Giàn không gian nút cầu không còn là nỗi lo với các nhà khoa học Việt Nam

Giàn không gian cong 3 chiều ở đảo Tuần Châu (Quảng Ninh). Ảnh : H.Hải

Cùng với sự phát triển của xã hội, ngày càng nhiều nơi cần những diện tích mái che có nhịp lớn, đỡ được tải trọng nặng, nhưng lại phải có kết cấu không gian gọn nhẹ, đẹp. Công nghệ Giàn không gian (GKG) vì vậy đã được nhập vào Việt Nam bắt đầu từ năm 2000. Hai Giàn không gian đầu tiên được nhập ngoại là GKG ga T1 Nội Bài và Nhà thi đấu Thanh Hoá với biết bao công, của tốn kém. Trong bối cảnh đó, Nhóm Giảng viên, kỹ sư Trường Đại học Xây dựng Hà Nội đã nghiên cứu, thiết kế thành công Giàn không gian ở Việt Nam, tiết kiệm cho đất nước hàng tỷ đồng. Người gặp trong tuần đã trao đổi với Phó Giáo sư, Tiến sĩ Huỳnh Bá Kỹ Thuật, Trưởng nhóm nghiên cứu công nghệ này.

-Công nghệ GKG gần đây mới được phát triển ở Việt Nam với những thành tựu đáng ghi nhận. Là người đã dày công nghiên cứu công nghệ GKG, xin PGS cho biết nguyên nhân nào dẫn đến sự thành công trong lĩnh vực này của Việt Nam hiện nay?

- Giàn không gian (GKG) nút cầu là một loại kết cấu đặc biệt đã được các nước phát triển sử dụng từ nhiều năm trong các công trình công cộng, bởi nó có rất nhiều ưu điểm như tạo mái có nhịp lớn (có thể dài đến 100 m), có thể tạo được hình dạng phức tạp, tính thẩm mỹ cao, lắp ghép thi công nhanh chóng. Tuy nhiên, công nghệ GKG cũng đòi hỏi một nền kỹ thuật cao từ khâu thiết kế đến việc chế tạo và lắp đặt thi công. Chính vì vậy, phải mãi đến năm 2000, Việt Nam chúng ta mới biết đến công nghệ GKG nút cầu qua công trình nhà ga T1-Nội Bài (thiết kế kết cấu và sản xuất ở nước ngoài). Với quyết tâm làm chủ bằng được công nghệ mới này, các cấp lãnh đạo đã chỉ đạo và tạo điều kiện rất nhiều để các Cty xây dựng trong nước có thể chuyển giao công nghệ cũng như các thiết bị máy móc đồng bộ cho việc tính toán và chế tạo GKG. Kết quả là chỉ trong vòng 3 năm trở lại đây, với cách làm đúng hướng, chúng ta đã khá thành công trong việc thiết kế, sản xuất và lắp đặt GKG vào các công trình trong nước. Các công trình công cộng sử dụng hệ mái GKG ngày càng nhiều trên toàn quốc như giàn cá heo Tuần Châu, nhà A3 triển lãm Giảng Võ, nhà thi đấu Quần Ngựa, nhà máy bia Bến Thành, Vĩnh Phúc... với giá thành đã giảm rất nhiều lần so với các hệ dàn mái nhập ngoại trước kia.

-Được biết trong quá trình thiết kế Giàn cá heo Tuần Châu (Quảng Ninh) chúng ta đã gặp rất nhiều khó khăn trong vấn đề kỹ thuật. Xin PGS có thể cho biết đôi chút về những khó khăn và các biện pháp khắc phục khi tính toán thiết kế công trình này? Cảm nghĩ của PGS về CT này?

-Cho đến thời điểm này, GKG Tuần Châu đã được đánh giá rất thành công (giải Nhì kiến trúc toàn quốc 2002, đồng thời là nơi tổ chức đêm chung kết giải Sao Mai). Có được thành quả như vậy là do sự mạnh dạn sử dụng hệ GKG hình dạng phức tạp cũng như hệ mái nhịp lớn. Đến nay, GKG cá heo trên đảo Tuần Châu là một công trình có hệ mái phức tạp nhất với các đường cong 3 chiều. Toàn bộ tải trọng kể cả gió bão (mái có diện tích trên 5000m2) đều truyền lên 11 gối tựa, đồng thời là hệ mái có nhịp lớn nhất trên toàn quốc hiện nay (54m).

