Een focus op snelheid, betaalbaarheid en connectiviteit op het platteland
Zimbabwe, een land zonder meer in Zuid-Afrika, kampt met een kritiek tekort aan infrastructuur:meer dan 60% van het wegennet en 40% van de bruggen zijn gebouwd tijdens de koloniale periode (1920s~1970s) en zijn verslechterd door beperkt onderhoudIn een land waar 70% van de bevolking in plattelandsgebieden woont en 80% van de uitvoer (tabaks, goud,De meeste van deze bedrijven zijn afhankelijk van het wegvervoer., functionele bruggen zijn niet alleen infrastructuur, ze zijn levenslijnen.
De traditionele betonnen bruggen, die ooit de norm waren, zijn niet geschikt gebleken voor de realiteit in Zimbabwe: ze duren 6-12 maanden te bouwen (gebrek aan smalle bouwruimtes na de overstroming),kost 30~50% meer dan geprefabriceerde alternatievenIn het kader van de ontwikkeling van de industriële sector is de vraag naar een meer efficiënte en efficiënte infrastructuur voor de bouw van bruggen in de plattelandsgebieden groter geworden.De nieuwe technologieën, die snel kunnen worden samengesteld, zijn een transformatieve oplossing geworden.Dit artikel legt uit waarom deze bruggen de voorkeur hebben gekregen van Zimbabwe, gebaseerd op technisch ontwerp, lokale casestudy's en afstemming op regionale belastingnormen.
Eengeprefabriceerde stalen bruggen(ook wel een modulaire stalen brug genoemd) is een constructie waarbij de belangrijkste onderdelen balken, tralies, dekpanelen en verbindingen in een gecontroleerde fabrieksomgeving worden geproduceerd,Vervolgens naar de bouwplaats vervoerd voor montageIn tegenstelling tot de traditionele op locatie gelaste stalen of betonnen bruggen minimaliseert prefabricatie veldwerk, vermindert de blootstelling aan het harde weer in Zimbabwe en zorgt voor een consistente kwaliteit.
In Zimbabwe, 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)De meest voorkomende soorten zijn truss-gebaseerde ontwerpen (bijv. Bailey-bruggen) en box-girder-modules die zijn gekozen omwille van hun eenvoud, duurzaamheid,en verenigbaarheid met de beperkte vervoers- en bouwcapaciteiten van Zimbabwe- Wat is er?
Zimbabwe's geprefabriceerde stalen bruggen zijn ontworpen om drie belangrijke uitdagingen te weerstaan: overstromingen in het regenseizoen, erosie van het zand en het stof op het platteland en zwaar maar intermitterend verkeer.De samenstelling omvat drie onderling verbonden systemen.- Ik weet het niet.
Opperbouw: het draagkrachtige kader
De bovenbouw draagt verkeersbelastingen en is geoptimaliseerd voor snelle assemblage:
Truss / Girder Assemblies: Voor de meeste landelijke Zimbabwean bruggen, truss systemen (bijvoorbeeld, Bailey Bridge panelen) worden de voorkeur boven doos balken vanwege hun lichter gewicht en gemakkelijker vervoer.Deze tralies maken gebruik van hoogsterk bouwstaal (S275JR of S355JR) met een minimumopbrengststerkte van 275 MPa, voldoende voor het landbouw- en lichtmijnverkeer in Zimbabwe.Elk trusspanel is 3 ‰ 6 meter lang en weegt 150 ‰ 300 kg, waardoor het via vrachtwagens van 10 ton (het meest voorkomende zware voertuig in plattelandsgebieden) vervoersbaar is.
Deckpanelen: dunne stalen platen (6 ̊8 mm dik) of houten composietpanelen (goedkoper en lokaal geproduceerd) die het rijoppervlak vormen.de staaldekpanelen zijn bekleed met zinkrijke verf (80 μm dik) om corrosie door vloedwater en afval te weerstaan- Wat is er?
Zijdelingse rails: lichtgewicht stalen rails (S235JR) die worden gelast aan tralies voor de veiligheid van voetgangers. Dit is van cruciaal belang in plattelandsgebieden waar bruggen zowel door voertuigen als door vee worden gebruikt.
Substructuur: Grondslagen voor overstromingsbestandheid
De onderbouw verankert de brug aan de grond en is ontworpen om seizoensgebonden overstromingen te overleven:
Abutments: Beton- of met steen gevulde stalen gabions (draadnetkooien) die de bovenbouw ondersteunen.Gabionpilaren zijn populair in Zimbabwe omdat ze goedkoop zijn (met lokale steen) en flexibel zijn. Ze kunnen tijdens overstromingen licht verschuiven zonder te barsten.Voor grotere rivieren (bijv. de Save) worden betonnen pilaren versterkt met stalen palen van 5 tot 8 meter diepte om wegspoelen te voorkomen.
Piers (voor lange spanningen): stalen of betonnen pieren met een afstand van 20 ∼30 meter voor spanningen van meer dan 30 meter. In Zimbabwe worden stalen pieren vaak hergebruikt van oude bruggen, waardoor de kosten met 40% worden verlaagd.
Lagers: eenvoudige elastomere lagers (rubber pads) die een geringe thermische uitbreiding en beweging tijdens overstromingen mogelijk maken.Deze onderhoudsvrij zijn ideaal voor plattelandsgebieden met beperkte technische deskundigheid- Wat is er?
Verbindingssystemen: snelle en gereedschapsvrije montage
Het kenmerk van geprefabriceerde stalen bruggen in Zimbabwe is hun gebruiksvriendelijke verbindingen:
Geboorde verbindingen: hoogsterke bouten (klasse 8.8) met voorgeboorde gaten in de traliewerkpanelen.Een vaardigheid die in 1 ¢ 2 dagen kan worden aangeleerd- Wat is er?
