Cầu dây võng và cầu dây văng

Hà Dương Cự/Người Việt

Cầu dây võng của ông Fausto Veranzio. (Hình: commons.wikimedia.org)

Xây cầu bắc qua sông là nhu cầu thiết yếu từ xưa tới nay của con người để băng qua sông một cách nhanh chóng. Quý vị lớn tuổi ở miền Nam chắc còn nhớ đến bắc Mỹ Thuận?

Hồi đó mỗi lần xe hơi muốn qua sông Tiền đi Vĩnh Long thì phải chờ bắc hết mấy tiếng đồng hồ. Bây giờ đã có cầu Mỹ Thuận đi qua chỉ mất mấy phút. Cầu Mỹ Thuận dùng một kỹ thuật gọi là cable stayed bridge, tiếng Việt trong nước gọi là cầu dây văng.

Tại sao gọi là cầu dây văng và kỹ thuật này khác với kỹ thuật cầu dây võng của cầu Golden Gate, California, như thế nào? 

Cầu dây võng (suspension bridge)

Cầu dây võng còn được gọi là cầu cáp treo hay cầu treo dây võng. Dùng kỹ thuật cầu dây võng người ta có thể xây những cầu bắc ngang qua sông rộng hay eo biển.

– Lịch sử cầu dây võng: Từ xưa người ta đã biết dùng dây và những miếng ván hay tre làm cầu để di chuyển qua sông. Các nhà thám hiểm Âu Châu khi qua Phi Châu đã thấy dân bản xứ có cầu bằng dây. Người ta cũng tìm thấy những di tích của cầu dây treo xưa ở Nhật, Tây Tạng, Ấn Độ và Trung Quốc. Tuy là thô sơ nhưng sáng kiến đó không thể nói là dở được.

Ông Fausto Veranzio, người ở xứ Venetia (vùng Đông Bắc Ý và Nam Croatia), là người đầu tiên phác họa cầu dây võng tương tự như cầu dây võng hiện đại trong cuốn “Machinae Novae” vào năm 1959.

Cầu dây võng Golden Gate nổi tiếng thế giới. (Hình: Hà Dương Cự/Người Việt)
Cầu dây võng Golden Gate nổi tiếng thế giới. (Hình: Hà Dương Cự/Người Việt)

Từ thế kỷ thứ 19 các nước Âu Châu và Mỹ Châu đã xây rất nhiều cầu dây võng. Cầu Brooklyn Bridge ở thành phố New York là cầu dây võng lâu đời nhất ở Hoa Kỳ, được hoàn tất vào năm 1883. Bây giờ vẫn còn được sử dụng. Cầu dây võng nổi tiếng thế giới Golden Gate được khánh thành vào năm 1937.

Cầu dây võng có nhịp cầu dài nhất thế giới là cầu Akashi Kaikyo bên Nhật. Cầu này được bắc qua eo biển Akashi nối thành phố Kobe với đảo Awaji. Cầu có nhịp chính dài tới 1,991 mét và được hoàn tất năm 1998. Cầu được thiết kế để có thể chịu được sức gió 180 mph và sức động đất 8.5 độ Richter. Cầu Akashi Kaikyo là một công trình kỹ thuật rất đáng tự hào của dân Nhật.

– Kỹ thuật của cầu dây võng: Thành phần chính của cầu dây võng là tháp, cáp chính, cáp treo, mấu neo và mặt đường.

Cầu dây võng. (Hình: wsdot.wa.gov)
Cầu dây võng. (Hình: wsdot.wa.gov)

Sở dĩ gọi là cầu dây võng là vì mặt đường được treo lên bằng những dây cáp treo, những dây cáp này được cột vào dây cáp chính, dây này vì sức nặng nên võng xuống. Sức nặng của mặt đường cũng như những xe cộ đi trên đó được tính toán để truyền qua cáp treo và cáp chính tới hai tháp. Tất cả sức nặng theo trụ cầu mà chuyền xuống đất.

Vì sự thiết kế đặc biệt nên cầu dây võng có thể có nhịp cầu dài hơn mọi loại cầu khác. Tuy nhiên, lúc đầu cầu dây võng cũng bị nhiều khó khăn. Thí dụ như hồi xưa họ dùng xích để treo. Khi một mắt xích đứt thì dây cũng đứt luôn. Bây giờ thì dùng nhiều cáp thép bó lại với nhau. Một sợi thép đứt thì dây cáp cũng không bị đứt.

Một tai nạn của cầu dây võng vào năm 1940 cho thấy là xây một cầu dây võng cũng không phải dễ. Cầu Tacoma Narrows Bridge được khánh thành vào Tháng Bảy, 1940, nhưng chỉ tồn tại được có bốn tháng và đã bị sụp đổ trong một trận gió to vào Tháng Mười Một. Lý do là mặt cầu quá linh hoạt, khi gió thổi mạnh toàn cầu bị lắc lư và làm đứt dây cáp.