Khi thiết kế công trình này chúng tôi đã gặp rất nhiều trở ngại bởi độ phức tạp, cũng như những yêu cầu về độ chính xác cao cho cả hệ giàn lắp ghép này. Điểm mấu chốt trong khâu thiết kế kết cấu là việc đưa ra được các thông số chính xác về toạ độ lỗ bulông của 1.884 quả cầu có vị trí và toạ độ khác nhau gắn với trên 8000 thanh ống. Nếu tính toán bằng phương pháp thông thường sẽ cho sai số rất lớn, không kiểm soát được. Từ đó dẫn đến không thể thi công được, chưa kể tới việc tính toán sẽ rất phức tạp và mất rất nhiều thời gian (ở các nước phát triển, việc thiết kế chế tạo cầu đều được tính toán chính xác bởi phần mềm). Được sự tin tưởng của Chủ đầu tư và Cty cơ khí xây dựng (COMA), chúng tôi đã mạnh dạn viết chương trình ANG/XD để tính toán cho hệ thống nút cầu của GKG này. Chương trình đã được ứng dụng thành công trong việc đưa ra các thông số chính xác để chế tạo các chi tiết cầu dàn một cách chuẩn và hiệu quả nhất (trên thực tế, khi thi công không hề bị sai một quả nào). Nhờ đó, công trình đã được hoàn thành kịp thời, đúng tiến độ, tiết kiệm được cho chủ đầu tư gần chục tỷ đồng.

- Sau Giàn cá heo Tuần Châu, phần mềm của PGS về GKG đã được sử dụng cho những công trình nào ? Tính năng của phần mềm này có khác gì so với phần mềm của nước ngoài?

- Sau sự thành công của giàn cá heo Tuần Châu, chúng tôi đã khẳng định được mình, và đã được mời tham gia thiết kế kết cấu và nút cầu cho một số công trình lớn, sử dụng GKG như nhà A3 triển lãm Giảng Võ, nhà máy bia Bến Thành và một loạt các công trình khác... ở Đà Nẵng, Quy Nhơn, Vĩnh Phú. Hiện phần mềm của chúng tôi có thể đáp ứng được tất cả các yêu cầu cơ bản trong việc thiết kế GKG như tính toán cầu, lỗ bulông, đường kính cầu, bulông, thanh... So với phần mềm nhập ngoại, chúng tôi không hề thua kém, thậm chí có phần trội hơn trong việc chủ động chế tạo lỗ gia công để lắp ráp xà gồ, đèn treo, phù hợp với điều kiện VN. Tuy nhiên, có một sự khác biệt khá lớn: Đó là giá thành rẻ chỉ chưa bằng 1/3 so với công nghệ nhập ngoại.

Trên thực tế, chúng tôi cũng đã nhận được một số yêu cầu về việc thương mại hoá phần mềm này, nhưng chúng tôi còn đang nghiên cứu xem xét các thủ tục cần thiết. Trước mắt, phần mềm cũng đã và đang được phổ biến khá nhiều trong các công trình GKG do chúng tôi thiết kế.

-Triển vọng trong tương lai của công nghệ GKG tại VN? Cảm nghĩ của PGS về khả năng và trình độ của các kỹ sư VN?

-GKG đang và sẽ là một hướng đi đúng đắn của ngành xây dựng Việt Nam trong tương lai. Chúng ta có nhiều kỹ sư giỏi, năng động sáng tạo và say mê nghiên cứu. Tôi tin rằng, với sự quan tâm của Đảng và Nhà nước, cũng như với trình độ của đội ngũ nhà khoa học, kỹ sư trong nước, chúng ta sẽ tự tin vững bước trong việc làm chủ công nghệ GKG cũng như những công nghệ mới khác. Điều đáng nói ở đây là từ sau GKG Cá heo Tuần Châu các mái GKG có hình dạng phức tạp không còn là nỗi lo, trở ngại trong thiết kế đối với đội ngũ trí thức Việt Nam nữa.

Xin cảm ơn PGS!

Trọng Quang thực hiện