Báo cáo khoa học " PHỤC HỒI GÓC CHUYỂN HƯỚNG CÁC ĐOẠN HÀNH LANG HL-01 VÀ HL-04 TRONG TỬ CẤM THÀNH " potx

PHỤC HỒI GÓC CHUYỂN HƯỚNG CÁC ĐOẠN HÀNH LANG HL-01 VÀ HL-04 TRONG TỬ CẤM THÀNH KTS. NGUYỄN MINH KHÔI, TS. NGUYỄN TIẾN BÌNH Viện KHCN Xây dựng 1. Đặt vấn đề Hệ thống hành lang (HL) được đề cập trong bài báo là phần công trình kiến trúc nằm trong Tử Cấm thành - Đại nội Huế. Hệ thống này được tổ chức dưới dạng các tuyến nối dài, kết nối các công trình chính (Duyệt Thị đường, điện Càn Thành, điện Cần Chánh, Thái Bình lâu ) thành hệ thống công trình liên hoàn, đáp ứng yêu cầu giao thông giữa các công trình này trong sinh hoạt thường ngày của hoàng cung triều Nguyễn. Mặc dù hệ thống HL chỉ là công trình phụ trợ, có chức năng che nắng mưa cho các hoạt động hàng ngày tại hoàng cung, song do các công trình này được xây dựng phục vụ sinh hoạt của gia đình người lãnh đạo cao nhất quốc gia thời đó nên về mặt kiến trúc, dù các chi tiết bộ vì, mái, v.v… chưa đạt đến mức cầu kỳ và tinh xảo nhưng vẫn có những nét tinh tế, uyển chuyển tiêu biểu cho kiến trúc cổ Huế. Trải qua bao biến động thăng trầm của lịch sử, sự tàn phá của thiên tai và chiến tranh, hệ thống hành lang Tử Cấm thành đã trở thành phế tích. Trong Dự án bảo tồn hệ thống nền móng cung điện và phục hồi hệ thống hành lang Tử Cấm thành, đoạn hành lang HL-01 và HL-04, là đoạn hành lang nối từ công trình Duyệt Thị đường sang Cung Diên Thọ (hình 1), được ưu tiên thực hiện đầu tiên để đưa vào khai thác và phục vụ Festival Huế 2006. Bài báo này trình bày giải pháp thiết kế phục hồi cấu tạo góc chuyển hướng của 2 đoạn hành lang HL-01 và HL-04 trên cơ sở kết hợp giữa dấu tích các cấu kiện của đoạn hành lang còn lại trên tường, nền và phân tích lý thuyết, có tham khảo thêm ảnh chụp hiện trạng và ý kiến đóng góp của các nghệ nhân mộc bậc cao. Hình1 . Sơ đồ vị trí đoạn hành lang HL-01 và HL-04 1.Điện Cần Chánh; 2. Điện Càn thành; 3 Duyệt Thị đường; 4. Gia Tường dôn; 5. Thiệu Phương Viên 2.Hiện trạng góc chuyển hướng đoạn HL-01 và HL-04 Một trong những căn cứ thiết kế phục hồi cho các đoạn hành lang là dấu tích hiện trạng trên mặt bằng như hệ thống chân tảng bằng đá, các dấu tích để lại của các đầu kèo, đầu trến trên các tường mà những cấu kiện này được gác lên trên, hay các dầm, cột bằng bê tông được làm từ thời vua Khải Định (đoạn chuyển hướng sang công trình Nhật Thành lâu) …Thông qua việc giải mã các dấu tích đó, kết hợp với quá trình nghiên cứu tư liệu ảnh và nghiên cứu đối chứng ở các công trình có chức năng tương tự trong di tích Huế (ở các lăng, tẩm,…) mà hệ thống hành lang với hình dáng kiến trúc ban đầu đã được phục dựng trong hồ sơ thiết kế. Tuy nhiên, mặc dù đã đầu tư nhiều thời gian và sức lực nhưng do tính đặc thù của công tác tu bổ, phục hồi di tích, các nhà thiết kế cũng khó có thể dự tính hết được những vấn đề kỹ thuật sẽ gặp phải trong quá trình thực hiện. Đối