Cây cầu dành cho người đi bộ lớn nhất thế giới được xây dựng bằng công nghệ in 3D, làm hoàn toàn từ bê tông đã được hoàn thành ở Trung tâm Sáng tạo Công nghiệp Quận Bảo Sơn, Thành phố Thượng Hải, Trung Quốc.

Thông tin dự án:

• Nhóm thiết kế: Trung tâm Liên kết Nghiên cứu Kiến trúc số Zoina Land (JCDA)
• Thành viên tham gia: Từ Vĩ Quốc (Xu Weiguo), Tôn Trần Vĩ (Sun chenwei), Vương Trí (Wang Zhi), Cao Uyên (Gao Yuan), Trương Trí Linh (Zhang Zhiling), Thiệu Trường Chuyên (Shao Changzhuan).
• Trưởng nhóm: Giáo sư Từ Vĩ Quốc, Trường Kiến trúc, Đại học Thanh Hoa
• Đối tác: Công ty Quản lý Đầu tư vịnh Trí tuệ Thượng Hải
• Địa điểm: Công viên công nghiệp vịnh Trí tuệ, Quận Bảo Sơn, Thượng Hải, Trung Quốc
• Ngày hoàn thành: 12/01/2019
• Ảnh: JCDA

Dự án được thiết kế và chế tạo bởi một nhóm nghiên cứu do giáo sư Từ Vĩ Quốc (Xu Weiguo), Trường Kiến trúc, Đại học Thanh Hoa làm trưởng nhóm, Trung tâm Liên kết Nghiên cứu Kiến trúc số Zoina Land (JCDA) cùng với Công ty Quản lý Đầu tư vịnh Trí tuệ Thượng Hải. Cây cầu in 3D có chiều dài 26,3m, rộng 3.6m. Trong quá trình phát triển cấu trúc của cây cầu này, nhóm thiết kế dã tham khảo kết cấu từ cây cầu An Tế cổ đại – cây cầu vòm bằng đá cổ xưa nhất thế giới ở Triệu huyện (Triệu Châu), Thành phố Thạch Gia Trang, Tỉnh Hà Bắc, Trung Quốc.

Trước khi nhóm nghiên cứu in cây cầu với kích thước thật như trong thiết kế, họ đã làm mô hình vật lý tỷ lệ 1:4 để thử nghiệm các lỗi cấu trúc nếu có. Điều này giúp chứng minh sức chịu tải của cây cầu có thể đáp ứng các yêu cầu tải trực tiếp tối đa của người đi bộ đang đứng trên cầu. Việc chế tạo cây cầu gồm có một hệ thống in 3D do đội ngũ của giáo sư Từ Vĩ Quốc phát triển. Hệ thống tích hợp các công nghệ như thiết kế kiến trúc kỹ thuật số, thế hệ tạo đường dẫn in, hệ thống kiểm soát vận hành và các công cụ in hiện đại. Các thành phần bê tông của cây cầu này đã được in toàn bộ bằng hai hệ thống cánh tay robot in 3D trong suốt 450 giờ.

Cây cầu là biểu trưng cho sự hiệu quả cao trong in ấn, độ chính xác đúc cao và sự kiên trì cao khi tiến hành một công việc dài hơi. Có ba điểm đổi mới chính của hệ thống chiếm vị trí hàng đầu trong lĩnh vực mang tính quốc tế này: Đầu tiên là công cụ in của cánh tay robot, giúp tránh quá trình ép đùn và sụp đổ trong quá trình xếp chồng các lớp vật liệu. Đối với việc tạo đường dẫn và hệ điều hành, quy trình tích hợp thiết kế kiểu dáng, bơm vật liệu, chuyển động cánh tay robot cùng với các hệ thống khác hoạt động đồng thời. Điểm thứ ba là công thức vật liệu in độc đáo, có hiệu suất hợp lý và lưu biến, dòng nguyên liệu ổn định.

Thiết kế của cây cầu đi bộ được lấy ý tưởng từ mô hình khối rắn ba chiều. Tay vị cầu có hình dáng như những dải băng chảy trên vòm, tạo thành kiểu dáng nhẹ nhàng và thanh lịch nằm trên Vịnh Trí tuệ Thượng Hải. Mặt đường cầu tạo ra từ hình dáng san hô não và lấp đầy các khoảng trống bằng đá cuội trắng. Cây cầu được nhúng với hệ thống giám sát thời gian thực, bao gồm cả cảm biến ứng suất dây rung và hệ thống giám sát biến dạng có độ chính xác cao, có thể thu thập dữ liệu lực và biến dạng của cây cầu trong thời gian thực. Chúng sẽ có tác dụng thực tế trong việc theo dõi hiệu suất loại vật liệu bê tông mới và các tính chất cơ học kết cấu của các thành phần tạo nên vật liệu in.

Nguyễn Minh Hiếu lược dịch

Theo designboom