Đánh giá tuổi thọ còn lại của kết cấu là một bài toán rất quan trọng, giúp cho đơn vị quản lý có cơ sở để có kế hoạch nâng cấp công trình, đầu tư công trình để giữ vững yếu tố kỹ thuật của mạng lưới cầu. Đối với hệ thống mạng lưới đường giao thông của Việt Nam trong những thập kỷ qua đã được nhà nước đầu tư rất lớn. Hệ thống các cầu trên đường bộ hiện có ở nước ta có khối lượng và giá trị rất lớn. Việc đảm bảo an toàn và độ bền cho các cầu cũ và các cầu mới là một nhiệm vụ cần được đặt ra. Các kết cấu cầu nhìn chung đều chịu ảnh hưởng của môi trường và các tải trọng đặc biệt làm giảm độ bền và giảm tuổi thọ sử dụng. Do đó, công tác quản lý khai thác và bảo trì, trong đó có việc đánh giá, xác định tuổi thọ sử dụng của chúng để các cơ quan quản lý có kế hoạch, chiến lược phù hợp là rất cần thiết và đòi hỏi phải được đặc biệt quan tâm. Bên cạnh đó, với sự phát triển của các phương pháp đánh giá hiện đại và sự tiến bộ của khoa học công nghệ hiện nay nhằm đơn giản hóa công tác đánh giá, giảm thiểu các khó khăn khi đưa ra các quyết định đầu tư, nâng cấp đối với người quản lý.

Từ thực tế trên, PGS. TS. Trần Việt Hùng đã phối hợp với các cộng sự tại Cục Đường bộ Việt Nam thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đánh giá tuổi thọ còn lại của kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép trên đường ôtô” trong thời gian từ năm 2021 đến năm 2022.

Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu hoàn thiện cơ sở khoa học để áp dụng vào thực tiễn việc đánh giá, xác định tuổi thọ còn lại của kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép (BTCT) hiện đang khai thác có tính đến tác động của điều kiện môi trường và tác động khai thác để từ đó giúp các Cơ quan quản lý chuyên ngành đánh giá chính xác hiện trạng kết cấu để có căn cứ lên kế hoạch và đề xuất các giải pháp bảo trì, sửa chữa hợp lý nhằm đảm bảo khả năng an toàn khai thác.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành xây dựng và tối ưu mạng nơ ron nhân tạo ANN và ứng dụng trong đánh giá tuổi thọ còn lại của kết cấu nhịp cầu BTCT. Kết quả khảo sát cho thấy thuật toán mang tính tổng quát, có thể áp dụng dự đoán tuổi thọ kết cấu nhịp cầu BTCT nếu có bộ số liệu đủ tin cậy.

Phương pháp ANN đã được các nhà nghiên cứu sử dụng nhằm đơn giản hóa tham số đầu vào, giúp người cho người quản lý nhanh chóng ra quyết định mà không cần phải có những thí nghiệm chuyên ngành sâu. Tuy nhiện, độ chính xác của kết quả dự đoán sẽ phụ thuộc vào cơ sở dữ liệu, nên cần xây dựng bộ dữ liệu có độ tin cậy cao cho thấy tiềm năng ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong việc giải quyết các bài toán về giao thông. Xây dựng bộ dữ liệu, sử dụng phương pháp tính toán hiện đại sẽ giải quyết được nhiều vấn đề mà các nhà quản lý đang vướng mắc trong việc đưa ra các quyết định. Từ đó, đánh giá chính xác hơn từng cầu để có giải pháp phân bổ kinh phí nhằm bảo trì, sửa chữa và tăng cường kết cấu nhằm kéo dài tuổi thọ khai thác của công trình.

Việc dự báo tuổi thọ còn lại của cầu bê tông cốt thép theo phương pháp ANN bước đầu đã có những kết quả khích lệ có thể áp dụng dự báo tuổi thọ cho các công trình cầu BTCT do xâm nhập clo và lập trình trên phần mềm Mathlab. Trong mô hình nghiên cứu này, tuổi thọ sử dụng hiện đang được xem xét, gồm hai giai đoạn thời gian kế tiếp nhau: thời gian khởi đầu ăn mòn và thời gian lan truyền ăn mòn.

Mặc dù vậy, việc dự đoán tuổi thọ là bài toán rất phức tập phụ thuộc rất nhiều tham số khó kiểm soát đặc biệt là khó có thể kiểm nghiệm lại kết quả, do vậy khi tính toán tuổi thọ cần lưu ý các vấn đề sau: xây dựng bộ dữ liệu đủ tin cậy để huấn luyện mạng ANN; lựa chọn tham số cập nhật mô hình từ các kết quả đo ngoài thực tế; và cần đối chiếu với kết quả tính bằng nhiều phương pháp khác nhau.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 21507/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

N.P.D (NASTIS)