چرا پل های فولادی پیش ساخته ای آشتو در زیمبابوه محبوب هستند؟

تمرکز بر سرعت، مقرون به صرفه بودن و اتصال روستایی​

1. مقدمه​

زیمبابوه، یک کشور محصور در خشکی در جنوب آفریقا، با یک کمبود زیرساختی حیاتی مواجه است: بیش از 60 درصد از شبکه جاده‌ای آن و 40 درصد از پل‌های آن در دوران استعمار (دهه‌های 1920 تا 1970) ساخته شده‌اند و به دلیل نگهداری محدود، سیل‌های مکرر فصل بارندگی (نوامبر تا مارس) و ترافیک سنگین معدن/کشاورزی، رو به زوال رفته‌اند. برای کشوری که 70 درصد از جمعیت آن در مناطق روستایی زندگی می‌کنند و 80 درصد از صادرات (تنباکو، طلا، پلاتین) به حمل و نقل جاده‌ای وابسته است، پل‌های کاربردی فقط زیرساخت نیستند، بلکه شریان‌های حیاتی هستند.​

پل‌های بتنی سنتی که در محل ریخته می‌شوند، زمانی که هنجار بودند، برای واقعیت زیمبابوه نامناسب بوده‌اند: ساخت آن‌ها 6 تا 12 ماه طول می‌کشد (از دست دادن پنجره‌های ساخت و ساز باریک پس از سیل)، 30 تا 50 درصد بیشتر از جایگزین‌های پیش‌ساخته هزینه دارند و به نیروی کار و تجهیزات تخصصی نیاز دارند که در مناطق روستایی کمیاب است. در برابر این پس‌زمینه، پل‌های فولادی پیش‌ساخته - ساخته شده در کارخانه، مدولار و سریع‌الاجرا - به عنوان یک راه‌حل متحول‌کننده ظاهر شده‌اند. این مقاله توضیح می‌دهد که چرا این پل‌ها به انتخاب ترجیحی زیمبابوه تبدیل شده‌اند، که بر اساس طراحی فنی، مطالعات موردی محلی و همسویی با استانداردهای بار منطقه‌ای است.​

2. پل‌های فولادی پیش‌ساخته چیستند؟ تعریف، ترکیب ساختاری و ویژگی‌های اصلی​

2.1 تعریف​

یک پل فولادی پیش‌ساخته(همچنین به نام پل فولادی مدولار نیز شناخته می‌شود) سازه‌ای است که در آن اجزای کلیدی - تیرها، خرپاها، پانل‌های عرشه و اتصالات - در یک محیط کارخانه‌ای کنترل‌شده تولید می‌شوند، سپس برای مونتاژ به محل ساخت و ساز منتقل می‌شوند. برخلاف پل‌های فولادی یا بتنی سنتی که در محل جوش داده می‌شوند، پیش‌ساختگی، کار میدانی را به حداقل می‌رساند، قرار گرفتن در معرض آب و هوای سخت زیمبابوه را کاهش می‌دهد و کیفیت ثابتی را تضمین می‌کند.​

در زیمبابوه، پل‌های فولادی پیش‌ساخته معمولاً برای دهانه‌های 10 تا 60 متری (ایده‌آل برای عبور از رودخانه‌های روستایی مانند شاخه‌های Save یا Limpopo) و بارهای 10 تا 40 تنی (برای حمل کامیون‌های کشاورزی و وسایل نقلیه سبک معدنی) طراحی شده‌اند. متداول‌ترین انواع شامل طرح‌های مبتنی بر خرپا (به عنوان مثال، پل‌های بیلی) و ماژول‌های تیر جعبه‌ای هستند - که به دلیل سادگی، دوام و سازگاری با قابلیت‌های حمل و نقل و ساخت و ساز محدود زیمبابوه انتخاب شده‌اند.​

2.2 ترکیب ساختاری (متناسب با محیط زیست زیمبابوه)​

پل‌های فولادی پیش‌ساخته زیمبابوه برای مقاومت در برابر سه چالش کلیدی مهندسی شده‌اند: سیل‌های فصل بارندگی، فرسایش گرد و غبار/شن روستایی و ترافیک سنگین اما متناوب. ترکیب آن‌ها شامل سه سیستم به هم پیوسته است:​

روسازه: چارچوب تحمل بار​

روسازه بارهای ترافیکی را حمل می‌کند و برای مونتاژ سریع بهینه شده است:​

مجموعه‌های خرپا/تیر: برای اکثر پل‌های روستایی زیمبابوه، سیستم‌های خرپا (به عنوان مثال، پانل‌های پل بیلی) به دلیل وزن سبک‌تر و حمل و نقل آسان‌تر، نسبت به تیرهای جعبه‌ای ترجیح داده می‌شوند. این خرپاها از فولاد ساختاری با استحکام بالا (S275JR یا S355JR) با حداقل استحکام تسلیم 275 مگاپاسکال استفاده می‌کنند - که برای ترافیک کشاورزی و معدنی سبک زیمبابوه کافی است. هر پانل خرپا 3 تا 6 متر طول و 150 تا 300 کیلوگرم وزن دارد و حمل و نقل آن را از طریق کامیون‌های 10 تنی (متداول‌ترین وسیله نقلیه سنگین در مناطق روستایی) امکان‌پذیر می‌کند.​

پانل‌های عرشه: صفحات فولادی نازک (6 تا 8 میلی‌متر ضخامت) یا پانل‌های کامپوزیت چوبی (ارزان‌تر و منبع محلی) که سطح رانندگی را تشکیل می‌دهند. در مناطق مستعد سیل (به عنوان مثال، دره زامبزی)، پانل‌های عرشه فولادی با رنگ غنی از روی (80 میکرومتر ضخامت) پوشانده می‌شوند تا در برابر خوردگی ناشی از لجن و زباله‌های آب سیل مقاومت کنند.​

ریل‌های کناری: ریل‌های فولادی سبک وزن (S235JR) که به خرپاها برای ایمنی عابر پیاده جوش داده می‌شوند - که در مناطق روستایی که پل‌ها توسط وسایل نقلیه و دام‌ها استفاده می‌شوند، حیاتی است.​

زیرساخت: فونداسیون برای انعطاف‌پذیری در برابر سیل​

زیرساخت، پل را به زمین متصل می‌کند و برای زنده ماندن از سیل‌های فصلی طراحی شده است:​

تکیه‌گاه‌ها: گابیون‌های بتنی یا فولادی پر از سنگ (قفه‌های توری سیمی) که از روسازه پشتیبانی می‌کنند. تکیه‌گاه‌های گابیونی در زیمبابوه محبوب هستند زیرا کم‌هزینه (با استفاده از سنگ محلی) و انعطاف‌پذیر هستند - می‌توانند در هنگام سیل کمی جابجا شوند بدون اینکه ترک بخورند. برای رودخانه‌های بزرگتر (به عنوان مثال، رودخانه Save)، تکیه‌گاه‌های بتنی با شمع‌های فولادی که 5 تا 8 متر عمق دارند، تقویت می‌شوند تا از شسته شدن جلوگیری شود.​

پایه‌ها (برای دهانه‌های بلند): پایه‌های فولادی یا بتنی که 20 تا 30 متر از هم فاصله دارند برای دهانه‌های بیش از 30 متر. در زیمبابوه، پایه‌های فولادی اغلب از پل‌های قدیمی استفاده مجدد می‌شوند و هزینه‌ها را 40 درصد کاهش می‌دهند.​

یاتاقان‌ها: یاتاقان‌های الاستومری ساده (پدهای لاستیکی) که امکان انبساط و حرکت حرارتی جزئی را در هنگام سیل فراهم می‌کنند. برخلاف یاتاقان‌های آونگی اصطکاکی پیچیده، اینها نیازی به نگهداری ندارند - ایده‌آل برای مناطق روستایی با تخصص فنی محدود.​

سیستم‌های اتصال: مونتاژ سریع و بدون ابزار​

ویژگی بارز پل‌های فولادی پیش‌ساخته در زیمبابوه، اتصالات آسان آن‌ها است:​

اتصالات پیچ‌دار: پیچ‌های با استحکام بالا (درجه 8.8) با سوراخ‌های از پیش سوراخ شده در پانل‌های خرپا. نیازی به جوشکاری در محل نیست - کارگران از ابزارهای دستی اولیه (آچار) برای سفت کردن پیچ‌ها استفاده می‌کنند، مهارتی که می‌توان در 1 تا 2 روز آموزش داد.​