với đoạn hành lang HL-01 và HL-04, cấu tạo của đoạn chuyển hướng chữ L là một vấn đề kỹ thuật mà hồ sơ thiết kế chưa được đề cập chi tiết. 2.1 Hiện trạng trên mặt bằng Đoạn hành lang HL-01 (dài 92m) nối từ chái Đông phía bắc điện Càn Thành đi sang Duyệt Thị đường. Hành lang HL-04 (dài 171m) nối từ chái Tây phía bắc điện Càn Thành đi sang cửa Gia Tường (Gia Tường môn). Hai hành lang này có dạng hình chữ L, đều thuộc loại “duyên tường tẩu lang” (một bên có tường bao che và một bên có lan can, đối với HL-04 thì một cạnh tường bao che là một đoạn của Tử Cấm thành) và gần như đối xứng nhau qua Điện Càn thành (hình 1). Tại các góc chuyển hướng của hai tuyến hành lang này (hình 2 và hình 3), các nghiên cứu dấu tích hiện trạng cho thấy: để mở rộng không gian và điểm nhìn tối đa, người xưa đã sử dụng kết hợp hai phương pháp: thứ nhất, bo tròn đoạn lan can góc tạo độ mềm cho hướng đi trên tuyến hành lang; thứ hai và quan trọng nhất, sử dụng cột trốn đỡ bộ vì kèo tại góc tuyến để vượt nhịp, tạo ra độ mở tại góc chuyển hướng (hiện trạng không có dấu tích chân tảng tại vị trí góc vuông chuyển hướng của phần hành lang phía lan can), (hình 4 và hình 5). Hình 2. Góc chuyển hướng hành lang HL-01 Hình 3. Góc chuyển hướng hành lang HL-04 Hình 4. Hiện trạng góc chuyển hướng HL-01 Hình 5. Hiện trạng góc chuyển hướng HL-04 2.2 Các dấu tích để lại trên tường Về mặt kết cấu, toàn bộ tải trọng mái và tải trọng bộ vì của 2 nửa mái ở góc chuyển hướng sẽ tập trung vào thanh trến vượt tuyến. Thanh trến này có nhiệm vụ đỡ 2 đầu trến và 1 cột trốn tại nút chuyển hướng phía lan can; ngàm vào cột trốn này lại có 3 đầu kèo của các bộ vì quyết và áp quyết (ở cả 2 nhánh chữ L của hành lang). Như vậy, tải trọng tập trung tại nút chuyển hướng này rất lớn, trong khi kết cấu gỗ có tính từ biến cao và kết cấu mái lợp không có liên kết toàn khối nên việc đảm bảo khả năng chịu lực cho toàn bộ hệ khung gỗ tại vị trí góc chuyển hướng là một nhiệm vụ kỹ thuật quan trọng trong tiến trình phục hồi lại đoạn hành lang HL-01 và HL-04. Kết quả khảo sát dấu vết hiện trạng của các đầu kèo, đầu trến tại các vị trí kết cấu được ngàm vào tường phục vụ cho công tác thiết kế phục hồi lại bộ khung gỗ tại góc chuyển hướng của 2 đoạn hành lang này cho số liệu như sau: a. Đối với hành lang HL-01: - Cao độ đáy các lỗ trến của tất cả các gian phần lớn đều nằm ở cốt +2,5m đến +2,53m so với mặt chân táng (được giả định là cốt  0,0). Kích thước các lỗ trến dao động không nhiều, và giá trị trung bình được xác định là 10x23cm. Độ sâu đầu trến ngàm vào tường từ 20  22cm. - Tại vị trí chuyển hướng, ở điểm giao trục B và trục 20, dấu tích hiện trạng trến (xà hạ) chuyển hướng trên mặt tường xác định được ở cốt +2,3m (thấp hơn 20 cm). Lỗ trến có kích thước 10x29cm, với độ sâu ngàm vào tường là 22cm (xem các hình 6, 7); Hình 6. Dấu tích trến tại vị trí áp quyết đoạn HL-01 Hình 7. Dấu tích hiện