Cầu là những công trình không thể thiếu, giúp cho việc di chuyển qua sông, hồ và biển trở nên liền mạch đối với cả phương tiện và người đi bộ. Chúng có nhiều hình thức khác nhau như cầu dầm, cầu vòm, cầu treo và cầu dây văng.
Bài viết này tập trung vào cầu dây văng, một kỳ quan kỹ thuật nổi bật với thiết kế độc đáo và hiệu quả về cấu trúc.
Cầu dây văng, được gọi đơn giản như vậy, được đặc trưng bởi một dầm chính được hỗ trợ trực tiếp bởi nhiều cáp gắn vào các tháp cầu. Hệ thống kết cấu này bao gồm các tháp chịu nén, cáp chịu kéo và dầm chịu uốn. Về cơ bản, nó có thể được hình dung như một dầm liên tục đa nhịp được đỡ đàn hồi với các cáp thay thế cho các trụ truyền thống. Thiết kế sáng tạo này làm giảm mô-men uốn trong dầm, hạ thấp chiều cao tổng thể của kết cấu, giảm thiểu trọng lượng và tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu. Các thành phần chính của cầu dây văng bao gồm tháp cáp, dầm và dây văng.
Các đặc tính cơ học của cầu dây văng, kết hợp với các tính chất của vật liệu được sử dụng, đảm bảo rằng trọng tâm luôn nằm chắc chắn trên các tháp cáp, tạo ra một cây cầu ổn định và an toàn trong phạm vi tải trọng quy định. Thiết kế này cho phép cầu dây văng cân bằng tất cả các lực ngang tĩnh, giúp các tháp đỡ không bị nghiêng hoặc trượt, và chỉ cần chống lại các lực ngang từ tải trọng động. Sự cân bằng tự nhiên này là một lợi thế so với cầu treo, vốn đòi hỏi các neo chắc chắn để chống lại lực kéo ngang của cáp chính.
Bây giờ, hãy cùng khám phá một số cây cầu dây văng ngoạn mục nhất trên thế giới:
1. Cầu Tatara, Nhật Bản:
Nằm giữa đảo Honshu và đảo Shikoku, cầu Tatara tự hào đứng như một minh chứng cho sự khéo léo trong kiến trúc. Với dầm hộp thép hùng vĩ là kết cấu chính, nó đã giành được danh hiệu danh giá là cầu dây văng lớn nhất thế giới khi hoàn thành, gây choáng ngợp. Với tổng chiều dài 1.480m và nhịp chính dài 890m, cây cầu giống như một con rồng xanh khổng lồ, nối liền thành phố Hiroshima ở Honshu với thành phố Matsuyama ở Shikoku. Cầu Tatara là một phần của đường cao tốc Nishiseto, thường được gọi là Shimanami Kaidō, một trong ba tuyến đường của Dự án Cầu Honshu-Shikoku nối liền các đảo Honshu và Shikoku qua biển nội địa Seto ở Nhật Bản.
2. Cầu cạn Millau, Pháp:
Thường được ca ngợi là cây cầu đầu tiên trên thế giới, cầu cạn Millau ở Pháp là một kiệt tác kiến trúc bắc qua thung lũng Tarn. Mặc dù có chiều dài ấn tượng là 2,46 km, cây cầu chỉ được hỗ trợ bởi bảy trụ. Đáng chú ý, trụ số 2 và số 3 là hai trụ cao nhất thế giới, đạt độ cao lần lượt là 245 mét và 220 mét.
3. Cầu Normandie, Pháp:
Được thiết kế bởi kỹ sư M. Virlogeux, cầu Normandie ở Pháp có dầm hỗn hợp với nhịp chính dài 856 mét. Hoàn thành vào năm 1995, cây cầu dây văng này hòa hợp một cách hoàn hảo với cảnh quan địa phương, thể hiện một kết cấu mảnh mai và một hình thức thanh lịch. Nó đã giành được danh hiệu "cây cầu đẹp nhất thế giới trong thế kỷ 20" và đóng vai trò là một tuyến đường quan trọng cho khoảng 6.000 phương tiện mỗi ngày, góp phần vào việc di chuyển hiệu quả ở miền Bắc nước Pháp.
4. Cầu Baruat:
Được đặt theo tên sông Baruat, cây cầu dây văng này là một minh chứng cho sự khéo léo của kỹ thuật trong việc vượt qua địa hình đầy thách thức. Sông Baruat, tạo thành ranh giới giữa Sinaloa và Durango ở Mexico, chảy qua địa hình hiểm trở được gọi là "xương sống của quỷ". Cầu dây văng tạo điều kiện tiếp cận trực tiếp đến khu vực này, cho phép các đội xây dựng vượt qua những trở ngại do các đỉnh nhọn và sườn dốc không ổn định của dãy Sierra Madre Occidental gây ra.
Cầu dây văng đại diện cho đỉnh cao trong kỹ thuật xây dựng cầu, kết hợp tính thẩm mỹ với hiệu quả kết cấu. Như được minh chứng bởi những ví dụ đáng chú ý này, những cây cầu này không chỉ đóng vai trò là mắt xích giao thông quan trọng mà còn là biểu tượng mang tính biểu tượng của sự khéo léo và tài năng kiến trúc của con người.
