Trịnh Hải
14-7-2022
Mùa bão ở Việt Nam thường bắt đầu từ tháng 6 và kết thúc vào khoảng giữa tháng 12. Từ giờ đến cuối năm, dự báo khu vực Biển Đông sẽ có khoảng 10 cho đến 12 cơn bão và trong đó sẽ có từ 4 cho đến 6 cơn ảnh hưởng trực tiếp đến Việt Nam. Ngoài việc lũ lụt, người dân trong nước sẽ phải chứng kiến nhiều cột điện đổ hàng loạt, giống như những gì đã xảy từ vài năm nay.
Mấy hôm trước, sau khi đọc tin nhiều cột điện bên Việt Nam nằm sõng soài trên mặt đất sau cơn bão nhẹ, một người bạn tôi đùa rằng, “đâu phải cứ chôn mấy cột điện xuống đất là chúng không đi đâu được!” Một người bạn tốt nghiệp kỹ sư Đại học Bách Khoa Sài Gòn vài năm sau khi cộng sản chiếm miền nam thì lắc đầu ngao ngán nói rằng, “với lối dạy kỹ sư kiểu Việt Cộng thì chờ cho bão cột điện mới ngã thì đó mới là chuyện lạ”.
Anh bạn kỹ sư đó rời Việt Nam chỉ độ vài năm sau khi tốt nghiệp và khi qua Mỹ cũng đã nhanh chóng gầy dựng lại được giấc mơ và sự nghiệp từ trước. Với gần bốn mươi năm tay nghề, anh giải thích như sau:
“Nguyên tắc tính toán sức chịu của cột điện là việc làm rất ư đơn giản. Mấy cột điện của Pháp để lại ở Việt Nam cả trăm năm nay chẳng có cái nào ngã hay đổ, dù rằng VIệt Nam đã trải qua bao nhiêu cơn phong ba bão táp mà cấp độ cao hơn nhiều so với cơn bão đã khiến hàng trăm cột điện ‘dự ứng lực’ của Việt Cộng ngã rạp.
Đặc điểm của bê tông là nó chịu lực ép hay nén rất cao nhưng lại rất yếu nếu lực tác động theo bất cứ chiều hướng khác. Cũng giống y hệt như mấy cục phấn, nếu chúng ta để ba hoặc bốn cục phấn thẳng đứng trên mặt bàn rồi đặt một tấm gỗ lên đỉnh mấy cục phấn đó và cẩn thận chất lên trên tấm gỗ những quả cân 1 kg, 2 kg, 5 kg… chúng ta sẽ thấy mấy cục phấn đó có thể chịu được cả chục ký trước khi sụm xuống. Thế nhưng một đứa bé cũng có thể bẻ gãy mấy cục phấn một cách dễ dàng.
Cột điện rỗng ruột nếu thiết kế đúng sẽ có một vài lợi thế so cột điện kiểu cũ. Việc tiếp kiệm bê tông không phải là mục đích chính vì bê tông rẻ như bèo. Cái chính là nó nhẹ hơn cột điện cổ điển nên sẽ giúp việc vận chuyển và lắp đặt dễ dàng hơn. Cột điện rỗng ruột nếu dùng làm cột đèn đường cũng có cái hay về mặt thẩm mỹ vì dây điện có thể được lồng ở trong ruột chứ không giăng mắc đầy trời như ở Việt Nam.
Hình 1: Cột đèn đường có dây điện lồng trong ruột. Ảnh trên mạng Cách chế tạo cột điện rỗng ruột là người ta đổ bê tông mới trộn vào khuôn hình trụ (màu xanh trong hình 2) rồi sau đó khuôn được xoay trên dàn bánh xe (màu vàng trong hình 2) để dồn bê tông vào thành khuôn trong lúc bê tông từ từ đông kết lại. Tên gọi thông thường cho loại cột bê tông này là ‘cột bê tông (đúc) lăn’ (spun concrete pole).
