Cầu cạn Millau ở tỉnh Aveyron của Pháp được
khánh thành
Ngày 14
tháng 12, 2004
·
2004 – Cầu cạn Millau tại tỉnh Aveyron, Pháp
chính thức được khánh thành, đây là cầu cao nhất thế giới.
Cầu cạn Millau
Millau Viaduct
Tên chính thức Le Viaduc de Millau
Vị trí địa lý
Bắc qua Thung lũng sông Tarn
Tuyến đường Cao tốc A75
Thông số kỹ thuật
Chiều dài 2460 m
Rộng 32.05 m
Cao 343 m (điểm cao nhất từ đỉnh
trụ số 2 tới mặt đất)
Nhịp chính 342 m
Số nhịp -
Độ cao gầm cầu 204 m, 6×342 m, 204 m
Thiết kế
Xây dựng
Khởi công 16 tháng 10 năm 2001
Khánh thành 16 tháng 12 năm 2004
09:00
Cầu cạn Millau (tiếng Pháp: Viaduc de Millau) là một cây cầu cạn dây văng bắc qua thung lũng sông
Tarn ở Millau,
tỉnh Aveyron, miền nam
nước Pháp.
Aveyron là một tỉnh
của Pháp, thuộc vùng hành
chính Occitanie, tỉnh lỵ Rodez, bao gồm 3 quận với các quận lỵ còn lại
là: Millau, Villefranche-de-Rouergue.
Norman Robert Foster (sinh 1 tháng 6 năm 1935) là một kiến trúc sưngười Anh.
Ông được phong tặng tước hiệu Nam tước của bờ sông
Thames, tước
Hiệp sĩ và được tặng thưởng Huân chương danh dự
(Anh).
Michel Virlogeux (2011)
Dr. Michel Virlogeux FREng[2] CorrFRSE (born 1946, La Flèche, Sarthe, Pays de la Loire) is
a French structural engineer and bridge specialist.
Đây là cây cầu từng được xem là cao nhất
thế giới[2][3] và
nay vẫn là cầu có cột tháp trụ cầu cao nhất thế giới. Nếu tính chiều cao của
mặt đường trên cầu so với mặt đất phía dưới là 270 m, hiện nay (2017) là cầu
cao thứ 22 trên thế giới, một phần vì cầu xây ở
dưới đáy thung lũng, nhưng là cầu
cao nhất thế giới (tính theo cấu
trúc). Điểm cao nhất của cầu, tính từ chân trụ tháp cao nhất P2 tới đỉnh cột
chống dây văng là 343m, là cấu trúc cao nhất ở Pháp, cao hơn tháp Eiffel,
cao tới mức cây cầu nằm lượn trên những đám mây tại thung lũng Tarn, rộng
2,5 km, sâu 250m. Tốc độ gió thổi qua cầu có thể lên tới hơn
200 km/h. Cây cầu này là một phần của trục giao thông đường bộ A75-A71
từ Paris đến Béziers.
Occitanie (tiếng Pháp: [ɔksitani] (
nghe); tiếng Occitan: Occitània, tiếng Catalunya: Occitània) là
một vùng của Pháp được lập ra từ ngày 1 tháng 1
năm 2016 khi hợp nhất các vùng cũ Languedoc-Roussillon và Midi-Pyrénées. Hội đồng Nhà nước phê chuẩn tên gọi Occitanie
vào ngày 28 tháng 9 năm 2016, có hiệu lực từ 30 tháng 9 năm 2016.
nghe); tiếng Occitan: Occitània, tiếng Catalunya: Occitània) là
một vùng của Pháp được lập ra từ ngày 1 tháng 1
năm 2016 khi hợp nhất các vùng cũ Languedoc-Roussillon và Midi-Pyrénées. Hội đồng Nhà nước phê chuẩn tên gọi Occitanie
vào ngày 28 tháng 9 năm 2016, có hiệu lực từ 30 tháng 9 năm 2016.
Cầu được khởi công vào tháng 10 năm 2001 và
khánh thành vào ngày 14 tháng 12 năm 2004, lễ thông
xe được tổ chức hai ngày sau đó[4]. Chi phí
xây dựng cầu là 400 triệu euro, do tập
đoàn Eiffage tài trợ và thực hiện.
Quá trình xây dựng cầu cực kỳ khó khăn và
phức tạp khi các kỹ sư và công nhân phải chiến đấu với các yếu tố như đất lở,
gió giật cao trên 130 km/h và những cơn bão lớn. Thậm chí tác giả của cây
cầu, kỹ sư Michel Virlogeux đã thổ lộ “khi tôi đưa ra bản thiết kế đầu tiên về
cây cầu cho nhà chức trách, họ nghĩ rằng tôi bị điên”. Millau còn được xem như
một trong những công trình xây dựng vĩ đại nhất mọi thời đại[5][6]. Cây cầu
cũng đồng thời nhận giải thưởng dành cho Công trình nổi bật nhất năm 2006 của
hiệp hội kỹ sư Cầu đường và Kết cấu quốc tế[7].
Les quatre options de trajets Perpignan – Paris
Élévation du viaduc de Millau.
Vị trí
Quang cảnh Cầu cạn
Millau và thị trấn Millau phía bên phải
Năm 1980 Pháp xây dựng đường cao tốc nối trực tiếp Paris
với Tây Ban Nha, đồng thời nối miền bắc nước Pháp với các
tỉnh ở ven biển Địa Trung Hải.
Tây Ban Nha (tiếng Tây Ban Nha: España [esˈpaɲa] ( nghe)), gọi chính thức là Vương quốc Tây Ban
Nha, là một quốc gia có chủ quyền với lãnh thổ chủ yếu nằm trên bán đảo Iberia tại phía tây nam châu Âu.
Con đường này đi qua miền nông thôn nằm giữa nước Pháp và bị
chặn lại ở thung lũng Tarn, thung lũng sâu nhất nước Pháp. Để vượt qua thung
lũng Tarn thì phải đi vòng tới thị trấn Millau, nút thắt cổ chai về giao thông
của Pháp, đặc biệt trong những tháng hè. Điều đó dẫn đến nhu cầu cấp thiết về
việc xây dựng một cây cầu bắc qua thung lũng Tarn [8].
Việc xây dựng cầu Millau, thay vì phải đi vòng qua thung lũng và
thị trấn Millau, đã giúp tiết kiệm 1 tiếng chạy xe trong điều kiện giao thông
thuận lợi, thậm chí có thể lên tới 5 tiếng đồng hồ so với tình trạng tắc nghẽn
trước đó.
00 1312 Viaduc de Millau
- France.jpg
Giai đoạn thiết kế
5 giải pháp thiết kế cầu Millau trong giai
đoạn mời thầu.
Kiến trúc sư thiết kế cầu là Lord Norman Foster, một ngôi sao
trong làng kiến trúc sư với một loạt những tác phẩm nổi tiếng như cảng hàng không quốc tế lớn nhất thế giới ở
Hongkong, tháp liên lạc ở Barcelona, tháp
Shard ở Luân Đôn…
Foster đã đưa cây cầu hoà vào cảnh quan xung quanh bằng cách “thiết kế một cái
gì đó thực sự mạnh mẽ để chống chọi lại mãnh lực tự nhiên nhưng vẫn có dáng vẻ
nhẹ nhàng, thanh tao”. Để được như vậy Foster đã bỏ đi 2 trong số 9 trụ cầu
trong thiết kế ban đầu của Virlogeux, làm mỏng tối đa những trụ còn lại và cả
bản mặt cầu. Ông muốn cây cầu mang dáng vẻ lịch lãm như một con bướm. Phần trụ
cầu do đó mang những hình dáng rất phức tạp, tạo hiệu ứng bóng đổ đẹp mắt nhưng
đồng thời cũng gây nhiều khó khăn cho quá trình thi công.
Quá trình thi công
Dựng các trụ cầu
Mặt cắt ngang trụ cầu và
vị trí cáp dự ứng lực
Một trụ cầu đang trong quá trình thi công.
Việc xây dựng các trụ yêu cầu phải đào rất sâu xuống nền đất
cứng, nhưng gặp phải trở ngại lớn khi các nhà địa chất học cảnh báo những rủi
ro có thể xảy tới bởi đây là khu vực đá vôi nứt gãy, có rất nhiều những khoang
rỗng trong các lớp đá. Theo các nhà địa chất học thì đội thi công có thể gặp
rất nhiều hiểm ngay từ đất lở, những thảm hoạ như vậy có thể gây nguy hiểm thậm
chí chấm dứt toàn bộ dự án. Công việc xây dựng vẫn được thực hiện bất chấp
những cảnh báo, cho tới khi một trận bão khiến 4.000 m3 đá sập xuống xung quanh
trụ số một. Mặc dù không gây hư hại cho kết cấu trụ nhưng trước lời cảnh báo rõ
ràng đó nhà thầu buộc phải phân bố nhân lực và thiết bị cho công việc ổn định
mái dốc tránh những sạt lở tương tự như vậy trong tương lai.
Quá trình xây dựng được tiến hành từng bước một, với hệ thống
cốt thép dày đặc lên tới tổng cộng 16.000 tấn, khi xếp dọc với nhau trải dài
tới 4.000 km từ Millau tới miền trung châu Phi. Do hình dạng phức tạp của
trụ cầu nên cứ sau mỗi 4m chiều cao thì hệ thống ván khuôn lại phải thay đổi.
Với tổng chiều cao hơn 1 km của cả bảy trụ, đội thi công đã có tới hơn 250
lần thay đổi hệ thống ván khuôn. Tới tháng 11 năm 2003, tất cả bảy trụ cầu đã
đạt đến độ cao thiết kế. Ở độ cao 245m, trụ thứ hai trở thành trụ cầu cao nhất
thế giới, với một độ chính xác kinh ngạc khi đỉnh trụ sau khi hoàn thành chỉ bị
lệch chưa tới 2 cm so với vị trí đo đạc. Không chỉ đảm bảo về mặt kỹ thuật
và mỹ thuật, việc xây dựng các trụ cầu còn vượt tiến độ 1 tháng.
Lắp đặt
bản mặt cầu
Giai đoạn tiếp theo của dự án là giai đoạn khó khăn nhất: lắp
đặt 2.5 km đường cao tốc nặng 36.000 tấn lên trên các trụ cầu. Nhận thức
được nguy cơ tai nạn chết người khi làm việc ở độ cao hơn 200m, nhà thầu quyết
định lựa chọn phương án đúc sẵn toàn bộ bản mặt cầu, những bản mặt cầu bằng
thép được sản xuất tại nhà máy của hãng Eiffel. Mặc dù đã từng tham gia nhiều
công trình lớn trước đó nhưng giám đốc Marc Buonomo của
Eiffel vẫn biết công ty đang đi một nước cờ mạo hiểm. Bản mặt cầu của Millau
bao gồm 2200 cấu kiện rời, một số nặng tới 90 tấn, dài 22m. Việc chế tạo được
thực hiện bởi các máy đo đạc laser với độ chính xác một phần mười milimet. Hai
robot hàn tự động và máy cắt plasma (với nhiệt độ tại mũi cắt lên tới 28.000 độ
C – gấp 5 lần nhiệt độ trong lõi Trái đất) được huy động để đảm bảo sự chính
xác cũng như tiến độ thực hiện. Sau khi chế tạo xong các cấu kiện sẽ được vận
chuyển qua quãng đường hàng trăm kilomet từ nhà máy tới địa điểm xây cầu, tổng
cộng đã có 2000 chuyến xe vận tải như vậy dưới sự hộ tống của cảnh sát. Các cấu
kiện được lắp ráp và hàn với nhau tại các nhà máy ở hai đầu cầu để tạo nên hai
nửa bản mặt cầu. Công đoạn còn lại, đẩy các bản mặt cầu này tiến lại gần nhau
phía trên những trụ cầu cao hàng trăm mét là một thách thức vô cùng to lớn.