اتصالات پین: که در پل‌های بیلی استفاده می‌شود، به پانل‌های خرپا اجازه می‌دهد تا در عرض چند دقیقه با پین‌های فولادی (25 تا 30 میلی‌متر قطر) به هم متصل شوند. این سیستم «کلیک و قفل» برای مونتاژ سریع پس از سیل، زمانی که زمان از اهمیت بالایی برخوردار است، حیاتی است.​

2.3 ویژگی‌های اصلی و مزایای زیمبابوه​

پل‌های فولادی پیش‌ساخته، مهم‌ترین نقاط درد زیرساختی زیمبابوه را از طریق پنج مزیت کلیدی برطرف می‌کنند:​

ساخت و ساز سریع (بحرانی برای بازیابی پس از سیل): سیل‌های فصل بارندگی زیمبابوه سالانه 20 تا 30 پل روستایی را تخریب می‌کنند و جوامع را از بازارها و مراقبت‌های بهداشتی جدا می‌کنند. پل‌های پیش‌ساخته را می‌توان در 1 تا 4 هفته مونتاژ کرد (در مقابل 6 تا 12 ماه برای بتن)، و اطمینان حاصل کرد که دسترسی قبل از فصل کاشت یا برداشت بازیابی می‌شود. به عنوان مثال، یک پل بیلی 20 متری در استان ماسوینگو در سال 2023 پس از اینکه سیل پل بتنی اصلی را شست، در 10 روز نصب شد - که 500 کشاورز خرده‌پا را از از دست دادن محصول تنباکوی خود نجات داد.​

کم هزینه (همسو با محدودیت‌های مالی): دولت زیمبابوه تنها 3 درصد از تولید ناخالص داخلی خود را به زیرساخت‌ها اختصاص می‌دهد (در مقابل میانگین آفریقایی 5 درصد). پل‌های فولادی پیش‌ساخته به لطف موارد زیر، 15000 تا 30000 دلار در هر متر هزینه دارند (در مقابل 25000 تا 50000 دلار برای بتن): (1) تولید انبوه کارخانه‌ای؛ (2) نیروی کار محلی (نیازی به مهندسان متخصص نیست)؛ (3) اجزای قابل استفاده مجدد. اداره ملی جاده‌های زیمبابوه (ZINARA) گزارش می‌دهد که پل‌های پیش‌ساخته، بودجه سالانه تعمیر پل خود را 35 درصد کاهش داده‌اند.​

قابلیت حمل و نقل (مناسب برای تدارکات روستایی): 80 درصد از جاده‌های روستایی زیمبابوه آسفالت نشده‌اند و فقط می‌توانند وسایل نقلیه زیر 15 تن را در خود جای دهند. اجزای پل پیش‌ساخته (حداکثر 300 کیلوگرم در هر پانل) در کامیون‌های کوچک یا حتی چرخ‌های گاو در مناطق دورافتاده مانند ماتابه‌لند شمالی جا می‌شوند. در مقابل، تیرهای بتنی (هر کدام 5 تا 10 تن) به کامیون‌ها و جرثقیل‌های سنگین نیاز دارند - که در زیمبابوه روستایی کمیاب است.​

دوام (مقاوم در برابر شرایط سخت): با پوشش‌های روی مناسب و تکیه‌گاه‌های گابیونی، پل‌های فولادی پیش‌ساخته در آب و هوای زیمبابوه 20 تا 30 سال عمر مفید دارند. یک پل بیلی که در سال 1998 نصب شد در استان ماشونالند غربی همچنان روزانه کامیون‌های کشاورزی 5 تنی را حمل می‌کند و فقط به سفت کردن سالانه پیچ و لمس رنگ نیاز دارد.​

انعطاف‌پذیری و قابلیت استفاده مجدد: پل‌های پیش‌ساخته را می‌توان جدا کرد و به مکان‌های جدید منتقل کرد - یک مزیت کلیدی در زیمبابوه، جایی که نیازهای زیرساختی تغییر می‌کند (به عنوان مثال، بسته شدن یک معدن یا تشکیل یک سکونتگاه روستایی جدید). در سال 2022، یک پل پیش‌ساخته 30 متری از یک معدن طلای بسته شده در کادوما به یک مدرسه جدید در مورهوا منتقل شد و 120000 دلار در هزینه‌های ساخت و ساز جدید صرفه‌جویی شد.​

