Khi Châu Phi tăng tốc phát triển cơ sở hạ tầng để thu hẹp khoảng cách giữa nông thôn và thành thị và hỗ trợ các ngành công nghiệp chính như khai thác mỏ,cầu thép mô-đun—đặc biệt là những cây cầu Bailey—đã nổi lên như một giải pháp nền tảng. Khả năng thích ứng với các địa hình đầy thách thức, triển khai nhanh chóng và hiệu quả về chi phí hoàn toàn phù hợp với nhu cầu đa dạng của lục địa. Đối với Lesotho, một “vương quốc miền núi” không giáp biển ở Nam Phi, những cây cầu Bailey không chỉ là tài sản xây dựng mà còn là huyết mạch: chúng kết nối các cộng đồng nông thôn biệt lập, hỗ trợ các hoạt động khai thác kim cương và chịu được thời tiết khắc nghiệt theo mùa của đất nước.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ CẦU EVERCROSS (SHANGHAI), nhà xuất khẩu B2B hàng đầu về cầu bailey với sự hiện diện mạnh mẽ trên khắp 12 quốc gia Châu Phi, kết hợp giá cả cạnh tranh với việc tuân thủ chất lượng nghiêm ngặt để đáp ứng nhu cầu đặc biệt của Lesotho. Báo cáo này trình bày chi tiết các nguyên tắc cơ bản của cầu thép bailey, sự liên quan của tiêu chuẩn thiết kế Châu Âu BS5400 với Lesotho, các yêu cầu quan trọng về sản xuất và thủ công để xuất khẩu sang quốc gia này, cũng như các xu hướng rộng hơn về cầu kết cấu thép ở Châu Phi—được hỗ trợ bởi kinh nghiệm dự án thực tế của EVERCROSS.
Cầu bailey (hay “cầu bảng Bailey”) là cầu giàn thép đúc sẵn, mô-đun được thiết kế để lắp ráp và tháo dỡ nhanh chóng mà không cần thiết bị xây dựng hạng nặng. Được đặt theo tên nhà phát minh, kỹ sư người Anh Sir Donald Bailey, người đã phát triển nó vào năm 1940 trong Thế chiến thứ hai, ban đầu nó được sử dụng để nhanh chóng khôi phục các tuyến vận tải bị phá hủy do chiến tranh. Ngày nay, cầu Bailey phục vụ cả mục đích tạm thời (ví dụ: cứu trợ thiên tai) và mục đích lâu dài (ví dụ: kết nối đường nông thôn, tiếp cận khai thác), kéo dài khoảng cách từ 10 mét đến hơn 90 mét và hỗ trợ tải trọng từ hành khách hạng nhẹ đến xe tải khai thác mỏ 240 tấn.
Cầu Bailey được phân biệt bởi thiết kế mô-đun, mang lại sự linh hoạt và hiệu quả. Các thành phần cấu trúc chính bao gồm:
Tấm Bailey: Các bộ phận chịu tải chính, thường dài 3,05 mét (10 feet, phản ánh nguồn gốc thiết kế của đế quốc thời kỳ đầu) và được làm bằng thép cường độ cao (ví dụ: Q355ND, S355JR). Các tấm có cấu trúc giàn (các thành phần dọc và chéo) phân bổ trọng lượng đồng đều, đảm bảo độ ổn định của cấu trúc.
Dầm ngang: Các thanh ngang nối các dãy ván sàn song song, đỡ mặt cầu và truyền tải trọng lên các tấm ván.
Ván sàn: Các tấm ván thép hoặc gỗ (hoặc vật liệu composite) đặt trên các dầm ngang để tạo bề mặt lái xe/đi lại. Để sử dụng lâu dài ở Châu Phi, sàn thép được ưu tiên vì độ bền chống mối mọt và độ ẩm.
Đầu nối & Chốt: Bu lông có độ bền kéo cao (cấp 8,8 hoặc 10,9) và chốt liên kết các tấm và dầm, cho phép lắp ráp không cần dụng cụ ở những vùng sâu vùng xa.
Mố & trụ: Các phần tử móng (thường là bê tông hoặc thép) để neo cầu vào đất. Ở các vùng miền núi như Lesotho, các trụ cầu có thể điều chỉnh được là rất quan trọng để thích ứng với địa hình không bằng phẳng.
Tính mô-đun của cầu Bailey mang lại ba lợi thế chính:
Khả năng vận chuyển: Các bộ phận có trọng lượng nhẹ (các tấm đơn nặng 60–80 kg) và nhỏ gọn, phù hợp với xe tải nhỏ hoặc thậm chí đóng gói động vật—cần thiết cho đường núi ở Lesotho.
Lắp ráp nhanh: Một cây cầu nhịp 20 mét có thể được lắp đặt bởi 4–6 công nhân trong 2–3 ngày, so với 2–4 tuần đối với cầu bê tông truyền thống.
Khả năng mở rộng: Các nhịp có thể được mở rộng bằng cách lắp thêm nhiều tấm và có thể tăng khả năng chịu tải bằng cách tăng gấp đôi/gấp ba số hàng tấm (ví dụ: cầu Bailey “hai tầng” dành cho lưu lượng khai thác lớn).
1940–1945: Nguồn gốc quân sự: Ngài Donald Bailey đã thiết kế cây cầu để đáp ứng nhu cầu của Quân đội Anh về lối đi qua vững chắc, di động trong Thế chiến thứ hai. Cây cầu Bailey đầu tiên được triển khai ở Tunisia vào năm 1943, dài 48 mét và hỗ trợ xe tăng nặng tới 32 tấn. Đến cuối chiến tranh, hơn 3.000 cây cầu Bailey đã được xây dựng trên khắp châu Âu và châu Á.
