Cầu dây văng có nguồn gốc như thế nào?

Cầu dây văng là một loại cầu bao gồm một hoặc nhiều trụ (thường được gọi là tháp), với dây cáp neo chịu đỡ toàn bộ hệ mặt cầu và các dầm cầu. Có 3 loại cầu dây văng chủ yếu, được phân biệt theo các nối cáp vào trụ cầu.Ý tưởng đỡ một dầm bằng một hệ dây xiên tỏa xuống từ một cột buồm hay một tháp đã xuất hiện từ thời cổ xưa khi người Ai Cập áp dụng ý tưởng này cho các thuyền buồm của họ. Việc sử dụng cáp treo trong xây dựng cầu đã trở lại vào thế kỷ 17. Vào đầu năm 1617, Faustus Verantius, một kỹ sư ở Venice (Ý), đã phác họa một cây cầu với nhiều dây xiên.

Những nét sơ khai của cầu dây văng ra đời từ đó.Trong thiết kết cầu hiện đại, cầu dây văng là loại cầu có các dây cáp nối từ tháp cầu xuống hệ mặt cầu. Một cầu dây văng điển hình có một hệ dầm liên tục liên kết với một hay nhiều tháp cầu được xây dựng phía trên trụ cầu ở giữa nhịp. Từ các tháp cầu này, các dây cáp liên kết với hệ dầm được neo trực tiếp vào tháp.Ta có thể tưởng tượng cầu dây văng như hình ảnh một người khổng lồ (trụ cầu), dùng 2 tay (dây cáp) để nâng bổng thanh xà (dầm cầu) ngang qua một đoạn sông.

Về cơ cấu truyền lực, ta có thể tưởng tượng một cách đơn giản như sau: trọng lượng của các dầm cầu sẽ được chịu bởi các dây cáp xiên. Các dây cáp này được bố trí đối xứng để sao cho tổng hợp lực căng của các dây cáp sẽ chay dọc trục tháp cầu. Tháp cầu sẽ chỉ chịu nén mà không phải chịu lực uốn. Rất nhiều yếu tố cần phải được tính toán sao cho các đặc tính thiết kế của cầu phù hợp với các điều kiện cơ học cũng như điều kiện tự nhiên của địa hình xung quanh.

Ngày nay, bên cạnh yếu tố về đảm bảo giao thông cho phương tiện đi lại trên cầu và tàu thuyền đi lại dưới cầu, yếu tố môi trường và yếu tố cảnh quan cũng được đặc biệt coi trọng. Ví dụ, các tháp cầu có ngăn cản dòng chảy hay không, màu sắc có phù hợp với cảnh quan môi trường xung quanh hay không. Cảnh quan đèn trang trí cũng cần được bố trí sao cho làm nổi bật nét thanh mảnh của dầm cầu, tính khỏe khoắn của các dây cáp xiên và của tháp cầu.

Ngoài ra, một số yếu tố văn hóa khác cũng được tính đến trong thiết kế kiến trúc của cầu. Ví dụ như cầu Nhật Tân dự định được xây dựng sẽ bao gồm 5 tháp trụ tượng trưng cho tư duy của người Phương Đông: Sinh-Lão-Bệnh-Tử-Sinh. Yếu tố kết thúc là sự phát triển và kết thừa của yếu tố ban đầu, tạo nên yếu tố triết học phương Đông ẩn bên trong kiến trúc cầu.