3. استانداردهای بار وسایل نقلیه AASHTO: مطابقت با نیازهای ترافیکی زیمبابوه​

شبکه جاده‌ای زیمبابوه به دو نوع ترافیک غالب خدمات می‌دهد: (1) وسایل نقلیه کشاورزی سبک (2 تا 5 تن، به عنوان مثال، وانت‌هایی که تنباکو حمل می‌کنند) و (2) وسایل نقلیه معدنی سنگین (15 تا 30 تن، به عنوان مثال، کامیون‌های کمپرسی که پلاتین را از Zimplats حمل می‌کنند). برای اطمینان از اینکه پل‌ها می‌توانند این بارها را تحمل کنند، ZINARA زیمبابوه، انجمن آمریکایی مقامات بزرگراه و حمل و نقل ایالتی (AASHTO) LRFD Bridge Design Specifications - به طور خاص فصل 3 در مورد بارهای وسایل نقلیه - را به عنوان استاندارد ملی خود در سال 2015 اتخاذ کرد.​

3.1 مفاد کلیدی AASHTO برای زیمبابوه​

AASHTO LRFD الزامات بار را تعریف می‌کند که با نیازهای حمل و نقل زیمبابوه همسو هستند:​

ترکیب بار HL-93 (خط پایه برای جاده‌های روستایی)​

استاندارد HL-93 اساس اکثر پل‌های پیش‌ساخته زیمبابوه است. این ترکیب می‌کند:​

برای پل‌های فولادی پیش‌ساخته، این بدان معناست که پانل‌های خرپا باید طوری طراحی شوند که در برابر لحظات خمشی 150 تا 200 کیلو نیوتن متر و نیروهای برشی 80 تا 100 کیلو نیوتن مقاومت کنند - که به راحتی با فولاد S275JR (که دارای استحکام خمشی 250 مگاپاسکال است) قابل دستیابی است.​

یک کامیون طراحی 320 کیلو نیوتن (72000 پوند) (معادل کامیون‌های کشاورزی 5 تنی رایج زیمبابوه).​

یک بار خطی 9.3 کیلو نیوتن بر متر مربع (194 پوند بر فوت مربع) (برای در نظر گرفتن چندین وسیله نقلیه در پل).​

مقررات بار معدنی تخصصی​

برای پل‌های نزدیک مناطق معدنی (به عنوان مثال، Great Dyke، محل معادن پلاتین زیمبابوه)، ZINARA از مقررات «وسیله نقلیه حمل و نقل تخصصی» (SHV) AASHTO استفاده می‌کند. اینها امکان مدل‌های بار سفارشی را برای کامیون‌های معدنی 15 تا 30 تنی، از جمله موارد زیر فراهم می‌کنند:​

پل‌های پیش‌ساخته در مناطق معدنی از اعضای خرپای ضخیم‌تر (12 تا 14 میلی‌متر در مقابل 8 تا 10 میلی‌متر برای جاده‌های روستایی) و مهاربندی متقاطع اضافی برای برآورده کردن این استانداردها استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، یک پل نصب شده در سال 2021 در نزدیکی Zvishavane (مرکز معدن پلاتین) از خرپاهای فولادی S355JR استفاده می‌کند و می‌تواند با خیال راحت کامیون‌های کمپرسی 25 تنی را حمل کند - که برای حمل سنگ معدن به بندر Bulawayo حیاتی است.​

یک کمک هزینه بار دینامیکی (DLA) 20٪ (برای در نظر گرفتن لرزش‌های ناشی از کامیون‌های سنگین در مسیرهای آسفالت نشده).​

افزایش عوامل بار (γ_L = 1.8 در مقابل 1.75 برای HL-93) برای اطمینان از حاشیه ایمنی.​

