Cầu phía Đông Vành đai lớn
Thời điểm: 1988 - 98
Địa điểm: Zealand - Funen, Đan Mạch
Chỉ nhìn thấy toàn là vẻ đẹp và thi công tuyệt vời.
Nữ hoàng Đan Mạch Margrethe II phát biểu nhân lễ khánh thành, 14/6/1998
Từ cảnh quan đồng bằng Đan Mạch bao quanh Vành đai lớn (Støebælt) - một trong ba eo biển nối biển Bắc và biển Baltic - vẻ hùng vĩ của Cầu phía Đông ai cũng nhìn thấy. Một trong những cầu treo lớn nhất thế giới, Cầu Đông chỉ đứng thứ hai sau Cầu treo Akashi Kaikyo ở Nhật Bản, cũng khánh thành cùng năm 1998 như Cầu Vành đai lớn.
Thi công cầu, bắt đầu vào năm 1988, là một phần trong những dự án xây dựng vĩ đại nhất châu Âu trong lịch sử hiện đại: một cầu nối có làn đường bộ và đường sắt cố định vượt qua Vành đai lớn rộng xấp xỉ 18km (11dặm) giữa Haisskov ở Zealand và Knudshoved ở Funen. Chiếc cầu cũng lấp khoảng cách đã tồn tại từ lâu trong hệ thống đường ô tô và đường sắt Đan Mạch.
ü Đảo Sprogø nối với Cầu Đông bên phải và hầm chui đường sắt với Cầu Tây (không nhìn thấy). Lối vào hầm chui đường sắt nằm bên trái.
Mặc dù có phà hoạt động cho đến năm 1998, Vành đai lớn luôn được xem là trở ngại cho thương mại, giao thông - quan điểm xây cầu mới có vẻ như đã được xác minh. Ba năm sau ngày khánh thành, lưu lượng qua lại Vành đai lớn tăng gấp đôi. Hiện nay, trung bình có 21.500 xe cộ qua Cầu Đông mỗi ngày.
Dự án và thiết kế
Mặc dù có nhiều dự án xây cầu hay hầm chui đã được đề xuất trong nhiều năm, nhưng chỉ ở giai đoạn quy hoạch. Trong thập niên 1980, sau nhiều năm suy tính thiệt hơn, quốc hội Đan Mạch sau cùng phê chuẩn thi công cầu. Do mong muốn chính trị ủng hộ giao thông công cộng, nên quyết định phải hoàn tất đường sắt trước đường ô tô trước hai, ba năm, có nghĩa là hai cầu thi công song hành, nhưng tách riêng, một dành cho đường sắt và một dành cho đường ô tô. Thực tế, việc ngập lụt các ống hầm chui đến một nửa trong suốt dự án là nguyên nhân khiến thi công chậm trễ và phần đường sắt không thể hoàn thành trước ngày khánh thành cầu đường ô tô trước một năm được.
Ở giữa Vành đai lớn là đảo Sprogø Đông và Tây đảo dòng hải lưu hầu như giống hệt nhau, nhưng tuyến hàng hải chính đi qua kênh phía đông. Vì thế, phải thi công tuyến đường bộ băng qua kênh phía đông bằng cầu treo cao, có nhịp rộng để cho tàu thuyền lưu thông bên dưới, trong khi làm cầu thấp vượt qua kênh phía tây. Đường sắt cũng băng qua kênh phía đông qua hầm chui và chạy song hành với đường ô tô nằm trên cầu thấp băng qua kênh phía tây. Sprogø phải mở rộng để hình thành mắt xích giữa hai cầu cũng như Cầu Tây và hầm chui.
ü Nguyên lý cầu treo tạo điều kiện cho thiết kế nhẹ và trang nhã, qua hình ảnh minh họa của Cầu Đông.
Cầu Đông khởi công cuối năm 1991 sau ba năm khảo sát và thiết kế dự án, trong khi đó phải xác định nhiều yêu cầu chung. Đặc biệt quan trọng là việc xác định chiều dài tối ưu của nhịp chính (khoảng cách giữa pylon hay trụ tháp) băng qua kênh hàng hải phía đông.
Thúc đẩy lưu lượng hàng hải được tiến hành với nhiều thiết kế khác nhau với các nhịp chính thay đổi từ 900m (2950ft) đến 1800m (5900ft). Kết quả cho thấy chiều rộng nhịp không được nhỏ hơn 1600m (5250ft). Do đó, phải chọn nhịp 1624m (5328ft), dài hơn nhịp cầu treo dài nhất thế giới lúc ấy khoảng 15%, cầu Humber 1410m (4625ft) ở Anh. Để đáp ứng yêu cầu này, phải xây dựng hai trụ tháp cao. Với độ cao 254m (830ft) trên mực nước biển, trụ tháp Cầu Đông cao hơn cả trụ tháp cầu Golden Gate ở San Francisco khoảng 29m (95ft), cầu giữ kỷ lục trong 50 năm trước.