Pinverbindingen: Gebruikt in Bailey-bruggen, deze maken het mogelijk truss panelen te verbinden met stalen pinnen (25 ∼30 mm diameter) in minuten.als de tijd van belang is.- Wat is er?
Voorgefabriceerde stalen bruggen verhelpen Zimbabwe's meest dringende infrastructuurproblemen door middel van vijf belangrijke voordelen:
Snel bouwen (kritisch voor herstel na overstromingen): overstromingen in het regenseizoen in Zimbabwe vernietigen jaarlijks 20-30 bruggen op het platteland, waardoor gemeenschappen van markten en gezondheidszorg worden afgesneden.Voorgefabriceerde bruggen kunnen in 1 ̊4 weken worden samengesteld (vs.. 6 ∙ 12 maanden voor beton), zodat de toegang vóór het aanplant- of oogstseizoen hersteld wordt.Een 20 meter lange Baileybrug in de provincie Masvingo werd in 2023 in 10 dagen geïnstalleerd nadat overstromingen de oorspronkelijke betonnen brug hadden weggespoeld, waardoor 500 kleine boeren hun tabaksgewassen konden verliezen.- Wat is er?
Laagkosten (in overeenstemming met fiscale beperkingen): de regering van Zimbabwe besteedt slechts 3% van haar bbp aan infrastructuur (tegenover het Afrikaanse gemiddelde van 5%).000 per meter (vs.. 25.000 ‰ 50.000 voor beton), dankzij: (1) massaproductie in de fabriek; (2) lokale arbeidskrachten (geen gespecialiseerde ingenieurs nodig); (3) herbruikbare onderdelen.De Zimbabwe National Roads Administration (ZINARA) meldt dat geprefabriceerde bruggen haar jaarlijkse brugherstelbudget met 35% hebben verminderd- Wat is er?
Vervoerbaarheid (geschikt voor plattelandslogistiek): 80% van de plattelandswegen in Zimbabwe zijn ongespeeld en kunnen slechts voertuigen van minder dan 15 ton bevatten.Voorgefabriceerde brugcomponenten (maximaal 300 kg per paneel) die op kleine vrachtwagens of zelfs ossenwagens in afgelegen gebieden zoals Matabeleland Noord kunnen worden gemonteerdDaarentegen zijn voor betonnen balken (5 ¥10 ton per balk) zware vrachtwagens en kranen nodig die in het platteland van Zimbabwe schaars zijn.
Duurzaamheid (vasthoudend tegen zware omstandigheden): met de juiste zinkcoatings en gabionpilaren hebben geprefabriceerde stalen bruggen een levensduur van 20-30 jaar in het klimaat van Zimbabwe.Een in 1998 geïnstalleerde Baileybrug in de provincie Mashonaland West vervoert nog steeds 5 ton landbouwtrucks per dag, waarbij slechts jaarlijks bouten moeten worden gespannen en verf moet worden aangepast.
Flexibiliteit en herbruikbaarheid: geprefabriceerde bruggen kunnen worden ontmanteld en naar nieuwe locaties verplaatst, een belangrijk voordeel in Zimbabwe, waar de infrastructuurbehoeften verschuiven (bijv.de sluiting van een mijn of de vorming van een nieuwe plattelandse nederzetting)In 2022 werd een 30 meter hoge prefabriceerde brug van een gesloten goudmijn in Kadoma verplaatst naar een nieuwe school in Murehwa, waardoor $ 120.000 werd bespaard aan nieuwe bouwkosten.
Het wegennet van Zimbabwe bedient twee overheersende verkeersvormen: (1) lichte landbouwvoertuigen (bijv. pick-ups met tabak) en (2) zware mijnbouwvoertuigen (bijv.dumptrucks die platina uit Zimplats vervoeren)Om ervoor te zorgen dat de bruggen deze lasten kunnen dragen, 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- Wat is er?
AASHTO LRFD definieert de vrachtvereisten die aansluiten bij de vervoersbehoeften van Zimbabwe:
HL-93 Ladingcombinatie (baseline voor landelijke wegen)
De HL-93 standaard is de basis voor de meeste Zimbabwaanse geprefabriceerde bruggen.
voor geprefabriceerde stalen bruggen:Dit betekent dat traliespanelen moeten zijn ontworpen om buigmomenten van 150~200 kN·m en scheerkrachten van 80~100 kN· gemakkelijk te weerstaan met S275JR-staal (met een buigsterkte van 250 MPa)- Wat is er?
Een 320-kN (72,000-lb) ontwerp vrachtwagen (gelijk aan Zimbabwe's gemeenschappelijke 5 ton landbouwtrucks).
Een rijstrookbelasting van 9,3 kN/m2 (194 lb/ft2) (om rekening te houden met meerdere voertuigen op de brug).
Speciale voorzieningen voor mijnbouwbelasting
Voor bruggen in de buurt van mijnbouwgebieden (bijv. de Great Dyke, de thuisbasis van de platina-mijnen van Zimbabwe), gebruikt ZINARA de bepalingen van AASHTO (Specialized Hauling Vehicle) (SHV).Deze maken het mogelijk om op maat gemaakte ladingsmodellen voor mijnbouwtrucks van 15-30 ton te maken., met inbegrip van:
Voorgefabriceerde bruggen in mijnbouwgebieden maken gebruik van dikkere trussleden (12 mm versus 8 mm voor landelijke wegen) en extra kruisbeugels om aan deze normen te voldoen.een brug in 2021 in de buurt van Zvishavane (platina-mijncentrum) maakt gebruik van S355JR-stalen tralies en kan veilig 25-tons vrachtwagens vervoeren- Wat is er?
Een dynamische ladingspercentage (DLA) van 20% (om rekening te houden met trillingen van zware vrachtwagens op onverharde benaderingen).
Verhoogde belastingfactoren (γ_L = 1,8 versus 1,75 voor HL-93) om de veiligheidsmarge te waarborgen.
