Cầu sừng vàng, thiết kế vượt thời gian của thiên tài Leonardo da Vinci

Năm 1502, Leonardo da Vinci phác thảo thiết kế 280 m có thể trở thành cây cầu dài nhất thế giới ở thời điểm đó. Dù cây cầu không bao giờ được xây dựng, các kỹ sư ở Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã thử nghiệm thiết kế để xem nó có khả thi hay không. Kết quả nghiên cứu được công bố hôm 9/10 tại một hội nghị quốc tế ở Barcelona, Tây Ban Nha.

Da Vinci gửi bản phác thảo cầu tân tiến khi Hồi vương Bayezid II, vị vua cai trị Đế quốc Ottoman từ năm 1481 đến năm 1512, tìm kiếm thiết kế cầu có thể bắc qua vịnh Sừng Vàng. Vùng cửa sông tự nhiên này ngăn giữa hai thành phố Galata và Istanbul. Ý tưởng của da Vinci không được lựa chọn, thay vào đó một cây cầu cáp treo ra đời. Nhóm kỹ sư MIT nghiên cứu bản vẽ của ông cũng như vật liệu sẵn có và điều kiện xây dựng đương thời. Họ dựng mô hình thu nhỏ để thử nghiệm độ vững chắc cũng như khả năng chống chọi với các điều kiện khác nhau của cây cầu.

Khi da Vinci lên ý tưởng, cây cầu có thiết kế mới mẻ so với những cầu vòm bán nguyệt phổ biến. Các vòm cần cột trụ đặt dọc nhịp cầu để chống đỡ sức nặng. Da Vinci đề xuất xây vòm phẳng, vẫn đủ cao để tàu bè có thể đi qua bên dưới nhưng chỉ bao gồm một vòm khổng lồ để giúp người dân qua lại giữa hai thành phố. "Đó là thiết kế hết sức tham vọng", Karly Bast, nghiên cứu sinh ở MIT, nhận xét.

"Cây cầu dài gấp khoảng 10 lần so với những cây cầu thông thường thời đó. Nhưng nó cũng khá phức tạp về mặt hình khối, nhiều đường cong hơn và có tính lập thể cao hơn cầu vòm bình thường", John Ochsendorf, giáo sư kiến trúc, kỹ thuật môi trường và dân dụng, cho biết.

Để giúp cầu trụ vững trước tác động trượt ngang và động đất, da Vinci thiết kế trụ chống ở hai đầu vòm cầu choãi ra. Ông biết rõ khu vực xây cầu có thể trải qua những trận động đất như trong quá khứ. Thời đó, đá là vật liệu chủ yếu dùng để xây cây cầu dài như vậy bởi gỗ hoặc gạch không khả thi. Các nhà nghiên cứu không tìm thấy bất kỳ chi tiết nào nhắc tới việc xây cầu trong bản phác thảo của da Vinci, nhưng họ cho rằng những khối đá được ghép với nhau mà không cần dùng vữa.

Mô hình cầu của nhóm nghiên cứu bao gồm 126 khối in 3D ghép lại thành cây cầu dài 81 cm. Khi xây một cây cầu theo phong cách La Mã kiểu này, giàn giáo được dùng để giữ cố định các khối đá. Sau khi ghép khối đá cuối cùng vào vị trí, công nhân có thể dỡ bỏ giàn giáo. Các nhà nghiên cứu cũng thực hiện điều tương tự với mô hình cầu.

"Khi lắp ghép mô hình cầu, chúng tôi phải ép chặt. Tôi rất nghi ngờ và thầm nghĩ cách này có thể không thành công. Sau đó, chúng tôi bỏ giàn giáo ra và cây cầu vẫn đứng đó. Đây là sức mạnh của hình học. Da Vinci đã bỏ nhiều tâm tư vào bản vẽ", Bast chia sẻ.

Theo Ochsendorf, nếu xây vào ngày nay, nhiều khả năng cây cầu sẽ được làm từ thép hoặc bê tông. Nhưng nhóm nghiên cứu muốn biết thiết kế của da Vinci có khả thi ở thời ông sống hay không. Họ kiểm tra độ vững chắc của cây cầu bằng cách mô phỏng những gì xảy ra nếu nền đất yếu đi do động đất. Kết quả mô phỏng cho thấy cây cầu vẫn đứng vững vàng.

Theo VnExpress