بارهای عابر پیاده و دام​

در زیمبابوه روستایی، پل‌ها اغلب توسط عابران پیاده، گاو و بز استفاده می‌شوند. AASHTO یک بار عابر پیاده 4.8 کیلو نیوتن بر متر مربع (100 پوند بر فوت مربع) را مشخص می‌کند که پل‌های فولادی پیش‌ساخته به راحتی آن را در خود جای می‌دهند - پانل‌های عرشه آن‌ها برای پشتیبانی از بارهای توزیع شده‌ای که بسیار بیشتر از این هستند، طراحی شده‌اند. علاوه بر این، ZINARA یک بار 2 کیلو نیوتن بر متر مربع برای دام اضافه می‌کند، یک انطباق محلی از AASHTO برای انعکاس اقتصاد کشاورزی زیمبابوه.​

3.2 چرا AASHTO (نه Eurocodes یا استانداردهای محلی)؟​

انتخاب AASHTO توسط زیمبابوه ناشی از سه عامل عملی است:​

همسویی با ترافیک معدن: مقررات SHV AASHTO برای کامیون‌های معدنی سنگین زیمبابوه نسبت به Eurocodes (که بر وسایل نقلیه کوچک‌تر اروپایی، حداکثر 40 تن تمرکز دارند) مناسب‌تر است.​

دسترسی به منابع طراحی: کتابچه‌ها و نرم‌افزارهای AASHTO از طریق مشارکت‌های منطقه‌ای (به عنوان مثال، با شرکت‌های مهندسی آفریقای جنوبی) به طور گسترده در دسترس هستند، در حالی که Eurocodes به مجوزهای پرهزینه نیاز دارند.​

آشنایی در میان مهندسان محلی: اکثر مهندسان عمران زیمبابوه از طریق دانشگاه‌های منطقه‌ای (به عنوان مثال، دانشگاه پرتوریا) آموزش‌هایی را در استانداردهای AASHTO دریافت می‌کنند و منحنی یادگیری را برای طراحی پل کاهش می‌دهند.​

4. مطالعات موردی: پل‌های فولادی پیش‌ساخته در زیمبابوه​

پروژه‌های پل فولادی پیش‌ساخته زیمبابوه، جوامع روستایی، مناطق معدنی و سایت‌های بازیابی پس از فاجعه را در بر می‌گیرد. در زیر سه نمونه شاخص وجود دارد که تأثیر آن‌ها را برجسته می‌کند:​

4.1 پل کشاورزی رودخانه Save (استان ماسوینگو، 2023)​

پیشینه پروژه: پل بتنی اصلی بر روی رودخانه Save (یک شاخه اصلی از Limpopo) توسط سیل‌های فصل بارندگی 2022 تخریب شد و 1200 کشاورز خرده‌پا در منطقه Chiredzi را از بازارهای تنباکوی ماسوینگو جدا کرد. کشاورزان در صورت عدم ساخت پل جایگزین تا فصل کاشت (اکتبر) با از دست دادن کل محصول 2023 خود (به ارزش 1.2 میلیون دلار) مواجه شدند.​

راه‌حل پیش‌ساخته: یک پل بیلی 30 متری (مدل Mabey Compact 200) با خرپاهای فولادی S275JR و پانل‌های عرشه فولادی. اجزا در آفریقای جنوبی تولید شدند، از طریق کامیون‌های 10 تنی به Chiredzi منتقل شدند و توسط یک تیم محلی متشکل از 8 کارگر (که در 2 روز توسط یک تکنسین آفریقای جنوبی آموزش دیدند) مونتاژ شدند.​

نتایج کلیدی:​

زمان ساخت: 14 روز (در مقابل 6 ماه برای بتن).​

هزینه: 450000 دلار (33٪ کمتر از یک پل بتنی).​

تأثیر: کشاورزان 90٪ از محصول تنباکوی خود را به موقع تحویل دادند و 1 میلیون دلار درآمد کسب کردند. این پل همچنین دسترسی به یک کلینیک روستایی را بازیابی کرد و زمان حمل و نقل مرگ و میر مادران را 50٪ کاهش داد.​

4.2 پل معدن Zvishavane (استان میدلندز، 2021)​

پیشینه پروژه: Zimplats، بزرگترین معدنچی پلاتین زیمبابوه، به پلی نیاز داشت تا معدن Ngezi خود را به بزرگراه Bulawayo-Harare متصل کند. این مسیر نیاز به عبور از یک بستر خشک رودخانه 25 متری (مستعد سیل ناگهانی) و حمل کامیون‌های سنگ معدن 25 تنی داشت.​