Hình 2: Dàn máy đúc cột điện bê tông rỗng ruột. Nguồn: utilitystructures.comMột số nhà sản xuất phóng đại, gọi đó là ‘cột bê tông (đúc) ly tâm’. Hiển nhiên với khối lượng khổng lồ của khuôn đúc cùng lượng bê tông lớn bên trong, người ta khó có thể cho khuôn quay với tốc độ đủ nhanh để tạo ra lực ly tâm khiến bê tông bị ép ra thành khuôn. Đấy là chưa kể khi quay nhanh như vậy, đá trộn trong bê tông có thể sẽ di chuyển hay dàn xếp không đồng đều trong cột khi hoàn tất”.
Bê tông “dự ứng lực” là sao?
Hãy quan sát hình vẽ sau đây để chúng ta có chút khái niệm về “dự ứng lực” (hay pre-stressed).
Trong hình 3, khối cao su bình thường sẽ chịu lực kéo kém hơn so với cùng khối cao su được đúc có nhiều lò xo được căng sẵn trong ruột.
Hình 3: Phương pháp tạo “dự ứng lực”.Như đã nói phần trên, bê tông chịu nén rất tốt nhưng nếu đặt bê tông vào thế bị “kéo” thì nó sẽ vỡ rất dễ dàng. Thông thường, cốt sắt được sử dụng để bù đắp vào điểm yếu của bê tông. Phương pháp mới để tăng khả năng chịu lực kéo của bê tông là trong quá trình đúc, họ căng những sợi dây cáp thép trong lòng bê tông, giống như căng mấy cái lò xo trong khối cao su để tăng hay “ứng” ra độ “nén trước” của thành phẩm bê tông.
Tại sao cột điện lại có lực kéo?
Khi một lực nào đó tác động lên một cái cột mà lực đó không cùng hướng và trùng với đường tâm trục thì một bên cột sẽ chịu lực nén và bên kia chịu lực kéo. Hình 4A và 4B dưới đây cho thấy cột điện giống như một cái cần câu. Khi cá cắn câu, cần câu sẽ oằn về một phía và “phản ứng lực” hay nội lực trong cần câu sẽ là một bên chịu lực nén và một bên chịu lực kéo. Càng gần tay cầm, lực kéo và nén càng cao. Với cần câu thì vật liệu chế ra nó chịu được hai lực tương đương nhau, nhưng với cột bê tông thì cột đó sẽ gãy ở bên bị kéo khi lực tác động lên đủ cao.
Hình 4A: Dưới sự lực tác động của lực, cột bị oằn và kích thước cột thay đổi do một bên bị kéo căng dài ra và một bên bị nén ngắn lại.
Hình 4B: Phản ứng lực trong cột điện tại hai vị trí khác nhau.Các sản phẩm bê tông có nhiều sợi dây cáp bằng thép căng như dây đàn trong ruột được gọi là “dự ứng lực” vì nó được “ứng trước” một số lực nén trong ruột và chữ “dự” ở đây có nghĩa là “dự bị”. Khi bị kéo, trước tiên lực kéo đó phải vượt qua lực nén được ứng trước, tức nó sẽ giúp cho sản phẩm bê tông có sức chịu lực kéo cao hơn và kết quả là sản phẩm sẽ nhẹ hơn bê tông cốt sắt truyền thống khi chịu cùng lực tác động. Nếu chỉ dùng cốt sắt, bê tông sẽ bị nứt khi kéo mạnh vì cốt sắt sẽ bị dãn ra như dây cao su.