trạng trến và kèo tại vị trí chuyển hướng HL-01 b. Đối với hành lang HL-04: - Cao độ đáy các lỗ trến ở tất cả các gian đều xác định nằm ở cốt 2,5m so với mặt chân táng (cốt  0,0 giả định), nhưng kích thước các lỗ trến để lại trên tường lớn hơn kích thước các lỗ trến của đoạn hành lang HL-01. Kích thước lỗ trến trung bình đo được từ 10x28cm, với độ ngàm sâu vào trong tường dao động từ 20  22cm. Riêng đoạn tường ngăn với Tử Cấm thành không có dấu vết lỗ trến. - Tại vị trí chuyển hướng, ở điểm giao trục 37 và trục M, dấu tích hiện trạng của lỗ trến được xác định ở cốt đáy +2,3m, với kích thước đầu ngàm vào tường 26x29cm và độ sâu 35cm. Kết quả khảo sát hiện trạng cho thấy, tại vị trí chuyển hướng, tất cả các trến (xà hạ vượt tuyến) đều được đặt ở cao độ thấp hơn cao độ của các trến khác khoảng 20cm so với mặt chân tảng. Như vậy, có thể thấy rằng, để tạo không gian mở cho đoạn chuyển hướng của các hành lang chữ L, người xưa đã bố trí các trến lớn vượt tuyến (tiết diện của trến vượt tuyến lớn hơn tiết diện của các trến ở các gian khác) để không bố trí cột ở vị trí chuyển hướng (phía lan can). Từ kết quả khảo sát hiện trạng các đoạn hành lang hiện còn (hành lang cung Diên Thọ, hành lang nối HL-01 với Thái Bình lâu, v.v…) và số liệu nghiên cứu đối sánh về tỷ lệ kích thước cấu kiện so với kích thước lòng gian [1, 2], đã xác định được kích thước tiết diện bộ vì điển hình hành lang HL-01 và HL-04 (hình 8, 9). Đây chính là kích thước cơ bản, là căn cứ nền tảng để xác định cấu trúc góc chuyển hướng của mỗi đoạn hành lang. 3. Giải pháp phục hồi đoạn chuyển hướng 3.1. Định hướng cấu tạo Từ kích thước bộ vì điển hình đã xác lập và dấu tích hiện trạng của các cấu kiện, sơ bộ có thể đưa ra đặc điểm cấu tạo bộ vì tại góc chuyển hướng như sau: - Cấu kiện lớn nhất (tạm gọi là trến chuyển hướng), trên đó đặt cột trốn gác 3 vì kèo góc để tạo không gian mở cho góc chuyển hướng, có chiều dài lớn hơn tổng chiều rộng lòng gian (phía trục được ký hiệu bằng chữ cái, là cạnh ngắn của hành lang, gọi tắt là trục chữ) và chiều dài một bước gian (phía trục được đánh dấu ký hiệu bằng số, gọi tắt là trục số). Cấu kiện này có chức năng của trến trong khoảng lòng gian trục chữ; có chức năng của xà hạ, khi vượt sang không gian của trục số. Cao độ mặt trên của cấu kiện này thấp hơn cao độ mặt trên của các trến khác trong khoảng không gian trục chữ 17cm. - Gác trên trến chuyển hướng, trước tiên là 1 xà hạ phía lan can trong không gian trục chữ và 2 trến trong không gian trục số, gồm 1 trến góc và 1 trến thẳng. ở phía trên và chính giữa trến chuyển hướng (tại vị trí góc giao của tim hàng cột trục số và hàng cột trục chữ phía lan can) là 1 cột trốn. Đặt trên cột trốn này là 3 vì kèo (1 kèo quyết, 2 kèo áp quyết) để nối cho hệ mái được liên tục. Ngoài ra, nối vào vì kèo này còn 01 thanh xà đầu cột trong khoảng không gian trục chữ. - Về mặt hình thức, trến