Sau tại nạn của cầu Tacoma Narrows Bridge các kỹ sư đã rút ra được những bài học quý giá về xây cầu dây võng. Họ còn cẩn thận làm mô hình của cầu và thử nghiệm trong đường ống gió (wind tunnel). Nên từ đó đến nay cầu dây võng rất an toàn. 

Cầu dây văng

Cầu dây văng tiếng Anh là “cable stayed bridge.” Chữ “stay” ở đây không có nghĩa là ở hay dừng lại. Stay (danh từ) có nghĩa là sợi dây to và chắc, thường làm bằng kim loại và dùng để chống đỡ cột buồm. Stay (động từ) có nghĩa là giữ cho thẳng bằng các dây stay. Một cấu trúc “cable stayed” có nghĩa là dùng dây cáp để giữ thăng bằng một cái tháp. Cáp chịu sức kéo còn tháp thì chịu sức ép và truyền xuống đất.

Chữ “văng” nghe rất lạ, tôi không hiểu sao lại gọi là cầu dây văng. Theo một giải thích trên mạng chimviet.free.fr thì có thể chữ “văng” là phiên âm từ chữ tiếng Nga, có nghĩa là thừng chăng cột buồm, cũng giống như chữ stay của tiếng Anh.

Cầu dây văng khác cầu dây võng ở chỗ dây cáp không treo vào dây cáp chính mà cột ngay vào tháp. Cầu dây văng không nhất thiết phải có hai tháp và cũng không cần có mấu neo. Cầu dây văng được phát triển sau cầu dây võng, nhưng ông Veransio cũng đã phác họa cầu dây văng cùng một lúc với cầu dây võng vào thế kỷ thứ 15.

Cầu dây văng có lợi điểm hơn cầu dây võng ở chỗ, dễ xây hơn và tốn ít sắt thép hơn. Cầu dây võng thì thường được dùng ở những chỗ cần nhịp cầu dài, còn cầu dây văng thì ở những chỗ có nhịp cầu ngắn hơn.

Cầu dây văng đã được phát triển mạnh bên Âu Châu sau Đại Chiến Thứ Hai. Ở Hoa Kỳ thì mới được phát triển từ thập niên 1970. Cầu New NY bắc ngang qua sông Hudson, New York, đang được xây để thay thế cầu Tappan Zee. Khi xong, cầu sẽ có tám làn xe chạy và tốn khoảng $3.9 tỷ. Lúc đó cầu sẽ là cầu có bề mặt lớn nhất thế giới.

Có hai loại thiết kế cầu dây văng, loại thứ nhất gọi là cầu dây văng đàn hạc và loại thứ hai gọi là cầu dây văng rẻ quạt.

– Cầu dây văng đàn hạc: Cầu dây văng đàn hạc có các dây cáp chạy song với nhau trông như đàn hạc (harp). Đứng về phương diện kinh tế thì cầu dây văng đàn hạc không được hiệu quả. Tuy nhiên đứng về phương diện thẩm mỹ thì cầu dây văng đàn hạc trông rất đẹp.

Cầu dây văng đàn hạc. (Hình: commons.wikimedia.org)
Cầu dây văng đàn hạc. (Hình: commons.wikimedia.org)

– Cầu dây văng rẻ quạt: Cầu dây văng rẻ quạt có các dây cáp được gắn vào cùng một chỗ, trên đỉnh của tháp, như hình cánh quạt. Loại này có thể được biến đổi và các dây cáp được gắn gần nhau chứ không cùng một chỗ trên đỉnh của tháp.

KHKT-Cau-day-vong_5
Cầu dây văng rẻ quạt. (Hình: commons.wikimedia.org)

Cầu dây võng và dây văng ở Việt Nam

Việt Nam là xứ nhiều sông ngòi nên bắt đầu từ thập niên 2000 đã có rất nhiều cầu được xây dựng. Tiêu biểu là những cầu sau đây:

– Cầu Mỹ Thuận, là cầu dây văng đầu tiên ở Việt Nam, bắc ngang qua sông Tiền và được khánh thành năm 2000.

Cầu Mỹ Thuận. (Hình: commons.wikimedia.org)
Cầu Mỹ Thuận. (Hình: commons.wikimedia.org)

– Cầu Nhật Tân, là cầu dây văng bắc qua sông Hồng, được khánh thành vào năm 2015. Cầu này nằm trên tuyến đường cao tốc từ sân bay Nội Bài về Hà Nội, nên rút ngắn được thời gian từ Hà Nội ra phi trường.