Mặt cắt bản mặt cầu
Phương pháp thi công truyền thống sử dụng bộ kích thuỷ lực từ
hai bên đầu cầu để đẩy bản mặt cầu tiến tới nhau mới chỉ được áp dụng trước đó
với khoảng cách giữa hai trụ cầu khoảng hơn 150m, trong trường hợp cầu Millau,
khoảng cách giữa hai trụ cầu lên tới 324m. Giải pháp được đề ra đó là dựng các
cột tháp dây văng trước để dùng các sợi cáp giữ bản mặt cầu khi nó dần dần được
đẩy qua thung lũng, sau đó dựng các tháp chống tạm thời bằng thép. Nhưng do
khối lượng quá lớn của trụ tháp và bản mặt cầu nên cách đẩy bản mặt cầu truyền
thống sẽ có nguy cơ khiến các trụ cầu sụp đổ vì chúng quá cao. Vấn đề được giải
quyết bằng ý tưởng của kỹ sư trưởng Jean-Marie Crémer: lắp đặt hệ thống đẩy
ngay trên đỉnh của các trụ cầu thay vì chỉ ở hai phía mố cầu như truyền thống.
Bằng cách này việc đẩy bản mặt cầu sẽ không ảnh hưởng tới tính ổn định của các
trụ cầu. Các hệ thống đẩy này được sử dụng để nâng bản mặt cầu và di chuyển
chúng về phía trước, mỗi hệ thống sử dụng hai khối hình nêm phía dưới bản mặt
cầu. Khối nêm phía trên được kéo về phía trước nhờ các kích thuỷ lực, nâng bản
mặt cầu lên 600mm bằng cách đi dần lên trên mặt dốc của khối nêm bên dưới, sau
đó đó khối nêm phía dưới sẽ thu lại để đưa bản mặt cầu về cao độ cũ và đẩy
chúng về phía trước, cùng lúc đó khối nêm phía trên quay lại vị trí ban đầu,
chu kỳ mới lại được tiếp tục. Bốn bộ thiết bị như vậy được đặt ở mỗi trụ cầu,
tất cả được lập trình để hoạt đồng cùng lúc, cùng với nhau, các trụ cầu và các
hệ thống đẩy nắm lấy bản mặt cầu và đưa nó về phía trước. Cứ mỗi 4 phút bản mặt
cầu di chuyển được 600mm qua thung lũng.
Những thiết bị đẩy được sử dụng khi xây dựng cầu Millau là những
hệ thống đầu tiên được sử dụng trên thế giới, do thời gian thiết kế gấp rút và
chưa từng được thử nghiệm trước đó nên 6 tháng sau khi bắt đầu đẩy những nhịp
đầu tiên sự cố đã xuất hiện. Lớp vật liệu chống dính teflon giữa các bề mặt
trượt của hai khối nêm bị nứt làm nảy sinh ma sát quá lớn khiến kích thuỷ lực không
thể hoạt động. Việc thay thế các lớp teflon này buộc đội thi công phải hoạt
động hết công suất bởi bất kỳ sự chậm trễ nào cũng sẽ buộc họ trả giá đắt:
những bản mặt cầu nằm lơ lửng giữa không khí sẽ không thể chống đỡ được sức gió
130 km/h của những cơn bão.