Thi công cầu
Trong tất cả những khía cạnh này, các nhà thầu phải đối mặt với muôn vàn khó khăn. Ngoài việc làm nhịp giữa rộng và hai nhịp bên mỗi nhịp rộng 535m (1755ft) ra, thiết kế còn bao gồm 23 nhịp dẫn, 14 ở phía đông và 9 ở phía tây cầu cao - tổng chiều dài lên đến 6790m (22.275ft).
Cầu Đông có kết cấu hạ tầng bằng bê tông (giếng chìm, trụ cầu và trụ tháp) và kết cấu thượng tầng bằng thép (rầm cầu và cáp đỡ sàn đường ô tô). Khoảng 40% kết cấu đúc khuôn bê tông diễn ra tại một địa điểm ở Kalundborg, sau đó kéo cấu kiện bê tông vận chuyển đến cầu qua đoạn đường 70 km (44 dặm). Rầm cầu thép thậm chí vận chuyển còn xa hơn nữa, từ các xưởng hàn ở Livorno và Taranto, Ý và Sines ở Bồ Đào Nha, cho đến lắp ráp sau cùng ở Aalborg, Đan Mạch.
Số liệu thực tế
Tổng chiều dài: 6790m
Cầu treo: 2700m
Nhịp chính: 1624m
Nhịp bên (2): 535m
Chiều cao trụ tháp trên mực nước biển: 254m
Chi phí: 645 triệu $
ü Rầm cầu thép đưa vào vị trí nằm trên hai trụ bê tông. Nhìn thấy một trong các khối xây neo ở bên trái.
Thiết kế cầu treo cổ điển đòi hỏi phải neo cáp chính sâu vào bên trong khối xây lớn nằm ở đầu nhịp bên. Đối với cầu này, phải tiến hành nhiều nỗ lực đáng kể để cải tiến thiết kế khối xây neo, thường rất đồ sộ. Kiến trúc sư phải phân nhỏ khối xây thành từng cấu kiện riêng biệt - cầu cạn có hình tam giác để neo cáp và giếng trụ cầu thẳng đứng gối các nhịp dẫn, kết quả và kết cấu nhẹ đến mức phải ngạc nhiên, xét đến các lực nhịp phải chịu đựng do bị trọng lượng kéo của hai hệ thống cáp chính.
ü Trong khi căng cáp, hai cầu treo dành cho khách bộ hành lưới dây thép nối liền các khối xây neo qua các trụ tháp.
Phương pháp căng dây trên không có từ lâu, đưa vào sử dụng trong thi công Cầu Brooklyn ở New York, dùng để hình thành hai hệ thống cáp chính của Cầu Đông ngay tại chỗ. Tao cáp có chiều dày chỉ 5mm (0,2 in) được kéo bằng bánh xe quay đặt trên một đường xe điện tạm thời dựng dọc theo tuyến cáp chính. Guồng xe sợi di chuyển từ khối xây này băng qua gối tựa cáp hình yên ngựa của cả hai trụ tháp đến khối xây đối diện và quay trở lại theo một vòng liên tục. Khi hoàn tất, 18.648 tao song song hình thành một sợi cáp chính, nặng, dày 85cm (34in), được các trụ tháp tải và đặt đúng vị trí trong các khối xây neo. Cáp đứng sau đó lắp từ các cáp chính và dầm cầu được tăng cứng bằng cáp đứng. Kéo cáp trong hai hệ thống cáp chính dài 3 km (2 dặm) trong Cầu Đông hoàn tất trong thời gian kỷ lục, chỉ trong bốn tháng, vào năm 1996.
Khi thi công Vành đai lớn, nỗ lực phối hợp của các kiến trúc sư và kỹ sư đã tạo ra một trong những cây cầu trang nhã nhất - một thiết kế nhìn thấy nhẹ nhàng minh họa điển hình cho những nguyên lý đích thực trong thi công cầu treo.
ü Hai cáp chính tựa cáp hình yên ngựa trên đỉnh trụ tháp để tải trọng lượng sàn cầu qua các cáp treo đứng. Định vị cách mực nước biển khoảng 175m (900ft), bộ phận vận hành cẩu tạo ra cảnh quan thi công thật ấn tượng.