chuyển hướng phải được bố trí soi ống trang trí ở khoảng giữa thân trến để tương đồng với hình thức các trến khác trong khoảng không gian trục chữ. Ống chỉ này kéo dài suốt chiều dài trến, sang cả không gian trục số, tạo sự liên tục về mặt hình thức cho cấu kiện. Đối với các kèo gác vào cột trốn, kèo quyết phải được thiết kế để lộ đuôi kèo ra mặt ngoài để tạo hình thức kiến trúc tương đồng với các kèo khác trên toàn tuyến. Hình 8 . Chi tiết bộ vì điển hình của HL-01 Hình 9. Chi tiết bộ vì điển hình của HL-04 3.2. Giải pháp cấu tạo chi tiết Trong bản vẽ thiết kế phục hồi tuyến hành lang HL-01, trến chuyển hướng bắt đầu từ trục 18B đến trục 20B và vượt nhịp ở trục 19B. Trến này được cột 18B, cột 20B và cột gia cường 18’B nâng đỡ. Đối với hành lang HL-04, trến chuyển hướng được bắt đầu từ trục 35M đến trục 37M và vượt nhịp ở trục 36M. Các cột đỡ trến này gồm cột 35M, cột 37M và cột 35’M. Qua những phân tích về cấu tạo của bộ vì tại góc chuyển hướng (đề cập trong mục 2.1), một số vấn đề kỹ thuật nối mộng cho các kết cấu tại vị trí chuyển hướng cần được cân nhắc xử lý như sau: - Về kỹ thuật xử lý mộng cho các cấu kiện giao nhau với mặt trên trến chuyển hướng (các cấu kiện ở tầng dưới). Tại vị trí này có 01 xuyên trong khoảng không gian trục chữ; 01 trến góc; 01 trến thẳng trong khoảng không gian trục số (các cấu kiện này được đặt ở cao độ gần bằng nhau) và cột trốn đặt bên trên trến chuyển hướng. Vấn đề kỹ thuật ở đây là: thứ nhất, đối với 2 trến trong không gian trục chữ, có cùng cao độ với nhau, nếu vẫn giữ nguyên hình thức mộng của các trến này (mộng nằm ở chính giữa tâm trến và có chiều dày bằng khoảng 1/2 bề rộng trến) thì phải vát góc tại vị trí tiếp xúc giữa 2 trến, làm giảm yếu tiết diện của chúng dẫn tới không đảm bảo khả năng chịu lực của bộ khung; thứ 2, cao độ mặt trên của các trến này lớn hơn cao độ mặt trên của trến chuyển hướng nên việc làm sao để đặt được cột trốn lên trên 2 cấu kiện này, sao cho tải trọng của các kết cấu nằm trên cột trốn vẫn truyền được xuống trến chuyển hướng, đảm bảo sự bền vững của bộ khung tại vị trí này là vấn đề kỹ thuật cần quan tâm xử lý. - Về kỹ thuật xử lý mộng cho các cấu kiện giao nhau ở đỉnh cột trốn (các cấu kiện ở tầng trên). Tại vị trí này có 02 xà đầu cột ở không gian trục chữ, trục số và 3 kèo giao nhau, trong đó kèo quyết (kèo góc) được thiết kế để đuôi kèo nhô ra ngoài bộ vì để tạo hình thức trang trí tương đồng như các kèo khác trong toàn tuyến. ở đây, vấn đề kỹ thuật xử lý mộng cũng cần được quan tâm để tạo cho bộ vì tại góc chuyển hướng được chắc chắn; mộng dương của các kèo có đủ chiều dày và độ sâu cần thiết để kết cấu bộ khung được ổn định. Trên cơ sở phân tích lý thuyết và tính toán kết cấu (phần tính toán sẽ được trình bày trong bài báo khác), kết hợp với kinh nghiệm của các nghệ nhân mộc truyền thống, giải pháp cấu tạo cho bộ vì tại vị trí góc chuyển hướng đã