– Cầu Cần Thơ, đây là cầu dây văng bắc qua sông Hậu, được khánh thành năm 2010. Lúc hoàn thành thì cầu Cần Thơ là cầu dây văng có nhịp chính dài nhất Đông Nam Á.

– Cầu Phú Mỹ, bắc ngang qua sông Sài Gòn, nối liền Quận 2 với Quận 7, Sài Gòn, được khánh thành năm 2009.

– Cầu Thuận Phước, cầu dây võng dài nhất Việt Nam, bắc qua sông Hàn, Đà Nẵng, được khánh thành năm 2009.

Mời độc giả xem phóng sự thú sưu tập xe Vespa ở Mỹ

—————-
Nguồn tài liệu: www.historyofbridges.com, http://science.howstuffworks.com


Báo Người Việt hoan nghênh quý vị độc giả đóng góp và trao đổi ý kiến. Chúng tôi xin quý vị theo một số quy tắc sau đây:

Tôn trọng sự thật.
Tôn trọng các quan điểm bất đồng.
Dùng ngôn ngữ lễ độ, tương kính.
Không cổ võ độc tài phản dân chủ.
Không cổ động bạo lực và óc kỳ thị.
Không vi phạm đời tư, không mạ lỵ cá nhân cũng như tập thể.

Tòa soạn sẽ từ chối đăng tải các ý kiến không theo những quy tắc trên.

Xin quý vị dùng chữ Việt có đánh dấu đầy đủ. Những thư viết không dấu có thể bị từ chối vì dễ gây hiểu lầm cho người đọc. Tòa soạn có thể hiệu đính lời văn nhưng không thay đổi ý kiến của độc giả, và sẽ không đăng các bức thư chỉ lập lại ý kiến đã nhiều người viết. Việc đăng tải các bức thư không có nghĩa báo Người Việt đồng ý với tác giả.

Honda Ridgeline đời 2017-2019 có thể bị cháy vì xà phòng rửa xe

Honda đang chuẩn bị thu hồi hơn 100,000 xe pickup truck Ridgeline đời 2017- 2019 vì một lỗi có thể gây cháy sau khi rữa xe bằng xà phòng.

Vì sao sinh viên mới nên chọn vào đại học cộng đồng?

Vì đại học cộng đồng ngày càng tiến bộ, có nhiều đầu tư hơn, nên sinh viên nên cân nhắc chọn hệ thống đại học này.

Giải đáp Luật Di Trú: ‘Đang xin thẻ xanh, chồng đổi ý làm đơn ly dị’

Tôi là người bảo lãnh có ký đơn bảo trợ tài chánh (mẫu đơn I-864), nếu chúng tôi ly dị, tôi còn phải tiếp tục trách nhiệm những điều kiện trong đơn bảo trợ tài chánh hay không?

Thống Đốc Newsom mở rộng bảo hiểm y tế cho người dân California

Vài giờ sau khi nhậm chức, thống đốc California, ông Gavin Newsom, đã thách thức chính quyền Tổng Thống Trump bằng kế hoạch mở rộng bảo hiểm y tế cho nhiều người dân California.

Bán nhà dưới mức nợ và xiết nhà khác nhau như thế nào?

Bán dưới mức nợ và xiết nhà là những giải pháp dành cho các chủ nhà chậm trễ trong việc thanh toán tiền thế chấp căn nhà mà họ đã vay tiền để mua...

Lan man: Ngày Tết, Ngày Tình Yêu

“Yêu (mê)” với “con tim (và nguy hiểm hơn nếu cả (và thường là) với khối óc bị (tê mê)) mù lòa,” sẽ là “trái phá” hủy hoại sức khỏe của những người có liên quan. 

Ngày Xuân với thầy thuốc

Hải Thượng Lãn Ông Lê Hữu Trác không chỉ là danh y đã cống hiến cho nền y học dân tộc, mà cụ còn là một nhà văn, nhà thơ, và nhất là đưa y khoa lên ngang hàng với đạo, hay còn gọi là Y Ðạo.

Thủy triều và năng lượng thủy triều

Thủy triều là do sức hút của mặt trăng. Sự lên xuống của thủy triều tạo nên một năng lượng rất lớn, gọi là năng lượng thủy triều...

Fed sẽ ngưng tăng lãi suất, ảnh hưởng gì với người mua nhà?

Vào đầu Tháng Hai, Quỹ Dự Trữ Liên Bang (Fed) đã đảo ngược đường lối và loan báo sẽ ngưng những vụ gia tăng lãi suất căn bản...

Cơm cháy kho quẹt, nhớ khói lam chiều

Kho quẹt là món được hầu hết người miền Nam biết đến, chứ không riêng gì xứ miền Tây. Trước kia, đây là món của người nghèo, nhưng những năm gần đây nhiều nhà hàng, tửu quán sang trọng cũng có món này.