Cầu tre Bambow Bridge không chỉ giúp tiết kiệm một phần chi phí vật tư mà còn thể hiện sự tôn trọng thiên nhiên, các yếu tố đặc trưng bản địa và nhất là bền vững với môi trường…

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Thông tin công trình:

Cầu cho người đi bộ – Hoàng Sơn, Trung Quốc

  • Kiến trúc sư: Atelier Lai
  • Diện tích: 20m2
  • Năm: 2019
  • Ảnh: Yilong Zhao, Xuguo Tang

Thông tin khác:

  • Kiến trúc sư phụ trách: Keyuan Ma
  • Nhóm thiết kế: Chengying Gong, Yun Cheng, Xiaoyue Hu
  • Xây dựng tre: Thượng Hải Jingdao Thiết kế xây dựng tre co. LTD.
  • Tư vấn kết cấu: Jiang Chang
  • Khách hàng: Công ty Đầu tư và Phát triển Du lịch Qimen Wannong. LTD

Thuyết minh của Kiến trúc sư:

Cây cầu trong văn hóa truyền thống Trung Quốc là một dấu hiệu đầy “cảm xúc” và “ý chí”. Một mặt, xây dựng một cây cầu ở nông thôn là một loại công đức hoặc kỷ niệm; mặt khác, “cây cầu” là một hình tượng đầy chất thơ trong ý đồ vẽ tranh phong cảnh truyền thống, nó là cánh cổng mở lối, là điểm khởi đầu cho các nét vẽ đầy xúc cảm của một bức tranh hoàn hảo. Ngoài giá trị công năng sẵn có của nó, cây cầu còn mang giá trị tinh thần khi là một hình ảnh nghệ thuật có thể được sử dụng làm các yếu tố nhấn trong các bức tranh, cũng như các giá trị xã hội mà nó mang lại.

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Phối cảnh nhìn từ trên không. (Ảnh:  Xuguo Tang)

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Dự án Bambow Bridge được đặt tại làng Đào Viên, huyện Qimen, tỉnh An Huy. Một hệ thống kênh nước rộng 10 mét chạy xuyên suốt từ đầu đến cuối làng, gián tiếp đóng khung phạm vi ngôi làng với không gian đất sản xuất nông nghiệp lân cận. Để thuận tiện cho dân làng canh tác trên các cánh đồng, việc xây dựng một cây cầu đóng vai trò kết nối giữa không gian sinh sống và không gian làm việc, vốn bị phân vùng rạch ròi bởi hệ thống kênh nước, là điều cần thiết.

Tre là vật liệu bản địa dễ tìm thấy ở phía sau ngọn núi, được sử dụng làm vật liệu chính để xây dựng cây cầu, vừa giúp tiết kiệm được một phần chi phí vật tư, vừa thể hiện sự tôn trọng thiên nhiên, các yếu tố đặc trưng bản địa và nhất là bền vững với môi trường.

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Sau khi xác định được các vật liệu để xây dựng cây cầu, thủ pháp thi ca dùng để miêu tả cây cầu là điều cần nghĩ đến.

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai
Một bức tranh mô tả cây cầu

“Thẳng đứng là biểu hiện giản đơn nhất của trọng lực,ranh mô tả câu cầu trong khi uốn cong là một hình ảnh mang chất thơ của trọng lực”. Khác với cấu trúc gỗ và cấu trúc đá, bản thân tre có độ dẻo dai uốn cong tốt, và thông qua công nghệ rang lửa nhân tạo, độ cong của vòng cung trở nên dễ uốn và dễ kiểm soát hơn. Tre sau quá trình chế biến, qua một thời gian, sẽ dần tạo ra khả năng đàn hồi tối ưu, như là một kiểu ứng suất trước mà thiên nhiên thực hiện.