Sau 40 tuần từ ngày bắt đầu việc đẩy bản mặt cầu, tháng 5 năm
2004, hai bản mặt cầu từ hai phía đầu cầu đã tiến gần tới nhau tại điểm hợp
long nằm giữa hai trụ P2 và P3, ngay trên dòng sông Tarn, nơi không thể dựng
các trụ chống tạm thời bằng thép để chia đôi nhịp. Hai bản mặt cầu cuối cùng
gặp nhau và thẳng hàng trong phạm vi 1 cm với độ chính xác kinh ngạc
99,9999%.
Dựng cột
tháp dây văng
Phần phía nam cầu trong giai đoạn thi công
Bản mặt cầu đã được hợp nhất, toàn đội bước vào giai đoạn cuối
cùng của dự án: dựng cột thép và căng dây cáp để giữ thẳng bản mặt cầu. Những
cột tháp cao 90m, nặng 700 tấn (tương đương 85 chiếc xe buýt ở Luân Đôn) được
đặt vào vị trí ngay trên bản mặt cầu. Việc thi công giống với cách những người
Ai Cập cổ đại đã áp dụng: lắp đặt hai tháp tạm bằng thép sử dụng hệ thống thuỷ
lực để dựng các trụ tháp đứng dậy bằng cách xoay dần chúng về vị trí thẳng
đứng. Sau đó 154 dây cáp được lần lượt căng trên 7 trụ để giúp bản mặt cầu
không bị võng và đổ sập. Tao cáp lớn nhất được làm từ 91 sợi cáp nhỏ hơn và có
sức chịu tải 25.000 tấn, đủ khoẻ để giữ 25 máy bay chở khách cỡ lớn.
Những công đoạn cuối cùng bao gồm phần đổ bê tông mặt đường cũng
như chất thêm 10.000 tấn tải trọng (lan can, dải phân cách…). Việc thử tải cầu
được thực hiện bởi đoàn 28 xe tải với tổng trọng lượng 900 tấn, đặt tại điểm
chịu tải trọng bất lợi nhất: giữa nhịp cầu. Việc đo đạc được tiến hành với độ
võng của nhịp cầu là 26 cm, một thắng lợi cho các kỹ sư thiết kế nếu biết
rằng cây cầu được thiết kế để chịu gấp 2 lần độ võng đó.
4 tuần sau đó, ngày 14 tháng 12 năm 2004, tức chỉ hơn 3 năm kể
từ ngày khởi công, tổng thống Pháp Jacques Chirac chính thức mở cửa và thông xe
cầu Millau, cây cầu cao nhất thế giới.
Các kỷ lục xây dựng
Việc xây dựng cầu này đã phá 3 kỷ lục thế giới:
·
Cột tháp trụ cầu cao nhất thế giới: Cột tháp P2 và P3, cao lần
lượt 244,96m và 221,05m, phá kỷ lục của Pháp được lập trước đó bởi các cầu cạn
Tulle và Verrières (141 m), và kỷ lục thế giới trước đó do Cầu cạn Kochertal (Đức)
nắm giữ, có chiều cao 181m vào thời điểm nó cao nhất;
·
Cột cao nhất thế giới: đỉnh của cột tháp P2 cao 343 m.
·
Sàn cầu cao cạn cao nhất thế giới, cao 270 m trên sông Tarn tại
điểm cao nhất. Nó gần như gấp đôi chiều cao của cầu cao nhất trước đó ở châu
Âu, Europabrücke ở Áo. Nó
hơi cao hơn Cầu hẻm núi sông New ở Tây
Virginia ở Hoa Kỳ, với
chiều cao 267m trên Sông New. Chỉ
có sàn Cầu hẻm núi Royal ở Colorado, Hoa Kỳ (chủ
yếu là một cầu đi bộ bắc qua sông
Arkansas, đôi khi cũng được sử dụng cho xe mô tô) là cao hơn với độ cao
321 m, và được coi là cầu cao nhất thế giới.
No comments:
Post a Comment