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 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.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Nghệ An: Ông Đậu Quang Vinh giữ chức vụ Chủ tịch Liên hiệp Hội tỉnh Nghệ An
Trong hai ngày 29-30/12, tại tỉnh Nghệ An, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Nghệ An (Liên hiệp Hội tỉnh Nghệ An) đã tổ chức thành công Đại hội Đại biểu lần thứ VII, nhiệm kỳ 2025-2030. Ông Đậu Quang Vinh đã được Đại hội tín nhiệm bầu giữ chức Chủ tịch Liên hiệp Hội tỉnh khoá VII, nhiệm kỳ 2025-2030.
WFEO: Kênh kết nối cộng đồng kỹ sư quốc tế và cơ hội tham gia của cộng đồng kỹ sư Việt Nam
Trong một thế giới ngày càng phụ thuộc vào các giải pháp kỹ thuật để giải quyết những thách thức toàn cầu như biến đổi khí hậu, đô thị hóa và chuyển đổi số, vai trò của các kỹ sư trở nên then chốt hơn bao giờ hết. Đứng sau sức mạnh tập thể của hơn 30 triệu kỹ sư trên toàn cầu là Liên đoàn các Tổ chức kỹ sư Thế giới (World Federation of Engineering Organizations - WFEO).
Trung tâm SUDECOM nâng cao chuỗi giá trị nông nghiệp cho cộng đồng
Sáng ngày 29/12, Trung tâm Hỗ trợ Phát triển Bền vững Cộng đồng các Dân tộc Miền núi (Trung tâm SUDECOM) đã tổ chức hội nghị tổng kết dự án “Hỗ trợ mô hình sinh kế và nâng cao năng lực tiếp cận chuỗi giá trị nông nghiệp cho cộng đồng nhằm góp phần tăng thu nhập và bình đẳng giới tại 3 xã Lương Thịnh, Thác Bà, Yên Bình, tỉnh Lào Cai”.
VUSTA nhận Bằng khen của Bộ Ngoại giao vì những đóng góp tiêu biểu trong công tác đối ngoại nhân dân 2025
Phát biểu tại Hội nghị tổng kết công tác đối ngoại nhân dân 2025, Phó Chủ tịch VUSTA Phạm Ngọc Linh khẳng định đội ngũ trí thức KH&CN đã có những đóng góp tích cực vào những thành tựu chung của công tác đối ngoại nhân dân 2025. VUSTA cam kết tiếp tục phát huy vai trò nòng cốt trong đối ngoại nhân dân, góp phần thúc đẩy hợp tác quốc tế về KH&CN, ĐMST&CĐS trong giai đoạn phát triển mới của đất nước.
An Giang: Hoàn thiện khung hệ giá trị văn hóa trong kỷ nguyên mới
Ngày 26/12, Trường Chính trị Tôn Đức Thắng phối hợp với Ban Tuyên giáo và Dân vận Tỉnh ủy tổ chức hội thảo: “Xây dựng và phát huy hệ giá trị văn hóa, con người An Giang thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh trong kỷ nguyên mới”. TS. Hồ Ngọc Trường - Tỉnh ủy viên, Hiệu trưởng Trường Chính trị Tôn Đức Thắng; Bà Nguyễn Thị Hồng Loan - Phó Trưởng Ban TG&DV Tỉnh ủy đồng Chủ trì hội thảo
Đảng, Nhà nước tặng quà nhân dịp chào mừng Đại hội XIV của Đảng và Tết Bính Ngọ
Thủ tướng Phạm Minh Chính vừa ký công điện số 418 ngày 28/12/2025 về việc tặng quà của Đảng, Nhà nước nhân dịp chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng và Tết Nguyên đán Bính Ngọ năm 2026 cho người có công với cách mạng, các đối tượng bảo trợ xã hội, hưu trí xã hội và đối tượng yếu thế khác.
Lào Cai: Hội nghị triển khai nhiệm vụ trọng tâm năm 2026
Chiều 28/12, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh tổ chức hội nghị Ban Chấp hành nhằm đánh giá công tác lãnh đạo, chỉ đạo thực hiện nhiệm vụ năm 2025; thảo luận, thống nhất phương hướng nhiệm vụ trọng tâm năm 2026 và quyết định một số nội dung theo thẩm quyền.