Công nghệ hạ tầng giao thông: Từ nhu cầu thực tiễn đến giải pháp triển khai

Diễn đàn diễn ra trong bối cảnh ngành giao thông đang bước vào giai đoạn đầu tư mạnh với hàng loạt dự án cao tốc, cầu lớn và hạ tầng đô thị, yêu cầu ứng dụng khoa học công nghệ vào thiết kế, thi công và quản lý công trình ngày càng trở nên cấp thiết.

Diễn đàn tập trung vào bốn chuyên đề có tính ứng dụng cao, gồm: Kiểm soát an toàn chịu lực và kích thước hình học cầu dây văng, cầu dây võng từ giai đoạn chế tạo đến lắp dựng hiện trường; PileWall3D: Ứng dụng mô hình p-y và OpenSees trong phân tích tương tác đất – kết cấu của tường cọc/cừ; Phát triển một số tính năng trong môi trường CDE phục vụ ứng dụng BIM trong hạ tầng giao thông; Công nghệ quan trắc tự động kết cấu cầu và sự cần thiết phát triển tiêu chuẩn TCVN cho quan trắc tự động tại Việt Nam.

Điểm nổi bật của diễn đàn không chỉ nằm ở các báo cáo khoa học mà còn ở những trao đổi chuyên sâu giữa các nhà nghiên cứu với chủ đầu tư, đơn vị tư vấn, ban quản lý dự án và doanh nghiệp thi công. Nhiều vấn đề thực tiễn trong thiết kế và thi công cầu dây đã được phân tích như căn cứ tính toán lực căng cáp qua từng giai đoạn, kiểm soát độ võng, điều chỉnh nội lực, đánh giá an toàn công trình khi phát sinh sự cố cũng như ảnh hưởng của sai lệch nội lực đến hệ dầm.

Trình bày chuyên đề về kiểm soát an toàn chịu lực và kích thước hình học cầu dây văng, cầu dây võng, ThS Trần Quốc Khánh – Công ty CP Đầu tư xây dựng hạ tầng Khang Nguyên đã thẳng thắn chia sẻ kinh nghiệm kiểm soát trạng thái chịu lực và hình học của cầu dây văng, cầu dây võng từ giai đoạn chế tạo, lắp dựng đến hoàn thiện công trình.

Nội dung nhấn mạnh các phương pháp tính toán lực căng cáp, điều chỉnh nội lực, kiểm soát độ võng và đánh giá trạng thái làm việc của kết cấu trong từng giai đoạn thi công nhằm bảo đảm công trình đạt đúng hình dạng thiết kế và an toàn chịu lực khi đưa vào khai thác. Đây là những nội dung có ý nghĩa thực tiễn đối với các công trình cầu nhịp lớn, nơi yêu cầu kiểm soát sai số thi công ở mức rất cao.

Theo PGS. TS Nguyễn Xuân Toản, Giảng viên cao cấp Trường Đại học Bách khoa (Đại học Đà Nẵng), bên cạnh tải trọng thiết kế, các yếu tố như nhiệt độ môi trường, tải trọng phụ trong quá trình thi công và đặc biệt là tính phi tuyến của dây cáp cần được xem xét đầy đủ trong mô hình tính toán. Đối với các cầu dây văng, cầu dây võng có khẩu độ lớn, mô hình phi tuyến sẽ giúp giảm sai số, phản ánh sát hơn trạng thái làm việc thực tế của kết cấu, qua đó nâng cao độ tin cậy trong thiết kế và tổ chức thi công.

Ở lĩnh vực nền móng, tường cọc/cừ, các đại biểu đánh giá cao khả năng ứng dụng mô hình p-y kết hợp phần mềm OpenSees trong giải quyết các bài toán tương tác đất - kết cấu. Việc ứng dụng mô hình p-y kết hợp nền tảng OpenSeesPy để mô phỏng tương tác giữa đất nền và tường cọc, giúp dự báo nội lực, chuyển vị và khả năng làm việc của kết cấu trong quá trình thi công hố đào sâu, bến cảng và công trình ngầm. Mô hình được kiểm chứng thông qua các bài toán benchmark và một số công trình thực tế, cho kết quả có độ tin cậy cao, đồng thời mở ra khả năng phát triển thành công cụ hỗ trợ kỹ sư trong thiết kế và phân tích địa kỹ thuật; đồng thời xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu, đào tạo và chuyển giao công nghệ.

Chia sẻ về kinh nghiệm phát triển môi trường dữ liệu chung (CDE) phục vụ ứng dụng BIM trong hạ tầng giao thông, TS. Cao Văn Lâm - Trưởng Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa (Đại học Đà Nẵng) tập trung làm rõ vai trò của mô hình thông tin công trình (BIM) và môi trường dữ liệu chung (CDE) trong quá trình chuyển đổi số ngành xây dựng. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một số tính năng CDE phục vụ quản lý hồ sơ, tiến độ, khối lượng và phối hợp giữa các bên tham gia dự án, đồng thời thử nghiệm trên dự án nâng cấp hạ tầng giao thông Khu kinh tế Dung Quất. Việc tích hợp BIM với CDE được đánh giá giúp đồng bộ dữ liệu, giảm sai sót, nâng cao hiệu quả quản lý từ giai đoạn thiết kế, thi công đến vận hành, bảo trì công trình.

Trao đổi về việc triển khai BIM trong hạ tầng giao thông, nhiều ý kiến nhận định rào cản hiện nay không còn chủ yếu ở công nghệ mà nằm ở nguồn nhân lực. Việc xây dựng đội ngũ kỹ sư BIM có trình độ, cùng cơ chế thu hút và giữ chân nhân lực chất lượng cao sẽ quyết định hiệu quả chuyển đổi số trong ngành xây dựng.

Ở chuyên đề quan trắc tự động kết cấu cầu, các chuyên gia đặc biệt quan tâm đến bài toán theo dõi độ mỏi của kết cấu thép, bê tông. Với chuyên đề này, PGS. TS Nguyễn Lan - Giám đốc TT KHCN và Tư vấn đầu tư - ĐH Bách Khoa Đà Nẵng đã chia sẻ, giới thiệu xu hướng ứng dụng hệ thống quan trắc tự động nhằm theo dõi liên tục ứng suất, biến dạng, chuyển vị và tình trạng làm việc của kết cấu cầu trong quá trình khai thác.

PGS. TS Nguyễn Lan cũng đề xuất sự cần thiết xây dựng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật của Việt Nam đối với lĩnh vực quan trắc tự động, tạo cơ sở pháp lý để triển khai rộng rãi công nghệ trong quản lý tài sản hạ tầng giao thông, phục vụ bảo trì theo vòng đời công trình và nâng cao an toàn khai thác.

GS. TS Hoàng Phương Hoa, Khoa Xây dựng cầu đường, Trường Đại học Bách khoa (Đại học Đà Nẵng) cho rằng, nghiên cứu về độ mỏi của kết cấu hạ tầng giao thông sẽ là hướng phát triển giàu tiềm năng trong tương lai, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý tài sản hạ tầng theo vòng đời và bảo đảm an toàn khai thác công trình.