Hãy nhìn cột điện “dự ứng lực” ở Việt Nam bị gãy nằm trên mặt đất trong hình 5. Rõ ràng cột điện có khoảng 8 lỗ nhỏ, được cho là dây cáp đã bị tụt sâu vào sau khi bị đứt. Với số lượng dây cáp quá ít và kích thước của chúng quá nhỏ, cảm giác cho ta thấy nó khó có thể giúp cho cột điện chịu được lực tác động cao. Bên cạnh đó, ta thấy phần rỗng ruột cột điện bê tông không phải là một lỗ tròn. Lý do là họ xài bê tông rẻ tiền, chậm kết đông, nên bê tông bị đọng về một phía.
Hình 5: Một cột điện “dự ứng lực” bị gãy đổ ở Việt Nam với những lỗ nhỏ được cho là dây cáp tụt sâu vào bên trong sau khi đứt.Giả sử nhà thầu là những người làm ăn lương thiện thì lý do duy nhất là họ không hiểu một chút gì về kỹ thuật cũng như khả năng tính toán. Thấy người ta căng dây cáp thì mình cũng căng dây cáp mà hoàn toàn không biết cột điện cần bao nhiêu sợi và đường kính dây cáp là bao nhiêu để đối phó với những lực tác động như thế nào. Cái này người ta gọi là “khỉ thấy, khỉ bắt chước” (monkey see, monkey do). Điểm đáng lên án hơn nữa là trình độ và kiến thức của các chuyên viên trong Công ty Điện Lực Việt Nam (EVN) cũng không khá gì hơn nên mới đặt mua và lắp đặt mấy đồ hàng mã này.
Hãy nhìn hình 6A và 6B sau đây để thấy thế giới họ đúc cột điện bê tông dự ứng lực như thế nào:
Hình 6A: Cột điện dự ứng lực đường kính nhỏ nhưng có tới chục sợi dây cáp to.
Hình 6B: Cột điện dự ứng lực đường kính lớn hơn với 14 sợi dây cáp toCòn vấn đề kiểm soát chất lượng sản phẩm ra sao?
Có vẻ như ở Việt Nam phần này thường được bỏ qua vì bị lấn át bởi thủ tục phong bì. Đúng ra Sở Điện Lực phải đến tận nhà thầu sản xuất để quan sát, cũng như thu thập các dữ liệu cần thiết lúc họ kiểm tra chất lượng sản phẩm trước khi ký giấy mua hàng. Hãy xem vài bức ảnh về kiểm tra chất lượng sản phẩm của nhà chế tạo cột điện bê tông USI ở Canada [*].
Hình 7A: Kiểm tra cột điện bê tông khi chịu lực tác động kéo ở một đầu
Hình 7B: Kiểm tra cột điện bê tông khi chịu lực tác động kéo và xoắn ở một đầuÔng bạn kỹ sư này cũng kể lại, mấy năm cuối học ở Việt Nam với đám “giáo sư” ngoài bắc vào, rằng họ không hề có một chút kiến thức gì về tính toán. Vào lớp dạy học mà thầy đọc bài từ trong sách ra, sinh viên ngồi dưới chép lại từng chữ và khi thi thì phải học thuộc lòng như thời tiểu học. Chỉ thiếu phần phải lên đứng cạnh bàn thầy hay cô giáo trả bài thôi.
Những kỹ sư tốt nghiệp ở Việt Nam dù có khả năng sáng tạo hay thiết kế nhưng không có kiến thức về tính toán thì cũng chẳng thể làm được khá hơn những gì thế giới đã và đang làm. Điều quan trọng nhất trong cuộc đời sinh viên bên Việt Nam là phải tranh đấu vào đoàn, vào đảng để khi ra trường sẽ có cơ hội leo lên đầu, lên cổ người khác. Với kiểu đào tạo này thì Việt Nam suốt đời chỉ biết đi cóp nhặt những gì thế giới đã làm chứ khó có thể vượt lên trên các nước khác được.
_______
Tham khảo:
[*] Utility Structures Inc. (USI) https://www.utilitystructures.com/concrete-poles/technical-information.html
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét
Lưu ý: Chỉ thành viên của blog này mới được đăng nhận xét.