راه‌حل پیش‌ساخته: یک پل تیر جعبه‌ای پیش‌ساخته 25 متری (طراحی شده بر اساس استانداردهای AASHTO SHV) با تیرهای فولادی S355JR و پانل‌های عرشه بتنی مسلح (برای دوام بیشتر تحت ترافیک معدن). اجزا در هراره ساخته شدند (تولید محلی هزینه‌های حمل و نقل را 20٪ کاهش داد) و با استفاده از یک جرثقیل سیار کوچک (اجاره شده از Bulawayo) مونتاژ شدند.​

نتایج کلیدی:​

زمان ساخت: 3 هفته (حداقل اختلال در عملیات معدن).​

ظرفیت بار: 30 تن (بیشتر از نیاز 25 تنی Zimplats).​

تأثیر: زمان حمل و نقل سنگ معدن در هر سفر 1 ساعت کاهش یافت و سالانه 500000 دلار در هزینه‌های سوخت و نیروی کار برای Zimplats صرفه‌جویی شد. این پل در برابر 3 سیل ناگهانی (2021-2023) بدون هیچ آسیبی مقاومت کرده است.​

4.3 پل عابر پیاده روستایی Kariba (استان ماشونالند غربی، 2020)​

پیشینه پروژه: جوامع روستایی در نزدیکی دریاچه Kariba برای عبور از یک رودخانه 15 متری به یک کشتی طنابی خطرناک متکی بودند که سالانه 5 تا 10 مورد غرق شدن (عمدتاً کودکان در حال رفتن به مدرسه) گزارش می‌شد. دولت به یک راه‌حل کم‌هزینه و فقط برای عابر پیاده نیاز داشت.​

راه‌حل پیش‌ساخته: یک پل خرپای پیش‌ساخته سبک وزن 15 متری (با استفاده از پانل‌های عرشه چوبی کاج محلی و خرپاهای فولادی وارداتی). این پل بر اساس استانداردهای بار عابر پیاده AASHTO (4.8 کیلو نیوتن بر متر مربع) طراحی شده بود و توسط اعضای جامعه (آموزش دیده توسط کارکنان ZINARA) با استفاده از ابزارهای دستی مونتاژ شد.​

نتایج کلیدی:​

هزینه: ​ 75000 (80٪ توسط یک سازمان غیردولتی محلی تأمین شد،15000 از ZINARA).​

زمان ساخت: 7 روز (مشارکت جامعه مالکیت محلی را ایجاد کرد).​

تأثیر: از سال 2020 هیچ غرق شدنی وجود نداشته است و حضور کودکان در مدرسه در این منطقه 25 درصد افزایش یافته است. این پل همچنین برای حمل کالاهای کشاورزی کوچک (به عنوان مثال، گوجه فرنگی) به شهر Kariba استفاده می‌شود.​

5. یک مدل پل فولادی پیش‌ساخته رایج در زیمبابوه: پل بیلی​

پرمصرف‌ترین پل فولادی پیش‌ساخته در زیمبابوه، پل بیلی است - یک طرح مبتنی بر خرپا که توسط مهندس بریتانیایی دونالد بیلی در طول جنگ جهانی دوم اختراع شد. سادگی، دوام و سازگاری آن، آن را به یک عنصر اصلی زیرساخت‌های روستایی زیمبابوه تبدیل کرده است و 70 درصد از کل پل‌های پیش‌ساخته نصب شده از سال 2000 را به خود اختصاص داده است.​

5.1 مشخصات فنی​

محدوده دهانه: 10 تا 60 متر (متداول‌ترین در زیمبابوه 15 تا 30 متر است، ایده‌آل برای رودخانه‌های روستایی).​

ظرفیت بار: 5 تا 40 تن (بسته به پیکربندی خرپا). پل‌های کشاورزی روستایی از پیکربندی «تک-دو» (5 تا 10 تن) استفاده می‌کنند، در حالی که پل‌های معدنی از «دو-دو» (15 تا 25 تن) استفاده می‌کنند.​