được xác lập. Vì tính chất tương tự của 2 bộ khung hành lang HL-01 và HL- 04, nên phần tiếp theo của bài báo sẽ chỉ trình bày sơ đồ cấu tạo của riêng bộ khung góc chuyển hướng hành lang HL-01 (hình 10), sơ đồ lắp các cấu kiện ở tầng dưới (hình 11), sơ đồ lắp các cấu kiện ở tầng trên (hình 12) và góc chuyển hướng của hành lang HL-01 sau khi thi công. Hình 10 . Chi tiết bộ vì HL-01 góc chuyển hướng Hình 11 . Sơ đồ lắp các cấu kiện ở tầng dưới góc chuyển hướng, hành lang HL01 Hình 12 . Sơ đồ lắp các cấu kiện ở tầng trên góc chuyển hướng, HL-01 4. Kết luận - Cấu trúc đoạn chuyển hướng của hành lang HL01 và HL-04 cho thấy sự sáng tạo của ông cha ta khi xử lý các vấn đề kỹ thuật liên kết để tạo ra không gian mở cho các công trình kiến trúc gỗ. Đây chính là những yếu tố giúp tạo nên những nét đặc trưng riêng của công trình kiến trúc gỗ: vừa mềm mại, uyển chuyển và sinh động về trang trí, vừa đa dạng về hình thức kiến trúc; - Kết quả nghiên cứu phục dựng góc chuyển hướng của hai đoạn hành lang HL-01 và HL-04 cho thấy tầm quan trọng của việc giải mã các dữ liệu hiện trạng trong công tác tu bổ di tích. Ngoài ra, việc so sánh, đối chiếu hình thức kết cấu của công trình phục hồi với các công trình khác cùng thời kỳ, cùng chức năng để xác định các yếu tố tương đồng, kết hợp với tham khảo kinh nghiệm xử lý các vấn đề kỹ thuật của các nghệ nhân trong quá trình thực hiện công tác tu bổ, phục hồi di tích là một trong những yếu tố cơ bản, đảm bảo cho việc phục hồi, tu bổ cấu kiện thực hiện đúng kỹ thuật và theo đúng quy trình truyền thống; - Cùng với hệ khung tại góc chuyển hướng, cả tuyến hành lang HL-01 và bộ khung của tuyến hành lang HL-04 cũng đã được phục dựng, kịp thời đưa vào phục vụ các hoạt động diễn ra tại Festival Huế 2006. Việc phục hồi thành công 2 tuyến hành lang này đã góp phần tái tạo lại không gian kiến trúc trong khu vực Đại nội-Huế, đảm bảo phục vụ tốt hơn công tác khai thác di tích trong giai đoạn mới. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Dự án Tu bổ, phục hồi hệ thống hành lang &bảo tồn nền móng cung điện trong Tử Cấm Thành - Đại Nội Huế. 2. NGUYỄN HOÀNG TUẤN, TRẦN MINH ĐỨC. Tìm lại kích thước cấu kiện của một công trình đã mất- Khoa học công nghệ bảo tồn, trùng tu di tích kiến trúc, NXB Xây dựng, Hà Nội,2003. Hình 13 .Góc chuy ể n h ư ớ ng HL - 01 sau khi . hành lang Tử Cấm thành đã trở thành phế tích. Trong Dự án bảo tồn hệ thống nền móng cung điện và phục hồi hệ thống hành lang Tử Cấm thành, đoạn hành lang HL-01 và HL-04, là đoạn hành lang nối. PHỤC HỒI GÓC CHUYỂN HƯỚNG CÁC ĐOẠN HÀNH LANG HL-01 VÀ HL-04 TRONG TỬ CẤM THÀNH KTS. NGUYỄN MINH KHÔI, TS. NGUYỄN TIẾN BÌNH Viện KHCN Xây dựng 1. Đặt vấn đề Hệ thống hành lang (HL). tảng tại vị trí góc vuông chuyển hướng của phần hành lang phía lan can), (hình 4 và hình 5). Hình 2. Góc chuyển hướng hành lang HL-01 Hình 3. Góc chuyển hướng hành lang HL-04 Hình