Voetgangers- en veebelasting
In het platteland van Zimbabwe worden bruggen vaak gebruikt door voetgangers, runderen en geiten.De onderdelen van de dakpanelen zijn ontworpen om verdeelde belastingen te kunnen dragen die veel hoger zijn dan dezeBovendien voegt ZINARA een lading van 2 kN/m2 toe voor vee, een lokale aanpassing van AASHTO om de agrarische economie van Zimbabwe te weerspiegelen.
Zimbabwe's keuze voor AASHTO komt voort uit drie praktische factoren:
Aansluiting op het mijnverkeer: de bepalingen van de AASHTO's zijn beter geschikt voor zware mijnbouwtrucks in Zimbabwe dan de Eurocodes (die zich richten op kleinere Europese voertuigen, maximaal 40 ton).
Toegankelijkheid van ontwerpbronnen: AASHTO-handleidingen en -software zijn op grote schaal beschikbaar via regionale partnerschappen (bijvoorbeeld met Zuid-Afrikaanse ingenieursbureaus),Overwegende dat de Eurocodes kostbare vergunningen vereisen;- Wat is er?
Bekendheid onder lokale ingenieurs: De meeste civiele ingenieurs in Zimbabwe krijgen opleiding in AASHTO-normen via regionale universiteiten (bijv. de Universiteit van Pretoria),het verminderen van de leercurve voor brugontwerp- Wat is er?
Zimbabwe's geprefabriceerde stalen brugprojecten strekken zich uit over plattelandsgemeenschappen, mijnbouwgebieden en herstelgebieden na rampen.
Project Achtergrond: De oorspronkelijke betonnen brug over de Save-rivier (een belangrijke zijrivier van de Limpopo) werd verwoest door de overstromingen van het regenseizoen 2022, waardoor 1,200 kleine boeren in het district Chiredzi van de tabaksmarkten van MasvingoDe boeren zouden hun gehele oogst van 2023 (waarde $1,2 miljoen) verliezen als er niet een vervangende brug werd gebouwd voor het plantenseizoen (oktober).
Voorgefabriceerde oplossing: een Baileybrug van 30 meter (Mabey Compact 200 model) met S275JR staal tralies en staal dekpanelen.vervoerd naar Chiredzi met vrachtwagens van 10 ton, en samengesteld door een lokaal team van 8 werknemers (in 2 dagen opgeleid door een Zuid-Afrikaanse technicus).
Belangrijkste resultaten:
Bouwtijd: 14 dagen (tegenover 6 maanden voor beton).
Kosten: 450.000 dollar (33% minder dan een betonnen brug).
De impact: Landbouwers leverden 90% van hun tabaksgewas op tijd en genereerden een inkomen van 1 miljoen dollar. De brug herstelde ook de toegang tot een landelijke kliniek, waardoor de transporttijd voor de moedersterfte met 50% werd verminderd.
Project Achtergrond: Zimplats, de grootste platina-mijnbouwbedrijf van Zimbabwe, had een brug nodig om de Ngezi-mijn te verbinden met de Bulawayo-Harare snelweg.De route vereiste het oversteken van een 25 meter lange, droge rivierbodem (slachtoffer voor overstromingen) en het vervoeren van 25 tonnen ertstrucks- Wat is er?
Voorgefabriceerde oplossing:Een 25 meter lange prefab-box-girder brug (ontworpen volgens de AASHTO SHV-normen) met S355JR stalen balken en gewapend betonnen dekpanelen (voor extra duurzaamheid onder mijnverkeer)De onderdelen werden in Harare vervaardigd (plaatselijke productie verminderde de transportkosten met 20%) en met behulp van een kleine mobiele kraan (gehuurd bij Bulawayo) samengesteld.
Belangrijkste resultaten:
Bouwtijd: 3 weken (minimale verstoring van de mijnbouw).
Laadvermogen: 30 ton (meer dan de Zimplats-verplichting van 25 ton).
Impact: De transporttijd van erts werd met 1 uur per reis verminderd, waardoor Zimplats jaarlijks $ 500.000 bespaarde aan brandstof- en arbeidskosten.
Project Achtergrond: Landelijke gemeenschappen in de buurt van het Kariba-meer vertrouwden op een gevaarlijke touwveerboot om een rivier van 15 meter over te steken, met jaarlijks 510 verdrinkingen (meestal kinderen die naar school gingen).De regering had een goedkope, alleen voor voetgangers.
Voorgefabriceerde oplossing: Een 15 meter lichte voorgefabriceerde brug met tralies (met lokale panelen van denkkruiden en geïmporteerde stalen tralies).De brug is ontworpen volgens de AASHTO-normen voor voetgangersbelasting (4.8 kN/m2) en door gemeenschapsleden (opgeleid door ZINARA-medewerkers) met handgereedschap geassembleerd.
Belangrijkste resultaten:
Kosten: 75,000 (80% gefinancierd door een plaatselijke NGO,15, 000 van ZINARA).
Bouwtijd: 7 dagen (gemeenschapsparticipatie bouwde lokale eigendom).
Impact: sinds 2020 zijn er geen verdrinkingen meer en de schoolopkomst van kinderen in het gebied is met 25% gestegen.
De meest gebruikte geprefabriceerde stalen brug in Zimbabwe is de Bailey Bridge, een op truss gebaseerd ontwerp uitgevonden door de Britse ingenieur Donald Bailey tijdens de Tweede Wereldoorlog.Het is een van de belangrijkste onderdelen van de plattelandsinfrastructuur van Zimbabwe., goed voor 70% van alle geprefabriceerde bruggen die sinds 2000 zijn aangelegd.
Spanbereik: 1060 meter (de meest voorkomende in Zimbabwe zijn 1530 meter, ideaal voor landelijke rivieren).
Laadcapaciteit: 5 ‰ 40 ton (afhankelijk van de trussconfiguratie).- Ik weet het niet.
Componenten:
Truss panelen: 3 meter lang, 1,5 meter hoog, gemaakt van S275JR staal. Elk paneel weegt 220 kg, gemakkelijk gedragen door 2 werknemers.
Dekeenheden: 3 meter lang, 0,75 meter breed, met stalen of houten planken.
Pins en bouten: 25 mm doorsnede stalen pins (voor schroefverbindingen) en bouten van klasse 8.8 (voor dekbevestiging).
Montagevereisten: Er is geen zware apparatuur nodig. Met handgereedschappen (sleutels, hamers) kan worden geassembleerd door een team van 68 opgeleide arbeiders in 12 dagen.
Lage transportkosten: Panelen passen op kleine vrachtwagens (algemeen in plattelandsgebieden) en kunnen met de hand worden gedragen in afgelegen gebieden zonder wegen.
Overstromingsbestendigheid: het traceringsontwerp maakt het mogelijk dat overstromingswater en puin doorlopen (het verminderen van hydrodynamische krachten) en gabionpilaren weerstaan wegspoelen.
Plaatselijk onderhoud: reparaties (bijv. vervanging van een beschadigd traceringspaneel) kunnen met basisgereedschap worden uitgevoerd, geen gespecialiseerde ingenieurs zijn nodig.ZINARA traint plaatselijke wegpersoneel voor jaarlijks onderhoud (boutenstrekken), verf aanpassingen).
Kosteneffectiviteit: een 20 meter lange Baileybrug kost
300,000 ¢350,000Gebruikte Bailey-bruggen (verplaatst van andere locaties) kosten nog minder dan ₹ 150.000 ₹ 200.000- Wat is er?
Herstel na de overstroming: Zoals eerder vermeld, was de brug van de provincie Masvingo in 2023 een Bailey-brug, die in 14 dagen werd geïnstalleerd om tabaksgewassen te redden.
Toegang tot scholen in het platteland: Een 10 meter lange Baileybrug in de provincie Manicaland (2022) verbindt een basisschool met 3 plattelandsdorpen,het verkorten van de pendeltijd van studenten van 1 uur (wandelen door een rivier) tot 10 minuten- Wat is er?
Mijnbouwtoegangswegen: Een 30 meter lange Baileybrug in de buurt van Kadoma (2021) vervoert 15-tonnen goudertstrucks, ter vervanging van een tijdelijke bodemforde die in het regenseizoen niet te bewandelen was.
Zimbabwe's infrastructuurplannen, waaronder de regering's nationaal masterplan voor vervoer (2021-2030) en partnerschappen met regionale organisaties (bijv. de Southern African Development Community,SADC) ◄ zal leiden tot een grotere invoering van geprefabriceerde stalen bruggenDe belangrijkste trends zijn:
De Commissie heeft in het kader van haar onderzoek naar de mogelijkheden voor de ontwikkeling van de Europese industriële samenwerking met de landen van Midden- en Oost-Europa en de landen van Midden- en Oost-Europa een aantal voorstellen ingediend.ZimSteel) om plaatselijk Bailey-brugpanelen en -bouten te producerenEen proeffabriek in Harare, geopend in 2023, produceert al 20% van de trusspanelen van Zimbabwe, waardoor de importkosten met 25% worden verlaagd.
Zimbabwe's veranderende klimaat (intensere overstromingen in het regenseizoen, langere droge seizoenen) dwingt tot verbetering van het ontwerp:
Corrosiebestendig staal: Er worden proeven uitgevoerd met verweringsbestendige staal (bijv. Corten A) voor traceringspanelen, dat een beschermende roestlaag vormt en de noodzaak van jaarlijkse lakken wegneemt.
Verhoogde dekken: Nieuwe prefabriceerde bruggen in overstromingsgevoelige gebieden (bijv. de Zambezi-vallei) zullen dekken hebben die 1 ̊2 meter hoger zijn dan het historische overstromingsniveau, met behulp van hogere gabions.
Om de beperkte onderhoudsmiddelen op het platteland aan te pakken, test ZINARA eenvoudige IoT-sensoren op geprefabriceerde bruggen.Deze goedkope sensoren (aangedreven door zonnepanelen) bewaken de dichtheid van de bouten en de vervorming van de traliesEen proefproject op 5 Bailey Bridges in Mashonaland Central (2023) heeft ongeplande storingen met 40% verminderd.
Zimbabwe werkt samen met de SADC aan het standaardiseren van de ontwerpen van geprefabriceerde bruggen in Zuid-Afrika.In de eerste plaats heeft de Commissie in haar advies over het voorstel voor een richtlijn van de Raad betreffende de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten betreffende de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van- Wat is er?
- Ik weet het niet.
Voorgefabriceerde stalen bruggen zijn in Zimbabwe niet toevallig populair geworden, maar omdat ze een oplossing zijn die is afgestemd op de context: ze beantwoorden aan de fiscale beperkingen van het land,Uitdagingen voor de logistiek op het platteland, de herstellingsbehoeften na overstromingen en de eisen van het mijnbouw- en landbouwverkeer.Deze bruggen zijn veel praktischer dan traditionele betonnen bruggen, vooral in plattelandsgebieden waar middelen en expertise schaars zijn.- Wat is er?
De Bailey Bridge heeft zich bewezen als werkpaard voor de infrastructuur van Zimbabwe, aangepast aan alles, van kleine plattelandsbruggen tot mijnbouwtoegangswegen.Met lokale productie van onderdelen, klimaatbestendige opwaarderingen en regionale samenwerking op de horizon,Voorgefabriceerde stalen bruggen blijven de sleutel voor Zimbabwe's infrastructuurtekort, het ondersteunen van de economische groei en het opbouwen van weerbaarheid tegen klimaatverandering.
Voor Zimbabwe zijn geprefabriceerde stalen bruggen meer dan alleen bouwwerken: ze zijn een symbool van bruikbaarheid en hoop.Het is mogelijk om infrastructuur te bouwen die de behoeften van de mensen bedient.
      Een focus op snelheid, betaalbaarheid en connectiviteit op het platteland
Zimbabwe, een land zonder meer in Zuid-Afrika, kampt met een kritiek tekort aan infrastructuur:meer dan 60% van het wegennet en 40% van de bruggen zijn gebouwd tijdens de koloniale periode (1920s~1970s) en zijn verslechterd door beperkt onderhoudIn een land waar 70% van de bevolking in plattelandsgebieden woont en 80% van de uitvoer (tabaks, goud,De meeste van deze bedrijven zijn afhankelijk van het wegvervoer., functionele bruggen zijn niet alleen infrastructuur, ze zijn levenslijnen.
De traditionele betonnen bruggen, die ooit de norm waren, zijn niet geschikt gebleken voor de realiteit in Zimbabwe: ze duren 6-12 maanden te bouwen (gebrek aan smalle bouwruimtes na de overstroming),kost 30~50% meer dan geprefabriceerde alternatievenIn het kader van de ontwikkeling van de industriële sector is de vraag naar een meer efficiënte en efficiënte infrastructuur voor de bouw van bruggen in de plattelandsgebieden groter geworden.De nieuwe technologieën, die snel kunnen worden samengesteld, zijn een transformatieve oplossing geworden.Dit artikel legt uit waarom deze bruggen de voorkeur hebben gekregen van Zimbabwe, gebaseerd op technisch ontwerp, lokale casestudy's en afstemming op regionale belastingnormen.
Eengeprefabriceerde stalen bruggen(ook wel een modulaire stalen brug genoemd) is een constructie waarbij de belangrijkste onderdelen balken, tralies, dekpanelen en verbindingen in een gecontroleerde fabrieksomgeving worden geproduceerd,Vervolgens naar de bouwplaats vervoerd voor montageIn tegenstelling tot de traditionele op locatie gelaste stalen of betonnen bruggen minimaliseert prefabricatie veldwerk, vermindert de blootstelling aan het harde weer in Zimbabwe en zorgt voor een consistente kwaliteit.
In Zimbabwe, 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)De meest voorkomende soorten zijn truss-gebaseerde ontwerpen (bijv. Bailey-bruggen) en box-girder-modules die zijn gekozen omwille van hun eenvoud, duurzaamheid,en verenigbaarheid met de beperkte vervoers- en bouwcapaciteiten van Zimbabwe- Wat is er?
Zimbabwe's geprefabriceerde stalen bruggen zijn ontworpen om drie belangrijke uitdagingen te weerstaan: overstromingen in het regenseizoen, erosie van het zand en het stof op het platteland en zwaar maar intermitterend verkeer.De samenstelling omvat drie onderling verbonden systemen.- Ik weet het niet.
Opperbouw: het draagkrachtige kader
De bovenbouw draagt verkeersbelastingen en is geoptimaliseerd voor snelle assemblage:
Truss / Girder Assemblies: Voor de meeste landelijke Zimbabwean bruggen, truss systemen (bijvoorbeeld, Bailey Bridge panelen) worden de voorkeur boven doos balken vanwege hun lichter gewicht en gemakkelijker vervoer.Deze tralies maken gebruik van hoogsterk bouwstaal (S275JR of S355JR) met een minimumopbrengststerkte van 275 MPa, voldoende voor het landbouw- en lichtmijnverkeer in Zimbabwe.Elk trusspanel is 3 ‰ 6 meter lang en weegt 150 ‰ 300 kg, waardoor het via vrachtwagens van 10 ton (het meest voorkomende zware voertuig in plattelandsgebieden) vervoersbaar is.
Deckpanelen: dunne stalen platen (6 ̊8 mm dik) of houten composietpanelen (goedkoper en lokaal geproduceerd) die het rijoppervlak vormen.de staaldekpanelen zijn bekleed met zinkrijke verf (80 μm dik) om corrosie door vloedwater en afval te weerstaan- Wat is er?
Zijdelingse rails: lichtgewicht stalen rails (S235JR) die worden gelast aan tralies voor de veiligheid van voetgangers. Dit is van cruciaal belang in plattelandsgebieden waar bruggen zowel door voertuigen als door vee worden gebruikt.
Substructuur: Grondslagen voor overstromingsbestandheid
De onderbouw verankert de brug aan de grond en is ontworpen om seizoensgebonden overstromingen te overleven:
Abutments: Beton- of met steen gevulde stalen gabions (draadnetkooien) die de bovenbouw ondersteunen.Gabionpilaren zijn populair in Zimbabwe omdat ze goedkoop zijn (met lokale steen) en flexibel zijn. Ze kunnen tijdens overstromingen licht verschuiven zonder te barsten.Voor grotere rivieren (bijv. de Save) worden betonnen pilaren versterkt met stalen palen van 5 tot 8 meter diepte om wegspoelen te voorkomen.
Piers (voor lange spanningen): stalen of betonnen pieren met een afstand van 20 ∼30 meter voor spanningen van meer dan 30 meter. In Zimbabwe worden stalen pieren vaak hergebruikt van oude bruggen, waardoor de kosten met 40% worden verlaagd.
Lagers: eenvoudige elastomere lagers (rubber pads) die een geringe thermische uitbreiding en beweging tijdens overstromingen mogelijk maken.Deze onderhoudsvrij zijn ideaal voor plattelandsgebieden met beperkte technische deskundigheid- Wat is er?
Verbindingssystemen: snelle en gereedschapsvrije montage
Het kenmerk van geprefabriceerde stalen bruggen in Zimbabwe is hun gebruiksvriendelijke verbindingen:
Geboorde verbindingen: hoogsterke bouten (klasse 8.8) met voorgeboorde gaten in de traliewerkpanelen.Een vaardigheid die in 1 ¢ 2 dagen kan worden aangeleerd- Wat is er?
Pinverbindingen: Gebruikt in Bailey-bruggen, deze maken het mogelijk truss panelen te verbinden met stalen pinnen (25 ∼30 mm diameter) in minuten.als de tijd van belang is.- Wat is er?