اجزا:​

پانل‌های خرپا: 3 متر طول، 1.5 متر ارتفاع، ساخته شده از فولاد S275JR. هر پانل 220 کیلوگرم وزن دارد که به راحتی توسط 2 کارگر حمل می‌شود.​

واحدهای عرشه: 3 متر طول، 0.75 متر عرض، با تخته‌های فولادی یا چوبی.​

پین‌ها و پیچ‌ها: پین‌های فولادی با قطر 25 میلی‌متر (برای اتصالات خرپا) و پیچ‌های درجه 8.8 (برای اتصال عرشه).​

الزامات مونتاژ: نیازی به تجهیزات سنگین نیست - می‌توان آن را با ابزارهای دستی (آچار، چکش) توسط تیمی متشکل از 6 تا 8 کارگر که در 1 تا 2 روز آموزش دیده‌اند، مونتاژ کرد.​

5.2 چرا پل بیلی برای زیمبابوه عالی است​

هزینه‌های حمل و نقل کم: پانل‌ها در کامیون‌های کوچک (متداول در مناطق روستایی) جا می‌شوند و می‌توانند در مکان‌های دورافتاده بدون جاده با دست حمل شوند.​

انعطاف‌پذیری در برابر سیل: طراحی خرپا به آب سیل و زباله‌ها اجازه می‌دهد تا عبور کنند (کاهش نیروهای هیدرودینامیکی) و تکیه‌گاه‌های گابیونی در برابر شسته شدن مقاومت می‌کنند.​

قابلیت نگهداری محلی: تعمیرات (به عنوان مثال، جایگزینی یک پانل خرپای آسیب‌دیده) را می‌توان با ابزارهای اساسی انجام داد - نیازی به مهندسان متخصص نیست. ZINARA به خدمه جاده‌ای محلی آموزش می‌دهد تا تعمیر و نگهداری سالانه (سفت کردن پیچ، لمس رنگ) را انجام دهند.​

مقرون به صرفه بودن: یک پل بیلی 20 متری 300000 تا 350000 دلار هزینه دارد که 40 درصد ارزان‌تر از یک پل بتنی مشابه است. پل‌های بیلی استفاده شده (که از سایت‌های دیگر منتقل شده‌اند) حتی کمتر هزینه دارند - 150000 تا 200000 دلار.​

5.3 نمونه‌هایی از استفاده از پل بیلی در زیمبابوه​

بازیابی پس از سیل: همانطور که قبلاً ذکر شد، پل استان ماسوینگو در سال 2023 یک پل بیلی بود که در 14 روز نصب شد تا محصولات تنباکو را نجات دهد.​

دسترسی به مدرسه روستایی: یک پل بیلی 10 متری در استان مانیکالند (2022) یک مدرسه ابتدایی را به 3 روستای روستایی متصل می‌کند و زمان رفت و آمد دانش‌آموزان را از 1 ساعت (پیاده‌روی از طریق رودخانه) به 10 دقیقه کاهش می‌دهد.​

جاده‌های دسترسی به معدن: یک پل بیلی «دو-دو» 30 متری در نزدیکی کادوما (2021) کامیون‌های سنگ معدن طلای 15 تنی را حمل می‌کند و جایگزین یک گذرگاه خاکی موقت می‌شود که در فصل بارندگی غیرقابل عبور بود.

6. چشم‌اندازهای آینده برای پل‌های فولادی پیش‌ساخته در زیمبابوه​

برنامه‌های زیرساختی زیمبابوه - از جمله «طرح جامع حمل و نقل ملی (2021-2030)» دولت و مشارکت با سازمان‌های منطقه‌ای (به عنوان مثال، جامعه توسعه جنوب آفریقا، SADC) - باعث افزایش پذیرش پل‌های فولادی پیش‌ساخته خواهد شد. روندهای کلیدی عبارتند از:​

6.1 تولید محلی اجزا​

در حال حاضر، 60 درصد از اجزای پل پیش‌ساخته از آفریقای جنوبی یا چین وارد می‌شوند. برای کاهش هزینه‌ها و ایجاد شغل، دولت با تولیدکنندگان فولاد محلی (به عنوان مثال، ZimSteel) برای تولید پانل‌های پل بیلی و پیچ‌ها در سطح محلی همکاری می‌کند. یک کارخانه آزمایشی در هراره که در سال 2023 افتتاح شد، در حال حاضر 20 درصد از پانل‌های خرپای زیمبابوه را تولید می‌کند - که هزینه‌های واردات را 25 درصد کاهش می‌دهد.​

