Khoa học công nghệ
Khoa học công nghệ
Cầu Đại Cồ (Dagu) tại thành phố Thiên Tân (Trung Quốc): Một công trình độc đáo với nhiều nét mỹ quan kỳ thú
15/07/2009

Đây là công trình đẹp, càng rất đẹp với hệ chiếu sáng ban đêm, tuy không thật to lớn nhưng được coi như biểu trưng đầy ấn tượng cho thành phố Thiên Tân với dân số hơn 10 triệu, ở phía Đông thủ đô Bắc Kinh chừng 120 km.

Hãng T.Y.Lin lnternational (ở San Francisco) đã đáp ứng yêu cầu của chính quyền muốn xây dựng một chiếc cầu vượt sông Hải qua trung tâm thành phố với đường nét kết cấu hoàn toàn khác biệt về hình dáng và mỹ thuật không giống bất c cầu nào. Hãng T.Y.Lin đã khéo léo lựa chọn loại hình cầu vừa thoả mãn nguyện vọng đó vừa thích hợp với địa hình, đa chất và mọi đòi hỏi công nghệ.
Cầu Đại Cồ (Dagu) tại thành phố Thiên Tân (Trung Quốc):
Cầu nối liền thành phố với một khu phố cổ bên kia sông lâu nay xuống cấp dần. Nền đất thiên nhiên rất mềm yếu, lại nằm trên vành đai đa chấn, nên phải loại bỏ ngay phương án cầu treo (dây võng) và vòm, bởi lẽ không thể làm hố neo chắc chắn cho cáp chủ hoặc chịu lực đẩy ngang của vòm. Sông chỉ rộng chừng 100m, dầm dọc không được cao quá 1,3m theo yêu cầu của địa phương. Dàn khớp và dây văng đều bị bác cả, vì địa phương cho là không đẹp. Đã nghĩ đến cầu treo tự neo, cũng khá mỹ quan và không trở ngại thông thuyền, nhưng tầm nhìn không tốt, vả chăng cũng đã làm mấy cầu loại này ở ngay thành phố.
Còn duy nhất phương án cầu vành lược dạng vòm liên kết bằng dầm giằng (để lực đẩy ngang triệt tiêu nhau). Phải làm hai vành vòm, song vành không làm ở mép ngoài cùng của hệ mặt cầu, mà ở mép lòng đường ô tô 6 làn, và cũng không ở mặt phẳng đứng như thông lệ, tức là nghiêng ra bên ngoài để liên kết cả với đường bộ hành, bản thân vành vòm và các dây đeo làm nhiệm vụ phân cách làn ô tô và đường đi bộ. Như vậy, mỗi vành có hai mặt phẳng dây đeo, để tăng độ cứng ngang mà vẫn thanh nhã.
Không được làm trụ ở lòng sông, nên cầu có một nhịp chính dài 106m với hai nhịp cầu dẫn ở hai bờ dài 24m, toàn cầu dài 154m. Mặt cầu chạy 6 làn xe: 2 làn rộng 3,75m và 4 làn rộng 3,5m. Mỗi đường bộ hành rộng tối thiểu 3m, nếu tính cả giải phân cách giữa, lan can thì mặt rộng tối thiểu 30m.
một đặc sắc nữa của cầu là hai vành vòm rất chênh nhau về độ cao, hoàn toàn không phải do yêu cầu về sức chịu tải. Nếu chỉ tính sức bền thì nên làm hai vành cùng cao 20m ở giữa cầu, nhưng đã làm một bên cao 19m, bên kia cao 39m. Xưa nay, mọi cầu loại này đều làm hai vòm đối xứng hoàn toàn, cùng thẳng đứng hoặc hơi nghiêng vào phía trong. ở cầu này, hai vành lại nghiêng ra ngoài, cao thấp khác nhau và mỗi vành có hai mặt phẳng giây đeo. Sở dĩ như vậy là do chủ định tạo ra biểu trưng "nhật nguyệt tinh", hai vành tượng trưng mặt trời, mặt trăng cùng soi bóng dưới lòng sông, ban đêm đèn trên mặt cầu và dây đeo trông như tia sáng và các vì sao. Hơn nữa, đường bộ hành cũng có mép cong lượn ra phía ngoài để bộ hành có thể thong thả dạo và nhìn ngắm khu vui chơi giải trí hai bờ sông.
Vì nền đất rất yếu nên mỗi mố phải hạ 16 cọc khoan nhồi đường kính 1m, sâu 35m và 16 cọc đường kính 1,2m, sâu 58m. Nhờ hệ mặt cầu rất cứng, nên các lực ngang được phân bố tốt trên hệ cọc móng này, bất kể hướng nào. Đòi hỏi này rất cần được thoả mãn, bởi lẽ Thiên Tân chỉ cách Đường Sơn chừng 100 km, nơi đã xảy ra thảm hoạ động đất năm 1976 sát hại hàng chục vạn người. Hiện nay, Thiên Tân xếp vào khu vực động đất dữ dội nhất Trung Quốc, ngang với cấp 4 địa chấn Hoa Kỳ. Tốc độ thiết kế trên cầu là 60 km/h vì là cầu đô thị, nhưng hoạt tải là cấp A, tức là ô tô tải 5 trục cỡ 60/140/140/200/160 kN, và cầu đủ sức chịu 4 lần hoạt tải cộng với tĩnh tải. Dầm cầu là thép hộp và phải không cao quá 1,38m để đảm bảo thông thuyền và độ dốc trên mặt cầu. Về vật liệu, có thể làm bằng bê tông cũng được lại rẻ hơn một chút, nhưng quá nặng nề và nhất định không đáp ứng về mỹ thuật. Vả chăng, thép sản xuất tại CHND Trung Hoa bây giờ chất lượng và sức bền cũng chẳng kém gì ở Hoa. Kỳ: Mặt cầu dùng dạng trực hướng, trên rải áo nhựa đường êpôxy dày 50 mm nhập từ Hoa Kỳ. Vành vòm có dạng parabôn, hộp thép hình thang vừa dễ chế tạo vừa đẹp hơn hình tròn. Các dây đeo có đường kính chừng 75 mm, gồm các tao với sợi thép đường kính 5 mm, sức bền kéo 1.670 Mpa, nhập khẩu từ Thụy Sĩ. Dây đeo được thiết kế tương tự như cáp cầu dây văng, có thể thay thế mà không phải gián đoạn giao thông.
Tất cả đều được bảo vệ tốt để chống ăn mòn. Mầu sắc được cân nhắc rất kỹ, kết luận sau cùng là chọn màu trắng, trừ phía đầu cầu màu xám để dễ phân biệt. Vấn đề chiếu sáng càng được chú trọng để tôn vẻ đẹp về hình dạng và góp phần làm khởi sắc đô thị cổ Thiên Tân.
Vì tầu thuyền dưới sông không nhiều nên thi công sử dụng rộng rãi giàn giáo thép có thể dùng nhiều lần. Công trường động thổ mùa thu năm 2003, hoàn thành cuối năm 2004, tức là thiết kế và xây lắp chỉ mất 22 tháng.
Tổng kết lại, cầu Đại Cồ hoạt động tốt, an toàn, đẹp, nhưng không đắt. Giá trị quyết toán là 11,5 triệu USD, tức là 1 m2 diện tích mặt cầu là 1400 USD, tính theo mặt cầu sử dụng là 2000 USD/m2 một cái giá dễ chấp nhận đối với công trình ghi dấu ấn kỹ thuật - mỹ thuật cho cả một thành phố lớn.

(Nguồn: Báo GTVT)