Voorgefabriceerde stalen bruggen verhelpen Zimbabwe's meest dringende infrastructuurproblemen door middel van vijf belangrijke voordelen:
Snel bouwen (kritisch voor herstel na overstromingen): overstromingen in het regenseizoen in Zimbabwe vernietigen jaarlijks 20-30 bruggen op het platteland, waardoor gemeenschappen van markten en gezondheidszorg worden afgesneden.Voorgefabriceerde bruggen kunnen in 1 ̊4 weken worden samengesteld (vs.. 6 ∙ 12 maanden voor beton), zodat de toegang vóór het aanplant- of oogstseizoen hersteld wordt.Een 20 meter lange Baileybrug in de provincie Masvingo werd in 2023 in 10 dagen geïnstalleerd nadat overstromingen de oorspronkelijke betonnen brug hadden weggespoeld, waardoor 500 kleine boeren hun tabaksgewassen konden verliezen.- Wat is er?
Laagkosten (in overeenstemming met fiscale beperkingen): de regering van Zimbabwe besteedt slechts 3% van haar bbp aan infrastructuur (tegenover het Afrikaanse gemiddelde van 5%).000 per meter (vs.. 25.000 ‰ 50.000 voor beton), dankzij: (1) massaproductie in de fabriek; (2) lokale arbeidskrachten (geen gespecialiseerde ingenieurs nodig); (3) herbruikbare onderdelen.De Zimbabwe National Roads Administration (ZINARA) meldt dat geprefabriceerde bruggen haar jaarlijkse brugherstelbudget met 35% hebben verminderd- Wat is er?
Vervoerbaarheid (geschikt voor plattelandslogistiek): 80% van de plattelandswegen in Zimbabwe zijn ongespeeld en kunnen slechts voertuigen van minder dan 15 ton bevatten.Voorgefabriceerde brugcomponenten (maximaal 300 kg per paneel) die op kleine vrachtwagens of zelfs ossenwagens in afgelegen gebieden zoals Matabeleland Noord kunnen worden gemonteerdDaarentegen zijn voor betonnen balken (5 ¥10 ton per balk) zware vrachtwagens en kranen nodig die in het platteland van Zimbabwe schaars zijn.
Duurzaamheid (vasthoudend tegen zware omstandigheden): met de juiste zinkcoatings en gabionpilaren hebben geprefabriceerde stalen bruggen een levensduur van 20-30 jaar in het klimaat van Zimbabwe.Een in 1998 geïnstalleerde Baileybrug in de provincie Mashonaland West vervoert nog steeds 5 ton landbouwtrucks per dag, waarbij slechts jaarlijks bouten moeten worden gespannen en verf moet worden aangepast.
Flexibiliteit en herbruikbaarheid: geprefabriceerde bruggen kunnen worden ontmanteld en naar nieuwe locaties verplaatst, een belangrijk voordeel in Zimbabwe, waar de infrastructuurbehoeften verschuiven (bijv.de sluiting van een mijn of de vorming van een nieuwe plattelandse nederzetting)In 2022 werd een 30 meter hoge prefabriceerde brug van een gesloten goudmijn in Kadoma verplaatst naar een nieuwe school in Murehwa, waardoor $ 120.000 werd bespaard aan nieuwe bouwkosten.
Het wegennet van Zimbabwe bedient twee overheersende verkeersvormen: (1) lichte landbouwvoertuigen (bijv. pick-ups met tabak) en (2) zware mijnbouwvoertuigen (bijv.dumptrucks die platina uit Zimplats vervoeren)Om ervoor te zorgen dat de bruggen deze lasten kunnen dragen, 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- Wat is er?
AASHTO LRFD definieert de vrachtvereisten die aansluiten bij de vervoersbehoeften van Zimbabwe:
HL-93 Ladingcombinatie (baseline voor landelijke wegen)
De HL-93 standaard is de basis voor de meeste Zimbabwaanse geprefabriceerde bruggen.
voor geprefabriceerde stalen bruggen:Dit betekent dat traliespanelen moeten zijn ontworpen om buigmomenten van 150~200 kN·m en scheerkrachten van 80~100 kN· gemakkelijk te weerstaan met S275JR-staal (met een buigsterkte van 250 MPa)- Wat is er?
Een 320-kN (72,000-lb) ontwerp vrachtwagen (gelijk aan Zimbabwe's gemeenschappelijke 5 ton landbouwtrucks).
Een rijstrookbelasting van 9,3 kN/m2 (194 lb/ft2) (om rekening te houden met meerdere voertuigen op de brug).
Speciale voorzieningen voor mijnbouwbelasting
Voor bruggen in de buurt van mijnbouwgebieden (bijv. de Great Dyke, de thuisbasis van de platina-mijnen van Zimbabwe), gebruikt ZINARA de bepalingen van AASHTO (Specialized Hauling Vehicle) (SHV).Deze maken het mogelijk om op maat gemaakte ladingsmodellen voor mijnbouwtrucks van 15-30 ton te maken., met inbegrip van:
Voorgefabriceerde bruggen in mijnbouwgebieden maken gebruik van dikkere trussleden (12 mm versus 8 mm voor landelijke wegen) en extra kruisbeugels om aan deze normen te voldoen.een brug in 2021 in de buurt van Zvishavane (platina-mijncentrum) maakt gebruik van S355JR-stalen tralies en kan veilig 25-tons vrachtwagens vervoeren- Wat is er?
Een dynamische ladingspercentage (DLA) van 20% (om rekening te houden met trillingen van zware vrachtwagens op onverharde benaderingen).
Verhoogde belastingfactoren (γ_L = 1,8 versus 1,75 voor HL-93) om de veiligheidsmarge te waarborgen.