6.2 ارتقاء مقاوم در برابر آب و هوا​

تغییرات آب و هوایی زیمبابوه (سیل‌های شدیدتر فصل بارندگی، فصل‌های خشک طولانی‌تر) باعث بهبود طراحی می‌شود:​

فولاد مقاوم در برابر خوردگی: آزمایش‌ها با فولاد هوازدگی (به عنوان مثال، Corten A) برای پانل‌های خرپا در حال انجام است که یک لایه زنگ محافظ ایجاد می‌کند و نیاز به رنگ‌آمیزی سالانه را از بین می‌برد.​

عرشه‌های مرتفع: پل‌های پیش‌ساخته جدید در مناطق مستعد سیل (به عنوان مثال، دره زامبزی) عرشه‌هایی خواهند داشت که 1 تا 2 متر بالاتر از سطح سیل تاریخی قرار دارند و از تکیه‌گاه‌های گابیونی بلندتر استفاده می‌کنند.​

6.3 نظارت دیجیتال برای نگهداری​

برای رسیدگی به منابع محدود نگهداری روستایی، ZINARA در حال آزمایش حسگرهای IoT ساده در پل‌های پیش‌ساخته است. این حسگرهای کم‌هزینه (که توسط پنل‌های خورشیدی تغذیه می‌شوند) سفت بودن پیچ و تغییر شکل خرپا را نظارت می‌کنند و در صورت نیاز به تعمیر، از طریق پیامک به خدمه جاده‌ای محلی هشدار می‌دهند. یک پروژه آزمایشی در 5 پل بیلی در ماشونالند مرکزی (2023) خرابی‌های برنامه‌ریزی نشده را 40 درصد کاهش داد.​

6.4 همکاری منطقه‌ای SADC​

زیمبابوه در حال همکاری با SADC برای استانداردسازی طرح‌های پل پیش‌ساخته در سراسر جنوب آفریقا است. این امر امکان اشتراک اجزا (به عنوان مثال، قرض گرفتن پانل‌های خرپا از آفریقای جنوبی در مواقع اضطراری سیل) و تدارکات مشترک را فراهم می‌کند - که هزینه‌ها را برای همه کشورهای عضو 15 تا 20 درصد کاهش می‌دهد.​

​​

پل‌های فولادی پیش‌ساخته در زیمبابوه به طور تصادفی محبوب نشده‌اند، بلکه به این دلیل که «راه‌حلی متناسب با زمینه» هستند: آن‌ها محدودیت‌های مالی کشور، چالش‌های تدارکات روستایی، نیازهای بازیابی پس از سیل و تقاضای ترافیک معدن/کشاورزی را برطرف می‌کنند. سرعت، مقرون به صرفه بودن و دوام آن‌ها، آن‌ها را بسیار کاربردی‌تر از پل‌های بتنی سنتی می‌کند - به ویژه در مناطق روستایی که منابع و تخصص کمیاب است.​

پل بیلی، به طور خاص، ارزش خود را به عنوان یک اسب بارکش برای زیرساخت‌های زیمبابوه ثابت کرده است و با همه چیز از پل‌های عابر پیاده روستایی کوچک گرفته تا جاده‌های دسترسی به معدن سازگار است. با تولید اجزای محلی، ارتقاء مقاوم در برابر آب و هوا و همکاری منطقه‌ای در افق، پل‌های فولادی پیش‌ساخته همچنان کلید زیمبابوه برای بستن کسری زیرساختی آن خواهد بود - اتصال جوامع روستایی، حمایت از رشد اقتصادی و ایجاد انعطاف‌پذیری در برابر تغییرات آب و هوایی.​

برای زیمبابوه، پل‌های فولادی پیش‌ساخته چیزی بیش از سازه هستند: آن‌ها نمادی از عملی بودن و امید هستند - ثابت می‌کنند که حتی با منابع محدود، می‌توان زیرساخت‌هایی ساخت که نیازهای مردم را برآورده کند.