Γιατί είναι δημοφιλείς στη Ζιμπάμπουε οι κατασκευασμένες από χάλυβα γέφυρες AASHTO;

Εστίαση στην ταχύτητα, την οικονομική προσιτότητα και τη συσχέτιση των αγροτικών περιοχών

1. εισαγωγή

Η Ζιμπάμπουε, ένα έθνος χωρίς λιμάνι στη νότια Αφρική, αντιμετωπίζει ένα κρίσιμο έλλειμμα υποδομών:Πάνω από το 60% του οδικού του δικτύου και το 40% των γεφυρών του χτίστηκαν κατά τη διάρκεια της αποικιακής εποχής (1920-1970s) και έχουν επιδεινωθεί λόγω περιορισμένης συντήρησης.Για μια χώρα όπου το 70% του πληθυσμού ζει σε αγροτικές περιοχές και όπου το 80% των εξαγωγών (καπνός, χρυσός, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυβα, χάλυΠλατινίου) εξαρτώνται από τις οδικές μεταφορές, οι λειτουργικές γέφυρες δεν είναι απλώς υποδομές, είναι σωσίβιες γραμμές.

Οι παραδοσιακές γέφυρες από τσιμέντο, που κάποτε ήταν ο κανόνας, αποδείχθηκαν ακατάλληλες για την πραγματικότητα της Ζιμπάμπουε: χρειάστηκαν 6-12 μήνες για να κατασκευαστούν (λειπόμενα στενά παράθυρα κατασκευής μετά την πλημμύρα),κόστος 30~50% υψηλότερο από τις προκατασκευασμένες εναλλακτικές λύσειςΟι κατασκευές των σιδηροδρομικών γεφυρών είναι ιδιαίτερα σημαντικές για τις αγροτικές περιοχές, καθώς απαιτούν εξειδικευμένο εργατικό δυναμικό και εξοπλισμό που είναι σπάνιοι στις αγροτικές περιοχές.και ταχύτατης συναρμολόγησης έχουν εμφανιστεί ως μια μετασχηματιστική λύσηΤο άρθρο αυτό εξηγεί γιατί αυτές οι γέφυρες έχουν γίνει η προτιμώμενη επιλογή της Ζιμπάμπουε, με βάση τον τεχνικό σχεδιασμό, τις τοπικές μελέτες περιπτώσεων και την ευθυγράμμιση με τα περιφερειακά πρότυπα φορτίου.

2Τι είναι οι προκατασκευασμένες γέφυρες από χάλυβα; Ορισμός, δομική σύνθεση και βασικά χαρακτηριστικά

2.1 Ορισμός

ΑΠροετοιμασμένη γέφυρα από χάλυβα(επίσης ονομάζεται ατσάλινη αρθρωτή γέφυρα) είναι μια δομή στην οποία τα βασικά στοιχεία ∆εκάδες, δοχεία, πάνελ και συνδέσεις κατασκευάζονται σε ελεγχόμενο εργοστασιακό περιβάλλον,Μετά μεταφέρονται στο εργοτάξιο για συναρμολόγηση.Αντίθετα με τις παραδοσιακές γέφυρες χάλυβα ή σκυροδέματος που συγκολλούνται στην εγκατάσταση, η προκατασκευή ελαχιστοποιεί την εργασία πεδίου, μειώνει την έκθεση στον σκληρό καιρό της Ζιμπάμπουε και εξασφαλίζει σταθερή ποιότητα.

Στη Ζιμπάμπουε, prefabricated steel bridges are typically designed for spans of 10–60 meters (ideal for crossing rural rivers like the Save or Limpopo tributaries) and loads of 10–40 tonnes (to handle agricultural trucks and light mining vehicles)Οι πιο συνηθισμένοι τύποι περιλαμβάνουν σχέδια που βασίζονται σε δοχεία (π.χ. γέφυρες Bailey) και ενότητες με δοχεία ράβδους (box-girder modules) που επιλέγονται για την απλότητά τους, την αντοχή τους, την ευκολία και την ευελιξία.και συμβατότητα με τις περιορισμένες μεταφορικές και κατασκευαστικές δυνατότητες της Ζιμπάμπουε.

2.2 Διαρθρωτική σύνθεση (προσαρμοσμένη στο περιβάλλον της Ζιμπάμπουε)

Οι προκατασκευασμένες ατσάλινες γέφυρες της Ζιμπάμπουε έχουν σχεδιαστεί για να αντέχουν σε τρεις βασικές προκλήσεις: πλημμύρες την περίοδο των βροχών, διάβρωση της αγροτικής σκόνης/άμμου και βαριά αλλά διαλείπουσα κυκλοφορία.Η σύνθεσή τους περιλαμβάνει τρία διασυνδεδεμένα συστήματα- Ναι.

