Lịch sử kết cấu thép thế giới được khởi nguồn từ thế kỷ 18. Khi công nghệ luyện kim của châu Âu đã đạt những bước tiến vượt bậc để kiểm soát các đặc tính, chất lượng của kết cấu thép.
Với những ưu điểm vượt trội so với các loại vật liệu xây dựng khác trước đó, hợp kim thép đã tạo nên một cuộc cách mạng trong xây dựng công trình cầu đường, nhà cao tầng, tháp truyền hình… để thỏa mãn khát vọng của con người luôn muốn vươn tới những kết cấu đạt tầm cao, tầm xa mới mà vẫn kết hợp được những vẻ đẹp của các trường phái kiến trúc đương đại.
Và như thế các công trình mang tính chất biểu tượng của nghệ thuật xây dựng đã ra đời và đi cùng năm tháng, là chứng nhân lịch sử của nhiều thế hệ, nhiều triều đại và cả những cuộc chiến tranh tàn khốc.
Trong số này có thể kể tới tháp Eiffel ở Paris hoạt động từ năm 1889, cầu Brooklyn thông xe năm 1883 nối Manhattan với Brooklyn, cầu cảng Sydney Harbour khánh thành năm 1932, tòa tháp cao nhất thế giới Burj Khalifa cao 830m sử dụng năm 2010… và cả cây cầu Long Biên huyền thoại, một trong những biểu tượng của Hà Nội được xây dựng và thông xe năm 1902.
 |
| Mô hình thiết kế cầu Trần Hưng Đạo |
Những công trình này vẫn và sẽ còn tiếp tục hoạt động, đáp ứng các công năng như mục tiêu ban đầu của những kỹ sư – kiến trúc sư đặt ra. Và hầu hết trong số chúng đều có tuổi thọ vượt qua người cao tuổi nhất trong số những người cao tuổi mà con người đã từng thống kê được.
Theo định nghĩa về công trình, những thiết kế xây dựng đạt tuổi thọ 100 năm trở lên đều được coi là “vĩnh cửu”. Bất kỳ kết cấu nào sử dụng hợp kim thép đều có thể đạt được tiêu chí này, miễn là nó được thiết kế, xây dựng và bảo trì tốt.
Kết cấu bê tông thì sinh sau, đẻ muộn hơn vài thế hệ con người so với kết cấu thép. Những công trình lớn được xây dựng bằng kết cấu bê tông phát triển mạnh mẽ từ những năm đầu của thế kỷ 20.
Thực chất, kết cấu bê tông cũng được phát triển và hưởng lợi từ những bước tiến của kết cấu thép. Đặc biệt là sự thành công trong việc phát minh ra thép có cường độ cao để tạo nên những kết cấu dự ứng lực. Nôm na là người ta căng, tạo lực trước cho các sợi thép nằm trong khối bê tông.
 |
| Cầu Trần Hưng Đạo thiết kế theo hình tượng “làn sóng uốn lượn” |
Kể từ đó, sự phát triển của các công trình xây dựng luôn gắn liền với hai dạng kết cấu chủ đạo, kết cấu thép và kết cấu bê tông cốt thép (có thể là cốt thép dự ứng lực). Khi cần thiết kế những kết cấu thanh mảnh, vượt được nhịp dài hơn, chiều cao lớn hơn, yêu cầu thẩm mỹ kiến trúc phức tạp hơn, các kỹ sư sẽ nghĩ ngay tới việc lựa chọn kết cấu thép bởi những đặc tính cơ lý phù hợp của chúng.
Những gì là vấn đề, sự hạn chế về tuổi thọ với kết cấu thép thì cũng là những vấn đề với kết cấu bê tông cốt thép. Không thể khác được.
Thậm chí trong nhiều trường hợp thiết kế, kết cấu bê tông dự ứng lực còn có tuổi thọ thấp hơn so với kết cấu thép thông thường bởi tính dễ han gỉ của các sợi thép dự ứng lực có cường độ cao nằm trong bê tông. Cầu Rào ở Hải Phòng bị sập có thể được coi là một ví dụ điển hình.
 |
| Tổng dự toán thấp hơn ngân sách đưa ra từ đầu khoảng 3 – 5% |
Hà Nội, Việt Nam đã xây dựng nhiều cây cầu. Có những cây cầu thép đẹp như Long Biên, Trường Tiền vẫn đang trường tồn cùng thời gian, đóng góp những giá trị không thể đong đếm hết được. Mong các kiến trúc sư, kỹ sư, những nhà quản lý và cả những độc giả nữa, hãy là những người có tâm, tiếp tục dựng xây những giá trị công trình cho thế hệ hôm nay và mai sau.
Xin cám ơn tác giả Hoàng Nghĩa Quang đã chia sẻ bài viết hay và bổ ích.