Voetgangers- en veebelasting
In het platteland van Zimbabwe worden bruggen vaak gebruikt door voetgangers, runderen en geiten.De onderdelen van de dakpanelen zijn ontworpen om verdeelde belastingen te kunnen dragen die veel hoger zijn dan dezeBovendien voegt ZINARA een lading van 2 kN/m2 toe voor vee, een lokale aanpassing van AASHTO om de agrarische economie van Zimbabwe te weerspiegelen.
Zimbabwe's keuze voor AASHTO komt voort uit drie praktische factoren:
Aansluiting op het mijnverkeer: de bepalingen van de AASHTO's zijn beter geschikt voor zware mijnbouwtrucks in Zimbabwe dan de Eurocodes (die zich richten op kleinere Europese voertuigen, maximaal 40 ton).
Toegankelijkheid van ontwerpbronnen: AASHTO-handleidingen en -software zijn op grote schaal beschikbaar via regionale partnerschappen (bijvoorbeeld met Zuid-Afrikaanse ingenieursbureaus),Overwegende dat de Eurocodes kostbare vergunningen vereisen;- Wat is er?
Bekendheid onder lokale ingenieurs: De meeste civiele ingenieurs in Zimbabwe krijgen opleiding in AASHTO-normen via regionale universiteiten (bijv. de Universiteit van Pretoria),het verminderen van de leercurve voor brugontwerp- Wat is er?
Zimbabwe's geprefabriceerde stalen brugprojecten strekken zich uit over plattelandsgemeenschappen, mijnbouwgebieden en herstelgebieden na rampen.
Project Achtergrond: De oorspronkelijke betonnen brug over de Save-rivier (een belangrijke zijrivier van de Limpopo) werd verwoest door de overstromingen van het regenseizoen 2022, waardoor 1,200 kleine boeren in het district Chiredzi van de tabaksmarkten van MasvingoDe boeren zouden hun gehele oogst van 2023 (waarde $1,2 miljoen) verliezen als er niet een vervangende brug werd gebouwd voor het plantenseizoen (oktober).
Voorgefabriceerde oplossing: een Baileybrug van 30 meter (Mabey Compact 200 model) met S275JR staal tralies en staal dekpanelen.vervoerd naar Chiredzi met vrachtwagens van 10 ton, en samengesteld door een lokaal team van 8 werknemers (in 2 dagen opgeleid door een Zuid-Afrikaanse technicus).
Belangrijkste resultaten:
Bouwtijd: 14 dagen (tegenover 6 maanden voor beton).
Kosten: 450.000 dollar (33% minder dan een betonnen brug).
De impact: Landbouwers leverden 90% van hun tabaksgewas op tijd en genereerden een inkomen van 1 miljoen dollar. De brug herstelde ook de toegang tot een landelijke kliniek, waardoor de transporttijd voor de moedersterfte met 50% werd verminderd.
Project Achtergrond: Zimplats, de grootste platina-mijnbouwbedrijf van Zimbabwe, had een brug nodig om de Ngezi-mijn te verbinden met de Bulawayo-Harare snelweg.De route vereiste het oversteken van een 25 meter lange, droge rivierbodem (slachtoffer voor overstromingen) en het vervoeren van 25 tonnen ertstrucks- Wat is er?
Voorgefabriceerde oplossing:Een 25 meter lange prefab-box-girder brug (ontworpen volgens de AASHTO SHV-normen) met S355JR stalen balken en gewapend betonnen dekpanelen (voor extra duurzaamheid onder mijnverkeer)De onderdelen werden in Harare vervaardigd (plaatselijke productie verminderde de transportkosten met 20%) en met behulp van een kleine mobiele kraan (gehuurd bij Bulawayo) samengesteld.
Belangrijkste resultaten:
Bouwtijd: 3 weken (minimale verstoring van de mijnbouw).
Laadvermogen: 30 ton (meer dan de Zimplats-verplichting van 25 ton).
Impact: De transporttijd van erts werd met 1 uur per reis verminderd, waardoor Zimplats jaarlijks $ 500.000 bespaarde aan brandstof- en arbeidskosten.
Project Achtergrond: Landelijke gemeenschappen in de buurt van het Kariba-meer vertrouwden op een gevaarlijke touwveerboot om een rivier van 15 meter over te steken, met jaarlijks 510 verdrinkingen (meestal kinderen die naar school gingen).De regering had een goedkope, alleen voor voetgangers.
Voorgefabriceerde oplossing: Een 15 meter lichte voorgefabriceerde brug met tralies (met lokale panelen van denkkruiden en geïmporteerde stalen tralies).De brug is ontworpen volgens de AASHTO-normen voor voetgangersbelasting (4.8 kN/m2) en door gemeenschapsleden (opgeleid door ZINARA-medewerkers) met handgereedschap geassembleerd.
Belangrijkste resultaten:
Kosten: 75,000 (80% gefinancierd door een plaatselijke NGO,15, 000 van ZINARA).
Bouwtijd: 7 dagen (gemeenschapsparticipatie bouwde lokale eigendom).
Impact: sinds 2020 zijn er geen verdrinkingen meer en de schoolopkomst van kinderen in het gebied is met 25% gestegen.
De meest gebruikte geprefabriceerde stalen brug in Zimbabwe is de Bailey Bridge, een op truss gebaseerd ontwerp uitgevonden door de Britse ingenieur Donald Bailey tijdens de Tweede Wereldoorlog.Het is een van de belangrijkste onderdelen van de plattelandsinfrastructuur van Zimbabwe., goed voor 70% van alle geprefabriceerde bruggen die sinds 2000 zijn aangelegd.
Spanbereik: 1060 meter (de meest voorkomende in Zimbabwe zijn 1530 meter, ideaal voor landelijke rivieren).
Laadcapaciteit: 5 ‰ 40 ton (afhankelijk van de trussconfiguratie).- Ik weet het niet.
Componenten:
Truss panelen: 3 meter lang, 1,5 meter hoog, gemaakt van S275JR staal. Elk paneel weegt 220 kg, gemakkelijk gedragen door 2 werknemers.