Υπεργοδόμηση: Το φορτωτικό πλαίσιο

Η υπερδομή μεταφέρει φορτία κυκλοφορίας και είναι βελτιστοποιημένη για γρήγορη συναρμολόγηση:

Συγκροτήματα δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομικών δομών.Οι δομές αυτές χρησιμοποιούν δομικό χάλυβα υψηλής αντοχής (S275JR ή S355JR) με ελάχιστη αντοχή απόδοσης 275 MPa, επαρκή για τη γεωργική και ελαφριά μεταλλευτική κυκλοφορία της Ζιμπάμπουε.Κάθε πλακέτο δομής έχει μήκος 3 6 μέτρα και βάρος 150 300 kg, καθιστώντας το μεταφερόμενο με φορτηγά 10 τόνων (το πιο κοινό βαρύ όχημα στις αγροτικές περιοχές).

Πίνακες καταστρώματος: λεπτές πλάκες από χάλυβα (6-8 mm πάχους) ή πλακάκια από σύνθετο ξύλο (φθηνότερα και τοπικής προέλευσης) που αποτελούν την επιφάνεια οδήγησης.τα πλαίσια από χάλυβα καλύπτονται με χρώμα πλούσια σε ψευδάργυρο (δυναμικότητας 80 μm) για την αντίσταση στη διάβρωση από τη λάσπη και τα απόβλητα των πλημμυρών.

Πλευρικές σιδηροτροχιές: ελαφριές σιδηροτροχιές από χάλυβα (S235JR) συγκολλημένες σε σιδηροτροχιές για την ασφάλεια των πεζών, κρίσιμες σε αγροτικές περιοχές όπου οι γέφυρες χρησιμοποιούνται τόσο από οχήματα όσο και από ζώα.

Υποδομή: Θεμέλια ανθεκτικότητας στις πλημμύρες

Η υποδομή αγκυροβολεί τη γέφυρα στο έδαφος και είναι σχεδιασμένη να αντέχει στις εποχικές πλημμύρες:

Πυρήνες: Ατσάλινα γκαβιονάρια γεμάτα με σκυρόδεμα ή πέτρα (κλουβιά από σύρμα) που υποστηρίζουν την υπεργοδόμηση.Τα βάθρα γαβιονίου είναι δημοφιλή στη Ζιμπάμπουε επειδή είναι χαμηλού κόστους (χρησιμοποιώντας τοπική πέτρα) και ευέλικτα, μπορούν να μετακινηθούν ελαφρώς κατά τις πλημμύρες χωρίς να σπάσουν.Για τα μεγαλύτερα ποτάμια (π.χ. τον ποταμό Save), οι σιδερένιοι πυλώνες ενισχύονται με ατσάλινους πυλώνες με βάθος 5-8 μέτρα για να αποφευχθεί η απομάκρυνση.

Πύλες (για μεγάλες διαστάσεις): Πύλες από χάλυβα ή σκυρόδεμα διαχωρισμένες σε απόσταση 20-30 μέτρων για διαστάσεις άνω των 30 μέτρων.

Λεκάνια: Απλοί ελαστομερείς λεκάνια (καουτσούκ) που επιτρέπουν μικρή θερμική επέκταση και κίνηση κατά τη διάρκεια πλημμύρας.δεν απαιτούν συντήρηση· ιδανικό για αγροτικές περιοχές με περιορισμένη τεχνική εμπειρογνωμοσύνη.

Συστήματα σύνδεσης: Γρήγορη και χωρίς εργαλεία συναρμολόγηση

Το χαρακτηριστικό των προκατασκευασμένων γεφυρών από χάλυβα στη Ζιμπάμπουε είναι οι εύκολες στη χρήση συνδέσεις τους:

Συζύγια με μπουλόνια: Μπουλόνες υψηλής αντοχής (κατηγορία 8.8) με προτρυπές τρύπες στα πλαίσια των σιδηροτροχιών.Μια δεξιότητα που διδάσκεται σε 1-2 ημέρες..

Σύνδεση πινών: Χρησιμοποιείται στις γέφυρες Bailey, επιτρέπουν τη σύνδεση των πινών με ατσάλινες καρφίτσες (διάμετρος 25-30 mm) σε λίγα λεπτά.Όταν ο χρόνος είναι η ουσία.

