Huy động hơn 100 nhà thầu, sử dụng gần 200.000 tấn thép và 1,4 triệu m³ bê tông suốt 10 năm, xây 'siêu công trình' giữ kỷ lục dài nhất thế giới suốt 24 năm

Cầu Akashi Kaikyo nằm trên eo biển Akashi, nối thành phố Kobe thuộc đảo Honshu với đảo Awaji của Nhật Bản. Công trình có tổng chiều dài 3.911m, nhịp chính dài 1.991m và gồm 6 làn xe. Khi khánh thành ngày 5/4/1998, Akashi Kaikyo trở thành cây cầu treo có nhịp chính dài nhất thế giới, giữ kỷ lục này trong gần 24 năm.

Mất 10 năm để hoàn thành, tổng vốn đầu tư hơn 80.000 tỷ đồng

Akashi Kaikyo là một phần của tuyến đường cao tốc Kobe-Awaji-Naruto - 1 trong 3 tuyến đường bộ kết nối đảo Honshu với đảo Shikoku. Trước khi cầu đi vào hoạt động, phà là phương tiện chủ yếu đưa người dân và hàng hóa qua eo biển. Dòng hải lưu mạnh cùng những cơn bão thường xuyên khiến việc di chuyển qua khu vực này tiềm ẩn nhiều rủi ro.

Tháng 5/1955, hai chiếc phà chìm trong một cơn bão tại eo biển Akashi khiến 168 người thiệt mạng. Thảm họa thúc đẩy chính phủ Nhật Bản nghiên cứu phương án xây dựng cầu vượt biển, nhằm cải thiện an toàn giao thông và tăng cường kết nối giữa các khu vực. Tuy nhiên, dự án đặt ra nhiều thách thức do eo biển sâu, dòng chảy mạnh và yêu cầu duy trì luồng hàng hải quốc tế.

Ý tưởng xây cầu tại khu vực này đã xuất hiện từ nhiều thập kỷ trước. Phương án ban đầu từng tính đến việc kết hợp đường bộ với đường sắt nhưng sau đó được điều chỉnh thành cầu đường bộ 6 làn xe.

Lễ động thổ được tổ chức ngày 26/4/1986. Công tác xây dựng tại hiện trường bắt đầu ngày 1/5/1988. Công trình sử dụng kết cấu cầu treo với dầm giàn thép gia cường, hệ thống cáp chính truyền tải trọng từ mặt cầu lên các tháp và hệ thống neo.

Eo biển Akashi nằm trong khu vực có hoạt động địa chấn, thường xuyên chịu ảnh hưởng của gió mạnh. Vì vậy, các kỹ sư phải tính toán khả năng chịu tải, độ ổn định khí động học và mức độ biến dạng của kết cấu trước tác động của thiên tai. Hệ thống dầm giàn thép gia cường cùng cơ chế giảm dao động được thiết kế nhằm hạn chế ảnh hưởng của gió lên cầu.

Theo các thông số thiết kế được công bố, công trình có khả năng chịu sức gió khoảng 280-290km/giờ và động đất có độ lớn tới 8,5 theo thang Richter. Những yêu cầu này đòi hỏi đội ngũ kỹ sư nghiên cứu kỹ phản ứng của kết cấu trước gió bão và địa chấn.

Ngày 17/1/1995, trận động đất Hanshin-Awaji làm rung chuyển Kobe và các khu vực lân cận. Thời điểm đó, hai tháp chính của cầu đã hoàn thành nhưng công trình vẫn đang trong quá trình xây dựng. Địa chấn làm thay đổi khoảng cách giữa hai tháp, buộc các kỹ sư điều chỉnh thiết kế. Nhịp chính tăng từ 1.990m lên 1.991m, tổng chiều dài cầu cũng tăng thêm khoảng 1m.

Hệ thống cáp chính giữ vai trò quan trọng trong việc nâng đỡ mặt cầu. Theo tài liệu kỹ thuật về công trình, mỗi cáp chính sử dụng 36.830 sợi thép, đường kính 5mm. Công nghệ chế tạo và lắp đặt cáp được nghiên cứu để bảo đảm khả năng chịu lực, độ bền và khả năng chống ăn mòn trong môi trường biển. Không khí khô được bơm vào bên trong cáp nhằm hạn chế hơi ẩm và nguy cơ gỉ sét.

Quá trình xây dựng sử dụng khoảng 181.000-200.000 tấn thép và 1,4 triệu m³ bê tông. Hơn 100 nhà thầu tham gia dự án. Tổng vốn đầu tư được một số nguồn ước tính khoảng 500 tỷ yen (khoảng 81.700 tỷ đồng).

