Giải pháp lắp dựng dầm hộp đúc sẵn là công nghệ hàng đầu được áp dụng tại các nước có kĩ thuật xây dựng cầu phát triển trên thế giới. Phương pháp này giúp rút ngắn thời gian thi công, quản lý chất lượng thi công tốt hơn, giảm chi phí đầu tư công trình. ở VN, lần đầu tiên phương pháp lắp dựng dầm hộp BTCT dự ứng lực (DƯL) đã được áp dụng ở công trình cầu Kiền thành công.

Cầu Kiền trên QL10.

Việc áp dụng phương pháp lắp dựng dầm bê tông dự ứng lực đúc sẵn chính là chìa khoá thành công cuả công trình cầu Kiền thuộc dự án cải tạo nâng cấp QL10 - Đó là kết luận trong báo cáo của Tư vấn công trình: liên danh Nippon Koei và TEDI.

Cơ sở cho việc áp dụng phương pháp lắp dựng dầm hộp đúc sẵn là do thời gian thi công bị hạn chế. Cầu Kiền là gói thầu cuối cùng được đấu thầu trong số 11 gói thầu xây lắp của QL10. Vì vậy thời gian thi công dự tính ban đầu là 30 tháng phải giảm xuống còn 24 tháng để toàn bộ dự án QL10 có thể hoàn thành trước khi hết hiệu lực Hiệp định vay vốn tháng 7/2003. Trong khoảng thời gian bị khống chế đó, thi công kết cấu phần dưới lại còn bị chậm 9 tháng so với tiến độ, nên áp lực về tiến độ lại còn nặng nề hơn. Tuy nhiên cây cầu đã thông xe trước thời điểm dự kiến. Thành công này là do nhà thầu đã nỗ lực hết sức và hoàn thành xuất sắc công tác lao lắp dầm đúc sẵn.

Việc đúc sẵn các khối dầm hộp có 2 cách:

Phương án Longline - toàn bộ các khối dầm được đúc trên 1 bệ đúc có chiều dài bằng với chiều dài nhịp cầu cần đúc để tạo hình dạng đường cong thực tế của cầu trên bãi đúc. Sau khi đúc xong toàn bộ các khối được tách ra để vận chuyển và lắp ráp vào vị trí.

Longline system

Phương pháp Shortline - bệ đúc chỉ đúc được 2 khối dầm liền kề. Khối đúc cũ là ván khuôn đầu dầm của khối đúc mới để tạo hình dạng đường cong thực tế của cầu. Phương án này yêu cầu công nhân kĩ thuật có trình độ tay nghề cao, nhưng chỉ cần một bệ đúc ngắn, chi phí thấp.

Yêu cầu đặc biệt chặt chẽ của việc đúc sẵn dầm là bệ đúc không được phép lún để đảm bảo chính xác kích thước hình học khối dầm và đường cong mặt cầu. Tại cầu Kiền đã sử dụng phương pháp Shortline-qua tính toán, móng bệ đúc đã dùng 8 cọc khoan nhồi đường kính 0,8m để đảm bảo yêu cầu này.

Kiểm soát hình học trong quá trình sản xuất dầm đặc biệt yêu cầu độ chính xác cao. Việc điều chỉnh kích thước hình học các khối đúc, công tác đo đạc được tiến hành ngay tại bệ đúc. Đường cong đúc khi chế tạo sẽ quyết định sự liên kết của độ vồng trước-đặc biệt quan trọng trong kết cấu cầu dây văng. Dựa trên cao độ liên kết quyết định về độ vồng trước, người ta có thể tính toán về vị trí cho 2 khối dầm bên cạnh nhau. Giá trị dịch chuyển tính toán sẽ được áp dụng để lập vị trí cho khối dầm cũ - Khối đã đúc và khối chuẩn bị đúc - Hệ thống đúc phân đoạn ngắn khối cũ đóng vai trò làm ván khuôn cho khối mới.

Tại cầu Kiền có tổng số 110 khối đúc được thi công bằng phương pháp Shortline và cẩu lắp lên bằng xe lắp hẫng. Tất cả các khối đều có chiều cao 2,2m. Mặt tiếp xúc giữa các khối đúc khi lắp ráp dùng keo dán các khối hộp là loại SIKADUR-31 SBA TYPES SO2 & SO4.

Phương pháp dầm hộp đúc sẵn thì việc chế tạo dầm có thể tiến hành đồng thời với việc thi công kết cấu phần dưới, ngay khi chưa triển khai thi công trụ tháp dây văng, do đó thời gian thi công có thể tiết kiệm được đáng kể. Tại công trình cầu Kiền phiến dầm đầu tiên được lắp vào ngày 27/4/2003. Tổng thời gian lao lắp dầm chỉ mất 115 ngày. Một công trình cầu được xây dựng tại Nhật Bản có quy mô tương tự cầu Kiền, thi công theo công nghệ đúc nhịp dầm đồng thời với căng dây văng phải mất thời gian 36 tháng. Cầu Kiền thi công chỉ mất 27 tháng, nếu tổ chức tốt khi có kinh nghiệm có thể rút ngắn còn 24 tháng.

Nhờ công nghệ đúc sẵn các khối dầm hộp để lắp ghép nên tất cả quá trình kiểm tra chất lượng đều được kiểm soát chặt chẽ từ giai đoạn bán thành phẩm như cường độ bêtông, kích thước hình học, mĩ thuật bề mặt. Thực tế 110 khối đúc, mỗi khối trọng lượng khoảng 100 tấn của cầu Kiền đều được kiểm tra, đánh giá kĩ lưỡng.