2.3 Βασικά χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα για τη Ζιμπάμπουε

Οι προκατασκευασμένες γέφυρες από χάλυβα αντιμετωπίζουν τα πιο πιεστικά σημεία πόνου των υποδομών της Ζιμπάμπουε μέσω πέντε βασικών οφελών:

Ταχεία κατασκευή (Κριτική για την ανάκαμψη μετά την πλημμύρα): Οι πλημμύρες της βροχερής εποχής της Ζιμπάμπουε καταστρέφουν 20-30 αγροτικές γέφυρες ετησίως, αποκόπτοντας τις κοινότητες από τις αγορές και την υγειονομική περίθαλψη.Οι κατασκευασμένες γέφυρες μπορούν να συναρμολογηθούν σε 1-4 εβδομάδες (έναντι6-12 μήνες για το σκυρόδεμα), εξασφαλίζοντας την αποκατάσταση της πρόσβασης πριν από την εποχή της φύτευσης ή της συγκομιδής.Μια γέφυρα Bailey 20 μέτρων στην επαρχία Masvingo εγκαταστάθηκε σε 10 ημέρες το 2023 μετά από πλημμύρες που έπλυναν την αρχική γέφυρα από σκυρόδεμα, σώζοντας 500 μικροκαλλιεργητές από την απώλεια της καλλιέργειας καπνού τους..

Χαμηλό κόστος (Συμφωνία με τους δημοσιονομικούς περιορισμούς): Η κυβέρνηση της Ζιμπάμπουε διαθέτει μόνο το 3% του ΑΕΠ της για υποδομές (έναντι του αφρικανικού μέσου όρου του 5%).000 ανά μέτρο (έναντι- 25 000· 50 000 για το σκυρόδεμα), χάρη: 1) στη μαζική παραγωγή σε εργοστάσια, 2) στο τοπικό εργατικό δυναμικό (δεν απαιτούνται εξειδικευμένοι μηχανικοί), 3) στα ανακυκλώσιμα εξαρτήματα.Η Εθνική Υπηρεσία Οδών της Ζιμπάμπουε (ZINARA) αναφέρει ότι οι προκατασκευασμένες γέφυρες έχουν μειώσει τον ετήσιο προϋπολογισμό επισκευής γέφυρων κατά 35%.

Μετακίνηση (κατάλληλη για αγροτική εφοδιαστική): το 80% των αγροτικών δρόμων της Ζιμπάμπουε είναι ακατέργαστοι και μπορούν να φιλοξενήσουν μόνο οχήματα κάτω των 15 τόνων.Προπαρασκευασμένα κατασκευαστικά στοιχεία γέφυρας (μέγιστο 300 kg ανά πάνελ) που τοποθετούνται σε μικρά φορτηγά ή ακόμη και καροτσάκια που σέρνονται από βόδια σε απομακρυσμένες περιοχές όπως η Βόρεια MatabelelandΑντίθετα, οι δομές από σκυρόδεμα (5-10 τόνους η καθεμία) απαιτούν βαριά φορτηγά και γερανό που σπανίζουν στην αγροτική Ζιμπάμπουε.

Ανθεκτικότητα (ανθεκτικότητα σε σκληρές συνθήκες): Με κατάλληλες επενδύσεις ψευδαργύρου και βάσεις από γαβιονίου, οι προκατασκευασμένες ατσάλινες γέφυρες έχουν διάρκεια ζωής 20-30 ετών στο κλίμα της Ζιμπάμπουε.Μια γέφυρα Bailey που εγκαταστάθηκε το 1998 στην δυτική επαρχία Mashonaland μεταφέρει ακόμα 5 τόνους αγροτικών φορτηγών καθημερινά, απαιτώντας μόνο ετήσια σύσφιξη βρόγχων και επεξεργασία της μπογιάς.

Ευελιξία και επαναχρησιμοποίηση: Οι προκατασκευασμένες γέφυρες μπορούν να αποσυναρμολογηθούν και να μετακινηθούν σε νέες τοποθεσίες, ένα βασικό πλεονέκτημα στη Ζιμπάμπουε, όπου οι ανάγκες υποδομής μεταβάλλονται (π.χ.ένα ορυχείο που κλείνει ή ένα νέο αγροτικό οικισμό που σχηματίζεται)Το 2022, μια γέφυρα 30 μέτρων από ένα κλειστό ορυχείο χρυσού στην Kadoma μεταφέρθηκε σε ένα νέο σχολείο στη Murehwa, εξοικονομώντας 120.000 δολάρια σε νέα έξοδα κατασκευής.

3Τα πρότυπα φόρτωσης οχημάτων της AASHTO: Αντιστοίχιση με τις ανάγκες κυκλοφορίας της Ζιμπάμπουε

Το οδικό δίκτυο της Ζιμπάμπουε εξυπηρετεί δύο κυρίαρχους τύπους κυκλοφορίας: (1) ελαφρά γεωργικά οχήματα (2 ̇5 τόνους, π.χ. φορτηγά μικρού φορτίου που μεταφέρουν καπνό) και (2) βαριά οχήματα μεταλλείων (15 ̇30 τόνους, π.χ.βυτιοφόρα που μεταφέρουν πλατίνη από το Ζιμπλάτς)Για να εξασφαλιστεί ότι οι γέφυρες μπορούν να αντέξουν αυτά τα φορτία, Zimbabwe’s ZINARA adopted the American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) LRFD Bridge Design Specifications—specifically Chapter 3 on vehicle loads—as its national standard in 2015.

3.1 Βασικές διατάξεις της AASHTO για τη Ζιμπάμπουε

Η AASHTO LRFD ορίζει τις απαιτήσεις φορτίου που ευθυγραμμίζονται με τις ανάγκες μεταφορών της Ζιμπάμπουε:

HL-93 Συνδυασμός φορτίου (βάση για αγροτικούς δρόμους)

Το πρότυπο HL-93 είναι το θεμέλιο για τις περισσότερες προκατασκευασμένες γέφυρες της Ζιμπάμπουε.

Για τις προκατασκευασμένες γέφυρες από χάλυβα,Αυτό σημαίνει ότι τα πλαίσια σιδηροτροχιάς πρέπει να είναι σχεδιασμένα ώστε να αντέχουν σε στιγμές κάμψης 150·200 kN·m και σε δυνάμεις κοπής 80·100 kN· εύκολα εφικτές με χάλυβα S275JR (που έχει αντοχή κάμψης 250 MPa).

Ένα φορτηγό σχεδιασμού 320 kN (72.000 lb) (ισοδύναμο με τα κοινά αγροτικά φορτηγά 5 τόνων της Ζιμπάμπουε).

Ένα φορτίο λωρίδας 9,3 kN/m2 (194 lb/ft2) (για να ληφθούν υπόψη πολλά οχήματα στη γέφυρα).

Ειδικές διατάξεις για το φορτίο των ορυχείων

Για τις γέφυρες κοντά σε περιοχές εξόρυξης (π.χ. το Great Dyke, όπου βρίσκονται τα ορυχεία πλατίνης της Ζιμπάμπουε), η ZINARA χρησιμοποιεί τις διατάξεις του AASHTO (Specialized Hauling Vehicle) (SHV).Αυτά επιτρέπουν εξατομικευμένα μοντέλα φορτίου για φορτηγά εξορυκτικών 15-30 τόνων, συμπεριλαμβανομένων:

Οι προκατασκευασμένες γέφυρες στις περιοχές εξόρυξης χρησιμοποιούν παχύτερα μέλη δομικού δομικού δομικού δομικού (12 ∆14 mm έναντι 8 ∆10 mm για αγροτικούς δρόμους) και πρόσθετες διασταυρώσεις για να πληρούν αυτά τα πρότυπα.μια γέφυρα που εγκαταστάθηκε το 2021 κοντά στο Zvishavane (κέντρο εξόρυξης πλατινίου) χρησιμοποιεί ατσάλινα δοχεία S355JR και μπορεί να μεταφέρει με ασφάλεια φορτηγά βυθόφορων 25 τόνων ̇ κρίσιμη για τη μεταφορά μεταλλεύματος στο λιμάνι του Bulawayo.

Δυναμικό επιτρεπόμενο φορτίο (DLA) 20% (για να ληφθούν υπόψη οι δονήσεις από βαριά φορτηγά σε μη ασφαλτοστρωμένες προσεγγίσεις).

Αυξημένοι συντελεστές φορτίου (γ_L = 1,8 έναντι 1,75 για το HL-93) για να εξασφαλιστεί το περιθώριο ασφάλειας.

Φορτία πεζών και ζώων

Στην αγροτική Ζιμπάμπουε, οι γέφυρες χρησιμοποιούνται συχνά από πεζούς, βοοειδή και κατσίκες.Οι πίνακες του καταστρώματος είναι σχεδιασμένοι για να αντέχουν κατανεμημένα φορτία που υπερβαίνουν κατά πολύ αυτό το όριο.Επιπλέον, το ZINARA προσθέτει ένα φορτίο 2 kN/m2 για τα ζώα, μια τοπική προσαρμογή του AASHTO για να αντικατοπτρίζει τη γεωργική οικονομία της Ζιμπάμπουε.

3.2 Γιατί AASHTO (όχι Ευρωκώδικες ή Τοπικά Πρότυπα);

Η επιλογή της Ζιμπάμπουε για την AASHTO προέρχεται από τρεις πρακτικούς παράγοντες:

Προσαρμογή με την μεταλλευτική κυκλοφορία: Οι διατάξεις SHV της AASHTO είναι πιο κατάλληλες για τα βαριά φορτηγά μεταλλευτικών οχημάτων της Ζιμπάμπουε από τους Ευρωκώδικες (οι οποίοι επικεντρώνονται σε μικρότερα ευρωπαϊκά οχήματα, μέγιστης χωρητικότητας 40 τόνων).

Πρόσβαση στους πόρους σχεδιασμού: Τα εγχειρίδια και το λογισμικό της AASHTO είναι ευρέως διαθέσιμα μέσω περιφερειακών εταιρικών σχέσεων (π.χ. με εταιρείες μηχανικής της Νότιας Αφρικής),ότι οι ευρωκώδικες απαιτούν δαπανηρή άδεια.

Γνωριμότητα μεταξύ των τοπικών μηχανικών: Οι περισσότεροι πολιτικοί μηχανικοί της Ζιμπάμπουε λαμβάνουν κατάρτιση στα πρότυπα AASHTO μέσω περιφερειακών πανεπιστημίων (π.χ. το Πανεπιστήμιο της Πρετόριας),μείωση της καμπύλης μάθησης για το σχεδιασμό γέφυρας.

4Μελέτες περιπτώσεων: Προσυσκευασμένες ατσάλινες γέφυρες στη Ζιμπάμπουε

Τα έργα των κατασκευασμένων ατσάλινων γεφυρών της Ζιμπάμπουε καλύπτουν αγροτικές κοινότητες, μεταλλευτικές ζώνες και τοποθεσίες ανάκαμψης μετά την καταστροφή.

4.1 Κράτησε τη Γεωργική Γέφυρα του Ποταμού (Περιφέρεια Masvingo, 2023)

Προηγούμενο έργο: Η αρχική σκυροδεμένη γέφυρα πάνω από τον ποταμό Save (ένας σημαντικός παραπόταμος του Λιμπόπο) καταστράφηκε από τις πλημμύρες της περιόδου των βροχών του 2022, αποκόπτοντας 1,200 μικροκαλλιεργητές στην περιφέρεια Chiredzi από τις αγορές καπνού του MasvingoΟι αγρότες αντιμετώπιζαν την απώλεια ολόκληρης της σοδειάς τους το 2023 (που εκτιμάται σε 1,2 εκατομμύρια δολάρια) εάν δεν κατασκευαζόταν μια αντικαταστατική γέφυρα μέχρι την εποχή της φύτευσης (Οκτώβριος).

Προπαρασκευασμένη λύση: Μια γέφυρα Bailey μήκους 30 μέτρων (μοντέλο Mabey Compact 200) με ατσάλινα δοχεία S275JR και ατσάλινα πάνελ καταστρώματος.μεταφέρονται στο Chiredzi με φορτηγά 10 τόνων, και συναρμολογήθηκε από μια τοπική ομάδα 8 εργαζομένων (που εκπαιδεύτηκαν σε 2 ημέρες από έναν τεχνικό της Νότιας Αφρικής).

Βασικά αποτελέσματα:

Χρόνος κατασκευής: 14 ημέρες (έναντι 6 μηνών για το σκυρόδεμα).

Κόστος: 450.000 δολάρια (33% λιγότερο από μια γέφυρα από σκυρόδεμα).

Επιπτώσεις: Οι αγρότες παρέδωσαν το 90% της καλλιέργειας καπνού τους εγκαίρως, δημιουργώντας έσοδα 1 εκατ. δολαρίων. Η γέφυρα αποκατέστησε επίσης την πρόσβαση σε μια αγροτική κλινική, μειώνοντας τον χρόνο μεταφοράς της μητρικής θνησιμότητας κατά 50%.

4.2 Γέφυρα εξόρυξης Zvishavane (Περιφέρεια Midlands, 2021)

Προηγούμενο έργο: Η Zimplats, η μεγαλύτερη μεταλλευτική εταιρεία πλατίνης της Ζιμπάμπουε, χρειαζόταν μια γέφυρα για να συνδέσει το ορυχείο Ngezi με τον αυτοκινητόδρομο Bulawayo-Harare.Η διαδρομή απαιτούσε να διασχίσουν έναν ξηρό ποταμό ύψους 25 μέτρων (συνήθιστο σε αιφνίδια πλημμύρες) και να μεταφέρουν φορτηγά μεταλλεύματος 25 τόνων.

Προπαρασκευασμένο διάλυμα:Μια 25 μέτρων προκατασκευασμένη γέφυρα με δοκάρια (σχεδιασμένη σύμφωνα με τα πρότυπα AASHTO SHV) με δοκάρια από χάλυβα S355JR και πάνελ οπλισμένου σκυροδέματος (για αυξημένη αντοχή υπό την κυκλοφορία στα ορυχεία)Τα εξαρτήματα κατασκευάστηκαν στο Χαράρε (η τοπική παραγωγή μείωσε το κόστος μεταφοράς κατά 20%) και συναρμολογήθηκαν χρησιμοποιώντας ένα μικρό κινητό γερανό (που ενοικιάστηκε από το Bulawayo).

Βασικά αποτελέσματα:

Χρόνος κατασκευής: 3 εβδομάδες (ελάχιστη διαταραχή των δραστηριοτήτων εξόρυξης).

Δυνατότητα φόρτωσης: 30 τόνοι (υπερβαίνει την απαίτηση των Zimplats για 25 τόνους).

Επιπτώσεις: Ο χρόνος μεταφοράς του μεταλλεύματος μειώθηκε κατά 1 ώρα ανά ταξίδι, εξοικονομώντας στην Zimplats 500.000 δολάρια ετησίως σε έξοδα καυσίμου και εργατικού δυναμικού.

4.3 Καριμπά αγροτική πεζοπορία (Περιφέρεια Mashonaland West, 2020)

Προηγούμενο έργο: Οι αγροτικές κοινότητες κοντά στη λίμνη Kariba βασίζονταν σε ένα επικίνδυνο φέρι με σχοινί για να διασχίσουν έναν ποταμό 15 μέτρων, με 510 πνιγμούς που αναφέρθηκαν ετησίως (κυρίως παιδιά που πηγαίνουν στο σχολείο).Η κυβέρνηση χρειαζόταν ένα φθηνό, λύση μόνο για πεζούς.

Προπαρασκευασμένη λύση: Μια ελαφριά γέφυρα 15 μέτρων (με χρήση τοπικών πλακών από πεύκο και εισαγόμενων ατσάλινων πλακών).Η γέφυρα σχεδιάστηκε σύμφωνα με τα πρότυπα φόρτωσης πεζών της AASHTO (4.8 kN/m2) και συναρμολογούνται από μέλη της κοινότητας (που εκπαιδεύονται από το προσωπικό της ZINARA) χρησιμοποιώντας χειροκίνητα εργαλεία.

Βασικά αποτελέσματα:

Κόστος: 75,000 (80% χρηματοδοτείται από τοπική ΜΚΟ,15, 000 από το ZINARA).

Χρόνος κατασκευής: 7 ημέρες (συμμετοχή της κοινότητας δημιούργησε τοπική ιδιοκτησία).

Επιπτώσεις: Μηδέν πνιγμοί από το 2020 και η σχολική προσέλευση των παιδιών στην περιοχή αυξήθηκε κατά 25%.

5Ένα κοινό μοντέλο κατασκευασμένης ατσάλινης γέφυρας στη Ζιμπάμπουε: η γέφυρα Bailey.

Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη προκατασκευασμένη ατσάλινη γέφυρα στη Ζιμπάμπουε είναι η γέφυρα Μπέιλι, μια σχεδίαση που βασίζεται σε δοχεία που εφευρέθηκε από τον Βρετανό μηχανικό Ντόναλντ Μπέιλι κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου.και την προσαρμοστικότητα έχουν κάνει ένα βασικό στοιχείο της αγροτικής υποδομής του Ζιμπάμπουε, που αντιπροσωπεύουν το 70% όλων των προκατασκευασμένων γεφυρών που εγκαταστάθηκαν από το 2000.

5.1 Τεχνικές προδιαγραφές

Περιοχή εμβέλειας: 1060 μέτρα (τα πιο κοινά στη Ζιμπάμπουε είναι 1530 μέτρα, ιδανικά για αγροτικούς ποταμούς).

Δυνατότητα φόρτωσης: 5·40 τόνους (ανάλογα με τη διαμόρφωση της δομής).- Δεν ξέρω.

Συστατικά:

Πίνακες τροχιάς: μήκος 3 μέτρα, ύψος 1,5 μέτρα, κατασκευασμένοι από χάλυβα S275JR. Κάθε πίνακα ζυγίζει 220 kg, εύκολα μεταφέρονται από 2 εργαζόμενους.

Μονάδες καταστρώματος: 3 μέτρα μήκος, 0,75 μέτρα πλάτος, με ξύλινες ή χάλυβα σανίδες.

Σφίγγες και μπουλόνια: Σφίγγες από χάλυβα διαμέτρου 25 mm (για τις συνδέσεις σκελετών) και μπουλόνια κλάσης 8.8 (για τη στερέωση του καταστρώματος).

Απαιτήσεις συναρμολόγησης: Δεν απαιτείται βαρύ εξοπλισμό· μπορεί να συναρμολογηθεί με χειροκίνητα εργαλεία (κλειδιά, σφυριά) από ομάδα 6-8 εργαζομένων που έχουν εκπαιδευτεί σε 1 2 ημέρες.

5.2 Γιατί η γέφυρα Μπέιλι είναι τέλεια για τη Ζιμπάμπουε.

Χαμηλά κόστη μεταφοράς: Τα πάνελ χωρούν σε μικρά φορτηγά (συνήθως σε αγροτικές περιοχές) και μπορούν να μεταφέρονται με το χέρι σε απομακρυσμένες περιοχές χωρίς δρόμους.

Ανθεκτικότητα στις πλημμύρες: Ο σχεδιασμός της δομής επιτρέπει στο νερό πλημμύρας και τα συντρίμμια να περάσουν (μείωση των υδροδυναμικών δυνάμεων) και τα στήλη γαβιονίων αντιστέκονται στο πλύσιμο.

Τοπική συντήρηση: Οι επισκευές (π.χ. αντικατάσταση κατεστραμμένου πλαισίου) μπορούν να γίνουν με βασικά εργαλεία· δεν απαιτούνται εξειδικευμένοι μηχανικοί.Η ZINARA εκπαιδεύει τοπικά οδικά πληρώματα για την εκτέλεση ετήσιας συντήρησης (σφίξιμο βρόχων), χρωματιστές επεξεργασίες).

Κόστος-αποτελεσματικότητα: 20 μέτρα γέφυρα Bailey κόστη

300,000350,000Οι χρησιμοποιούμενες γέφυρες Bailey (που μετακινήθηκαν από άλλες τοποθεσίες) κοστίζουν ακόμη λιγότερο από 150.000000.

5.3 Παραδείγματα χρήσης της γέφυρας Bailey στη Ζιμπάμπουε

Ανάκαμψη μετά τον πλημμύρα: Όπως αναφέρθηκε νωρίτερα, η γέφυρα της επαρχίας Masvingo του 2023 ήταν μια γέφυρα Bailey, η οποία εγκαταστάθηκε σε 14 ημέρες για να σώσει τις καλλιέργειες καπνού.

Πρόσβαση σε αγροτικά σχολεία: Μια γέφυρα Bailey μήκους 10 μέτρων στην επαρχία Manicaland (2022) συνδέει ένα δημοτικό σχολείο με 3 αγροτικά χωριά,μείωση του χρόνου μετακίνησης των μαθητών από 1 ώρα (περπατώντας σε ποτάμι) σε 10 λεπτά.

Οδοι πρόσβασης στα ορυχεία: Μια γέφυρα Bailey 30 μέτρων κοντά στην Kadoma (2021) μεταφέρει φορτηγά ορυκτού χρυσού 15 τόνων, αντικαθιστώντας μια προσωρινή γέφυρα χώματος που ήταν αδιάβατη την εποχή των βροχών.

6Προοπτικές για τις κατασκευαστικές γέφυρες από χάλυβα στη Ζιμπάμπουε

Τα σχέδια υποδομής της Ζιμπάμπουε, συμπεριλαμβανομένων των κυβερνητικών σχεδίων εθνικού γενικού σχεδίου μεταφορών (2021-2030) και των εταιρικών σχέσεων με περιφερειακούς οργανισμούς (π.χ.Η SADC) θα οδηγήσει σε αυξημένη υιοθέτηση των προκατασκευασμένων γεφυρών από χάλυβαΟι βασικές τάσεις περιλαμβάνουν:

6.1 Τοπική παραγωγή εξαρτημάτων

Σήμερα, το 60% των προκατασκευασμένων κατασκευαστικών στοιχείων γέφυρας εισάγονται από τη Νότια Αφρική ή την Κίνα.ZimSteel) να παράγει τοπικά πάνελ και μπουλόνια για τη γέφυρα BaileyΈνα πιλοτικό εργοστάσιο στο Harare, το οποίο άνοιξε το 2023, παράγει ήδη το 20% των πλαισίων τροχιάς της Ζιμπάμπουε, μειώνοντας το κόστος εισαγωγής κατά 25%.

6.2 Αναβαθμίσεις ανθεκτικές στο κλίμα

Η αλλαγή του κλίματος στη Ζιμπάμπουε (πιο έντονες πλημμύρες κατά την περίοδο των βροχών, μεγαλύτερες ξηρές περιόδους) πιέζει για βελτιώσεις σχεδιασμού:

Ανθεκτικός στη διάβρωση χάλυβας: Πραγματοποιούνται δοκιμές με ανθεκτικό στην διάβρωση χάλυβα (π.χ. Corten A) για τα πλαίσια δομών, το οποίο σχηματίζει ένα προστατευτικό στρώμα σκουριάς και εξαλείφει την ανάγκη ετήσιας βάψης.

Ανυψωμένα καταστρώματα: Οι νέες προκατασκευασμένες γέφυρες σε περιοχές ευάλωτες σε πλημμύρες (π.χ. η κοιλάδα του Ζάμπεζι) θα έχουν καταστρώματα που θα είναι ανυψωμένα 1 ̊2 μέτρα πάνω από τα ιστορικά επίπεδα πλημμύρας, χρησιμοποιώντας ψηλότερα υπόστρωμα γαβιονίων.

6.3 Ψηφιακή παρακολούθηση για συντήρηση

Για την αντιμετώπιση των περιορισμένων πόρων διατήρησης των αγροτικών περιοχών, η ZINARA δοκιμάζει απλούς αισθητήρες IoT σε προκατασκευασμένες γέφυρες.Αυτοί οι χαμηλού κόστους αισθητήρες (που τροφοδοτούνται από ηλιακούς συλλέκτες) παρακολουθούν την στεγανότητα των βρόχων και την παραμόρφωση της δομήςΈνα πιλοτικό έργο στις 5 γέφυρες Bailey στο Mashonaland Central (2023) μείωσε τις μη προγραμματισμένες βλάβες κατά 40%.

6.4 Περιφερειακή συνεργασία της SADC

Η Ζιμπάμπουε συνεργάζεται με την SADC για την τυποποίηση των σχεδίων των προκατασκευασμένων γεφυρών σε όλη τη νότια Αφρική.∆ιαχείριση των δαπανών.

- Δεν ξέρω.

Οι κατασκευασμένες γέφυρες από χάλυβα έχουν γίνει δημοφιλείς στη Ζιμπάμπουε όχι τυχαία, αλλά επειδή είναι μια “λύση προσαρμοσμένη στο πλαίσιο”: αντιμετωπίζουν τους δημοσιονομικούς περιορισμούς της χώρας,προκλήσεις της αγροτικής εφοδιαστικήςΗ ταχύτητα, η οικονομική τους προσιτότητα, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους, η ποιότητα των υπηρεσιών τους και η ποιότητα των υπηρεσιών τους.Η υγιεινή και η αντοχή τους καθιστούν πολύ πιο πρακτικές από τις παραδοσιακές γέφυρες από σκυρόδεμα, ειδικά στις αγροτικές περιοχές όπου οι πόροι και η εμπειρογνωμοσύνη είναι λιγοστές..

Η γέφυρα Bailey, ειδικότερα, έχει αποδείξει την αξία της ως εργατικό άλογο για τις υποδομές της Ζιμπάμπουε, προσαρμόζοντας τα πάντα από μικρές αγροτικές πεζοδρόμιες μέχρι δρόμους πρόσβασης στα ορυχεία.Με τοπική παραγωγή συστατικών, αναβαθμίσεις ανθεκτικές στο κλίμα και περιφερειακή συνεργασία στον ορίζοντα,Οι κατασκευασμένες γέφυρες από χάλυβα θα εξακολουθήσουν να αποτελούν το κλειδί για την κάλυψη του ελλείμματος υποδομών της Ζιμπάμπουε, τη στήριξη της οικονομικής ανάπτυξης και την οικοδόμηση ανθεκτικότητας στην κλιματική αλλαγή.

Για τη Ζιμπάμπουε, οι προκατασκευασμένες γέφυρες από χάλυβα είναι κάτι παραπάνω από απλές δομές: αποτελούν σύμβολο πρακτικότητας και ελπίδαςείναι δυνατόν να οικοδομηθεί υποδομή που εξυπηρετεί τις ανάγκες των ανθρώπων.