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Quá trình xây dựng. (Ảnh: Atelier LAI)

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Làm thế nào để xây dựng một cây cầu có nhịp dài 10 mét? Cầu dầm được hỗ trợ đơn giản và cầu vòm là những cấu trúc phù hợp nhất có thể sử dụng. Nhưng ở một bên bờ sông, đầu cầu đang đối diện với hai cây lớn. Nếu bạn muốn làm nền móng của cây cầu, chắc chắn nó sẽ phá hủy rễ cây. Do đó, cấu trúc dầm đúc hẫng (cantilever beam structure) được chọn để tránh ảnh hưởng đến cây.

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Mô hình cây cầu

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Cây cầu nhìn từ phía đông. (Ảnh: Xuguo Tang)

Kullmann, một nhà cơ học kết cấu người Đức, đã vẽ một quỹ đạo ứng suất chính cấu trúc của dầm đúc hẫng vào năm 1866. Có thể thấy rằng ứng suất phức tạp của dầm đúc hẫng dưới tải trọng phân bố đều có thể được đơn giản hóa thành đường quỹ đạo trong sơ đồ. Đó là khi nó được bố trí như một thanh chịu tác động của hai lực căng hoặc nén dọc theo đường ứng suất, cấu trúc sẽ đạt được hiệu quả tối đa. Đây cũng là cơ sở và phương pháp để các kỹ sư tạo lưới cho các thành phần kết cấu về sau. Ví dụ, cầu Forth Bay, được xây dựng vào năm 1890, là một loại dầm đúc hẫng thép.

Tuy nhiên, so sánh với bản vẽ gốc của Kullmann, chúng tôi thấy rằng đường ứng suất chính hợp lý thực sự đã bị cong. Mặt khác, trong sản xuất công nghiệp kết cấu thép và kết cấu bê tông, chi phí uốn tương đối cao, trong khi đặc tính uốn của tre có thể gần với đường ứng suất hợp lý và có lợi thế về giá hơn so với vật liệu công nghiệp. Nó giải thích tại sao vật liệu tre được sử dụng, đồng thời chúng được đơn giản hóa thành một giàn gồm các phần tử tam giác thẳng để tăng sức bền của hệ kết cấu.

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai
Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Phần phía đông. (Ảnh: Xuguo Tang)

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Sơ đồ phân tích

Thông qua mô hình và tính toán cấu trúc của cây cầu tre, có thể thấy rằng mômen uốn của mỗi cọc tre được phân bố đều trong toàn bộ hệ thống cọc tre, trong khi lực dọc trục tăng dần. Nó phù hợp với các tính chất của vật liệu và giả định trong phân phối ứng suất.

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Chất thơ của cầu. (Ảnh: Xuguo Tang)

Tay vịn của mặt cầu được tích hợp với thân cầu và trở thành chiều cao chính của kết cấu thân cầu, trong khi mặt cầu tương đối nhẹ nhàng và dễ đi lại. Vòng cung trên thân cầu là thanh căng, và các đường thẳng mặt cầu là thanh nén, giúp tránh hiệu quả các điểm yếu bất lợi của tre khi bị uốn. Điểm nút của cấu trúc tre là phần kỹ thuật cốt lõi. Mối nối được tăng cường bởi tấm thép và vữa bê tông trong ống tre, cùng với vòng thép không gỉ được thêm vào để giải quyết vấn đề nứt tre hoặc giảm sức bền của tre theo thời gian.

Bambow Bridge – Cây cầu tre với các giá trị hòa làm một | Atelier Lai

Phía tây. (Ảnh: Xuguo Tang)

Cuối cùng, cây cầu đúc hẫng bằng tre (bamboo cantilever bridge), chỉ dựa vào sức mạnh của tre, vươn ra từ một bờ và đi thẳng sang bờ đối diện, tạo thành một bức tranh về một cây cầu bay đang treo lơ lửng. Phần cuối của cây cầu được tách ra từ bờ đối diện, giống như một “cây cầu gãy”, giúp gia tăng cảm giác hoàn hảo về hình thức cấu trúc đúc hẫng và tạo thành một yếu tố đậm chất thơ nhờ vào trạng thái kéo căng (tension) của kết cấu.

Xem thêm các hình ảnh khác tại đây: