/2026 và báo cáo công tác chỉ đạo chuẩn bị Đại hội đại biểu toàn quốc LHHVN lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031.
Vĩnh Long: Nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường, ứng phó biến đổi khí hậu, hướng đến sản xuất nông nghiệp hữu cơ
Ngày 21/8/2026, tại xã An Phú Tân, tỉnh Vĩnh Long, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Vĩnh Long phối hợp với Chi cục Môi trường tỉnh và UBND xã An Phú Tân tổ chức Hội nghị tập huấn tuyên truyền, nâng cao nhận thức về công tác bảo vệ môi trường, ứng phó với biến đổi khí hậu, hướng đến sản xuất nông nghiệp theo hướng hữu cơ.
GS.TS. Chu Phạm Ngọc Sơn: Một đời đưa tri thức khoa học vào thực tiễn
Cuốn sách “Giáo sư - Tiến sĩ Chu Phạm Ngọc Sơn, Nhà Giáo thanh cao, Nhà Khoa học tài năng, một nhân cách lớn” vừa được ra mắt tại TP. Hồ Chí Minh nhân kỷ niệm 90 năm ngày sinh của cố GS.TS Chu Phạm Ngọc Sơn. Ấn phẩm là sự tri ân đối với một nhà khoa học tiêu biểu – người đã dành trọn cuộc đời gắn tri thức khoa học với thực tiễn sản xuất, giáo dục và sự phát triển của đất nước.