Dekeenheden: 3 meter lang, 0,75 meter breed, met stalen of houten planken.
Pins en bouten: 25 mm doorsnede stalen pins (voor schroefverbindingen) en bouten van klasse 8.8 (voor dekbevestiging).
Montagevereisten: Er is geen zware apparatuur nodig. Met handgereedschappen (sleutels, hamers) kan worden geassembleerd door een team van 68 opgeleide arbeiders in 12 dagen.
Lage transportkosten: Panelen passen op kleine vrachtwagens (algemeen in plattelandsgebieden) en kunnen met de hand worden gedragen in afgelegen gebieden zonder wegen.
Overstromingsbestendigheid: het traceringsontwerp maakt het mogelijk dat overstromingswater en puin doorlopen (het verminderen van hydrodynamische krachten) en gabionpilaren weerstaan wegspoelen.
Plaatselijk onderhoud: reparaties (bijv. vervanging van een beschadigd traceringspaneel) kunnen met basisgereedschap worden uitgevoerd, geen gespecialiseerde ingenieurs zijn nodig.ZINARA traint plaatselijke wegpersoneel voor jaarlijks onderhoud (boutenstrekken), verf aanpassingen).
Kosteneffectiviteit: een 20 meter lange Baileybrug kost
300,000 ¢350,000Gebruikte Bailey-bruggen (verplaatst van andere locaties) kosten nog minder dan ₹ 150.000 ₹ 200.000- Wat is er?
Herstel na de overstroming: Zoals eerder vermeld, was de brug van de provincie Masvingo in 2023 een Bailey-brug, die in 14 dagen werd geïnstalleerd om tabaksgewassen te redden.
Toegang tot scholen in het platteland: Een 10 meter lange Baileybrug in de provincie Manicaland (2022) verbindt een basisschool met 3 plattelandsdorpen,het verkorten van de pendeltijd van studenten van 1 uur (wandelen door een rivier) tot 10 minuten- Wat is er?
Mijnbouwtoegangswegen: Een 30 meter lange Baileybrug in de buurt van Kadoma (2021) vervoert 15-tonnen goudertstrucks, ter vervanging van een tijdelijke bodemforde die in het regenseizoen niet te bewandelen was.
Zimbabwe's infrastructuurplannen, waaronder de regering's nationaal masterplan voor vervoer (2021-2030) en partnerschappen met regionale organisaties (bijv. de Southern African Development Community,SADC) ◄ zal leiden tot een grotere invoering van geprefabriceerde stalen bruggenDe belangrijkste trends zijn:
De Commissie heeft in het kader van haar onderzoek naar de mogelijkheden voor de ontwikkeling van de Europese industriële samenwerking met de landen van Midden- en Oost-Europa en de landen van Midden- en Oost-Europa een aantal voorstellen ingediend.ZimSteel) om plaatselijk Bailey-brugpanelen en -bouten te producerenEen proeffabriek in Harare, geopend in 2023, produceert al 20% van de trusspanelen van Zimbabwe, waardoor de importkosten met 25% worden verlaagd.
Zimbabwe's veranderende klimaat (intensere overstromingen in het regenseizoen, langere droge seizoenen) dwingt tot verbetering van het ontwerp:
Corrosiebestendig staal: Er worden proeven uitgevoerd met verweringsbestendige staal (bijv. Corten A) voor traceringspanelen, dat een beschermende roestlaag vormt en de noodzaak van jaarlijkse lakken wegneemt.
Verhoogde dekken: Nieuwe prefabriceerde bruggen in overstromingsgevoelige gebieden (bijv. de Zambezi-vallei) zullen dekken hebben die 1 ̊2 meter hoger zijn dan het historische overstromingsniveau, met behulp van hogere gabions.
Om de beperkte onderhoudsmiddelen op het platteland aan te pakken, test ZINARA eenvoudige IoT-sensoren op geprefabriceerde bruggen.Deze goedkope sensoren (aangedreven door zonnepanelen) bewaken de dichtheid van de bouten en de vervorming van de traliesEen proefproject op 5 Bailey Bridges in Mashonaland Central (2023) heeft ongeplande storingen met 40% verminderd.
Zimbabwe werkt samen met de SADC aan het standaardiseren van de ontwerpen van geprefabriceerde bruggen in Zuid-Afrika.In de eerste plaats heeft de Commissie in haar advies over het voorstel voor een richtlijn van de Raad betreffende de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten betreffende de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van de lidstaten inzake de onderlinge aanpassing van de wetgevingen van- Wat is er?
- Ik weet het niet.
Voorgefabriceerde stalen bruggen zijn in Zimbabwe niet toevallig populair geworden, maar omdat ze een oplossing zijn die is afgestemd op de context: ze beantwoorden aan de fiscale beperkingen van het land,Uitdagingen voor de logistiek op het platteland, de herstellingsbehoeften na overstromingen en de eisen van het mijnbouw- en landbouwverkeer.Deze bruggen zijn veel praktischer dan traditionele betonnen bruggen, vooral in plattelandsgebieden waar middelen en expertise schaars zijn.- Wat is er?
De Bailey Bridge heeft zich bewezen als werkpaard voor de infrastructuur van Zimbabwe, aangepast aan alles, van kleine plattelandsbruggen tot mijnbouwtoegangswegen.Met lokale productie van onderdelen, klimaatbestendige opwaarderingen en regionale samenwerking op de horizon,Voorgefabriceerde stalen bruggen blijven de sleutel voor Zimbabwe's infrastructuurtekort, het ondersteunen van de economische groei en het opbouwen van weerbaarheid tegen klimaatverandering.
Voor Zimbabwe zijn geprefabriceerde stalen bruggen meer dan alleen bouwwerken: ze zijn een symbool van bruikbaarheid en hoop.Het is mogelijk om infrastructuur te bouwen die de behoeften van de mensen bedient.