Sau khi cầu đi vào khai thác, hệ thống giám sát kết cấu tiếp tục thu thập dữ liệu thông qua thiết bị đo gió, cảm biến gia tốc, máy đo địa chấn và định vị GPS. Các thiết bị được bố trí tại tháp, trụ và dầm cầu để theo dõi chuyển vị, dao động và phản ứng của công trình trước tác động từ môi trường.

Sau gần 10 năm thi công, cầu chính thức thông xe ngày 5/4/1998, tạo tuyến kết nối trực tiếp giữa Kobe và đảo Awaji.

Nghiên cứu đăng trên tạp chí Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics năm 2018 đã phân tích dữ liệu quan trắc trong 20 năm vận hành cầu. Kết quả cho thấy các giá trị chuyển vị ngang của dầm cầu do gió trong những đợt bão được ghi nhận bằng GPS, qua đó giúp đối chiếu số liệu thực tế với các thông số tính toán trong thiết kế. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh vai trò của hệ thống quan trắc dài hạn trong việc đánh giá độ an toàn và độ bền của các công trình cầu nhịp lớn.

Từ kỷ lục thế giới đến điểm tham quan

Khi khánh thành năm 1998, Akashi Kaikyo giữ kỷ lục cầu treo có nhịp chính dài nhất thế giới. Theo Guinness World Records, nhịp chính của cầu dài 1.991m, tổng chiều dài đạt 3.911m và hai tháp chính cao khoảng 297-300m. Một số tài liệu giới thiệu công trình cũng ghi nhận các cáp chính có đường kính khoảng 1,12m.

Kỷ lục về chiều dài nhịp chính của Akashi Kaikyo được duy trì đến ngày 18/3/2022 - thời điểm cầu 1915 Çanakkale tại Thổ Nhĩ Kỳ chính thức thông xe. Với nhịp chính dài 2.023m, công trình này vượt cầu Akashi Kaikyo 32m và trở thành cầu treo có nhịp chính dài nhất thế giới. Dù không còn giữ vị trí dẫn đầu, Akashi Kaikyo vẫn là công trình tiêu biểu trong lịch sử phát triển kỹ thuật cầu treo.

Bên cạnh chức năng giao thông, khu vực cầu còn có các điểm tham quan phục vụ nhu cầu tìm hiểu lịch sử và kỹ thuật xây dựng. Tại phía Kobe, Maiko Marine Promenade là lối đi bộ nằm dưới mặt đường xe chạy, cho phép du khách quan sát kết cấu cầu và eo biển từ độ cao khoảng 50m. Một số đoạn có sàn kính hoặc kết cấu cho phép nhìn xuống mặt nước bên dưới.

Du khách có thể đến khu vực này từ ga Maiko-koen của tuyến đường sắt Sanyo Electric Railway, ga Maiko trên tuyến JR hoặc bến xe buýt cao tốc Maiko. Thời gian mở cửa và giá vé cần được kiểm tra theo thông tin cập nhật của đơn vị quản lý.

Một trải nghiệm khác là tour Bridge World, đưa khách tham quan lên khu vực đỉnh tháp cầu ở độ cao gần 300m. Chương trình có hướng dẫn viên và yêu cầu người tham gia tuân thủ các quy định an toàn. Theo thông tin giới thiệu tour, người tham gia phải từ 13 tuổi trở lên, có khả năng tự di chuyển và đăng ký trước. Lịch tổ chức, giá vé và điều kiện tham gia có thể thay đổi theo mùa.

Tại chân cầu phía Kobe còn có trung tâm triển lãm giới thiệu lịch sử quy hoạch, thiết kế, xây dựng và bảo trì Akashi Kaikyo. Không gian trưng bày cung cấp thông tin về các giải pháp kỹ thuật áp dụng trong dự án, đồng thời giới thiệu những cây cầu treo tiêu biểu khác trên thế giới.

Việc đưa Akashi Kaikyo vào khai thác tạo tuyến đường bộ trực tiếp giữa Kobe và đảo Awaji, góp phần rút ngắn thời gian di chuyển so với đi phà. Công trình cũng cải thiện khả năng kết nối từ vùng Kansai tới đảo Shikoku, tạo thuận lợi cho vận tải hàng hóa, kinh doanh và du lịch giữa các địa phương.

Với tổng chiều dài gần 4km, nhịp chính dài 1.991m cùng các giải pháp kỹ thuật ứng phó với gió bão và động đất, Akashi Kaikyo là công trình tiêu biểu trong lĩnh vực xây dựng cầu treo. Dữ liệu thu thập trong quá trình vận hành cũng góp phần phục vụ nghiên cứu, kiểm chứng thiết kế và đánh giá độ bền của các công trình cầu nhịp lớn.