Hãy tưởng tượng một cây cầu hùng vĩ bắc qua một hẻm núi rộng lớn, nối liền hai bờ. Những công trình này không chỉ là bê tông và thép, mà còn là sự kết tinh của trí tuệ kỹ thuật và công nghệ tiên tiến. Xây dựng cầu giống như một nghệ thuật chính xác, và phương pháp xây dựng phân đoạn là một trong những viên ngọc sáng nhất của nó.

Cầu phân đoạn, đúng như tên gọi, được lắp ráp từ các phân đoạn đúc sẵn hoặc đúc tại chỗ, ghép lại với nhau như những khối xây dựng. Phương pháp này đang âm thầm thay đổi cách xây dựng cầu với những ưu điểm độc đáo của nó.

Mỗi cây cầu bao gồm hai thành phần quan trọng: "bộ xương" chịu lực (hệ thống dưới) và "mặt cầu" chịu tải trọng xe cộ (hệ thống trên). Hệ thống dưới bao gồm các trụ và mố cầu cung cấp nền móng vững chắc, trong khi hệ thống trên chịu tải trọng giao thông và truyền trọng lượng xuống dưới.

Trong cầu phân đoạn, hệ thống dưới tương tự như thiết kế thông thường. Sự đổi mới nằm ở cách tiếp cận hệ thống trên. Cầu truyền thống dựa vào dầm làm các bộ phận chịu lực chính, trong khi cầu phân đoạn sử dụng thiết kế tích hợp hoàn toàn. Sử dụng công nghệ ứng lực trước, các phân đoạn riêng lẻ hợp nhất thành một cấu trúc liên tục, có khả năng chịu tải cao mà không cần dầm truyền thống.

Cầu phân đoạn sử dụng hai phương pháp thi công chính:

• Phân đoạn đúc sẵn: Các bộ phận đúc tại nhà máy, vận chuyển bằng xe tải hoặc sà lan. Phương pháp này đẩy nhanh tiến độ thi công bằng cách loại bỏ thời gian ninh kết tại công trường, mặc dù có thể gặp thách thức vận chuyển với các phân đoạn quá khổ hoặc địa hình khó khăn.
• Phân đoạn đúc tại chỗ: Bê tông được đổ trực tiếp tại vị trí xây dựng cầu. Cách tiếp cận này phù hợp với địa hình phức tạp hoặc các phân đoạn nặng, như đã được chứng minh trong dự án cầu Beaver River của S&B USA Construction.

S&B USA Construction đang xây dựng hai cây cầu phân đoạn đúc tại chỗ dài 1.645 feet, bắc qua năm nhịp trên sông Beaver. Các công trình mới sẽ cao 200 feet so với mặt nước—cao hơn 20 feet so với các cây cầu hiện có. Mặc dù cầu phân đoạn không phải là hiếm trên toàn cầu, nhưng chúng vẫn còn ít phổ biến ở Pennsylvania, nơi chỉ có cầu Sông Allegheny và cầu Mon Fayette của Turnpike sử dụng các kỹ thuật tương tự.

Với việc xây dựng phân đoạn phổ biến hơn ở Israel—quê hương của công ty mẹ Shikun & Binui Ltd. của S&B—dự án được hưởng lợi từ chuyên môn đặc biệt. Các kỹ sư Israel đang cung cấp hỗ trợ kỹ thuật để đảm bảo việc triển khai thành công.

Dự án cầu Beaver River sử dụng phương pháp cân bằng cánh tay đòn thông qua các bước tỉ mỉ sau:

• Thi công bệ trụ: Tạo các bệ đỡ để hỗ trợ ván khuôn di động và đối trọng.
• Lắp đặt ván khuôn: Dựng các khuôn bê tông khổng lồ bằng cần cẩu và tời hạng nặng. Bốn hệ thống ván khuôn sẽ hoạt động đồng thời—hai hệ thống cho mỗi hướng cầu.
• Đúc phân đoạn 15 feet: Các phân đoạn được đúc xen kẽ, vươn ra từ mỗi trụ theo cặp cân bằng để ngăn ngừa mất cân bằng kết cấu.
• Di chuyển ván khuôn: Di chuyển tuần tự giữa bốn trụ cho mỗi cây cầu, cuối cùng tạo ra 176 phân đoạn trên cả hai công trình.
• Đổ bê tông mối nối và ứng lực trước: Nối các cánh tay đòn bằng các phân đoạn mối nối giữa nhịp, sau đó căng các sợi thép được chôn sẵn để tăng cường độ bền.

Những đặc điểm độc đáo nhất của xây dựng phân đoạn trở nên ẩn đi sau khi hoàn thành. Mặc dù các mối nối nhỏ có thể nhìn thấy từ bên dưới, người lái xe sẽ trải nghiệm sự chuyển tiếp liền mạch, không thể phân biệt được với các cây cầu truyền thống.

Khi các yêu cầu kỹ thuật ngày càng phát triển và các giải pháp sáng tạo ngày càng trở nên quan trọng, các phương pháp phân đoạn—đặc biệt là thi công cánh tay đòn đúc tại chỗ—sẽ tiếp tục vượt qua các thách thức và thúc đẩy thiết kế cầu. Cách tiếp cận này vượt xa kỹ thuật đơn thuần, thể hiện một triết lý kỹ thuật không ngừng theo đuổi sự xuất sắc thông qua đổi mới.