Trung Quốc khánh thành cầu vòm bê tông lớn nhất thế giới với nhịp chính 600 m

Trung Quốc

Cầu Tian’e Longtan bắc qua sông Hồng Thủy có nhịp chính dài 600 m, vượt kỷ lục thế giới trước đó là 445 m, trong khi giảm 22% lượng bê tông sử dụng.

Theo Interesting Engineering, cầu Tian’e Longtan tại tỉnh Quảng Tây của Trung Quốc đã thiết lập một chuẩn mực mới đối với cầu vòm bê tông - loại cầu có bộ phận chịu lực dạng đường cong nhằm truyền tải trọng từ mặt cầu xuống hai đầu vòm, rồi từ đó truyền vào nền đất hoặc mố cầu. Nhịp cầu 600 m trước đây đã được nghiên cứu, nhưng đây là lần đầu tiên được triển khai thực tế.

Theo Xinhua, cây cầu có tổng chiều dài gần 2.500 m với bốn làn xe lưu thông theo hai chiều, đưa vào sử dụng năm 2024, hiện được công nhận là cầu vòm bê tông có nhịp lớn nhất thế giới.

Thách thức lớn nhất khi xây nhịp cầu dài nằm ở khối lượng mà kết cấu vòm bê tông lớn phải chịu, trong đó hơn 90% tải trọng đến từ trọng lượng bản thân của cây cầu. Do đó, các kỹ sư đã thay đổi thiết kế vòm nhằm giảm lượng bê tông cần sử dụng. Họ chia vòm chính thành hai đường song song và xác định những vùng không phải gánh nhiều lực và giảm bớt vật liệu ở đó thay vì làm toàn bộ vòm dày và đặc như nhau.

Nhờ đổi mới thiết kế, bề rộng của hệ vòm giảm từ 23 mét xuống còn 13 mét. Khối lượng bê tông sử dụng giảm từ khoảng 40.000 m³ xuống 28.000 m³. So với các cầu có nhịp khoảng 400 m, thiết kế mới cắt giảm khoảng 22% bê tông trên mỗi mét chiều dài, trong khi vẫn duy trì khả năng chịu lực tương đương.

Phương án cầu vòm cũng mang lại lợi thế kinh tế so với cầu dây văng - mặt cầu được đỡ trực tiếp bởi các dây cáp nối lên một hoặc nhiều tháp cầu. Theo Stdaily, thiết kế này đã giúp tiết kiệm khoảng 16,37 triệu USD chi phí xây dựng. Ngoài ra, trong vòng đời dự kiến của công trình là 100 năm, chi phí bảo trì của cầu vòm bê tông sẽ thấp hơn phương án thay thế 65,9 triệu USD.

Trong quá trình thi công năm 2023, Hiệp hội Quốc tế về Cầu và Kỹ thuật Kết cấu (IABSE) đã đánh giá công nghệ của cây cầu là "đẳng cấp thế giới". Cuối tháng 8 vừa qua, dự án tiếp tục giành giải cao nhất tại Giải thưởng Khoa học và Công nghệ cấp tỉnh Quảng Tây, ghi nhận những thành tựu kỹ thuật giúp công nghệ xây dựng cầu vòm bê tông vượt qua các giới hạn trước đây.

Hai kỷ lục trước đó cũng thuộc về Trung Quốc với cầu Sông Beipan, nhịp cầu 445 m và cầu Sông Yangtze, nhịp cầu 420 m. Một số cầu vòm bê tông có nhịp lớn khác bao gồm cầu Krk của Crotia nhịp 390 m, cầu Almonte Railway của Tây Ban Nha nhịp 384 m.

Nam Nguyễn