1950–1970:Nhận con nuôi dân sự sau chiến tranh: Khi những cây cầu dư thừa của quân đội được tái sử dụng, chính phủ và các tổ chức viện trợ đã nhận ra giá trị của chúng đối với cơ sở hạ tầng nông thôn. Ở Châu Phi, những cây cầu Bailey được sử dụng để xây dựng lại những con đường bị phá hủy do xung đột thuộc địa và kết nối những ngôi làng xa xôi. Trong thời đại này, việc nâng cấp thiết kế bao gồm việc chuyển từ sàn gỗ sang sàn thép và bổ sung thêm lớp phủ chống ăn mòn.
1980–2000: Tiêu chuẩn hóa & Toàn cầu hóa: Các tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ BS5400 ở Châu Âu, AASHTO ở Hoa Kỳ) được phát triển để quản lý tính an toàn và hiệu quả của cầu Bailey. Các nhà sản xuất Trung Quốc như EVERCROSS bắt đầu sản xuất cầu Bailey vào những năm 1990, tận dụng việc sản xuất thép tiết kiệm chi phí để giúp các nước có thu nhập thấp và trung bình có thể tiếp cận chúng.
2010–nay: Đổi mới công nghệ: Cầu bailey hiện đại kết hợp các vật liệu hiệu suất cao (ví dụ: thép chịu được thời tiết), quy trình chống ăn mòn tiên tiến (ví dụ: lớp phủ kẽm-nhôm) và các công cụ thiết kế kỹ thuật số (ví dụ: phân tích phần tử hữu hạn) để nâng cao độ bền và khả năng chịu tải. Ví dụ: cầu Bailey loại D của EVERCROSS, được khánh thành vào năm 2020, đạt được nhịp lên tới 91 mét và chịu được tải trọng 240 tấn—rất quan trọng đối với lĩnh vực khai thác mỏ của Châu Phi.
BS5400 là một bộ Tiêu chuẩn Anh do Viện Tiêu chuẩn Anh (BSI) phát triển để thiết kế, xây dựng và bảo trì cầu. Được xuất bản lần đầu tiên vào năm 1978 và được cập nhật gần đây nhất vào năm 2022, nó được áp dụng rộng rãi trên khắp Vương quốc Anh, các thuộc địa cũ của nước này (bao gồm cả Lesotho) và nhiều quốc gia Khối thịnh vượng chung. Tiêu chuẩn được chia thành 12 phần, với các phần chính liên quan đến cầu Bailey bao gồm:
BS5400-3: Quy tắc thực hành thiết kế cầu thép: Chỉ định các yêu cầu đối với thiết kế giàn thép (ví dụ: tấm bailey), cường độ vật liệu và phân bổ tải trọng. Nó yêu cầu cường độ chảy tối thiểu đối với thép kết cấu ( ≥355 MPa đối với S355JR) và đặt ra các giới hạn về độ võng (tối đa 1/360 chiều dài nhịp để tránh nứt mặt cầu).
BS5400-10: Quy tắc thực hành cho lớp phủ bảo vệ cầu: Chi tiết các tiêu chuẩn chống ăn mòn, bao gồm độ dày lớp kẽm tối thiểu cho mạ kẽm nhúng nóng ( ≥85 μm) và kiểm tra hiệu suất của lớp phủ trong môi trường khắc nghiệt (ví dụ: phun muối, độ ẩm).
BS5400-2: Quy tắc thực hành về tải trọng cầu: Xác định các phân loại tải trọng liên quan đến Lesotho, chẳng hạn như:
Tải trọng LM1 (Xe cơ giới hạng nhẹ):Đối với đường nông thôn, mô phỏng xe 2 trục (tổng trọng lượng 8 tấn).
Tải trọng HL-93: Dành cho phương tiện giao thông đông đúc, bao gồm xe tải 3 trục (tổng trọng lượng 32 tấn) và hệ số tải trọng động (1,3 đối với va chạm từ địa hình gồ ghề).
Tải trọng môi trường: Tải trọng gió (lên tới 0,5 kN/m2 đối với các thung lũng núi của Lesotho) và tải trọng tuyết (lên tới 1,0 kN/m2 đối với các vùng có độ cao lớn).
Để hiểu những lợi thế của BS5400 đối với Lesotho, điều quan trọng là phải so sánh nó với hai tiêu chuẩn chính khác: AASHTO (Hiệp hội các quan chức vận tải và đường cao tốc tiểu bang Hoa Kỳ) và EN 1993 (Eurocode 3, tiêu chuẩn thiết kế thép thống nhất của Châu Âu).
|
Thứ nguyên so sánh |
BS5400 |
AASHTO LRFD (Mỹ) |
EN 1993 (Châu Âu mã 3) |
|
Áp dụng địa lý |
Vương quốc Anh, các nước thuộc khối thịnh vượng chung (Lesotho, Kenya, Nam Phi) |
Mỹ, Canada, Mỹ Latinh |
Các nước thành viên EU, một số nước Đông Âu |
|
Phương pháp tính toán tải |
Thiết kế ứng suất cho phép (ASD): Sử dụng hệ số an toàn cố định (ví dụ: 1,5 cho cường độ thép) để đơn giản |
Thiết kế hệ số tải và kháng (LRFD): Sử dụng các hệ số thay đổi (ví dụ: 1,2 cho tĩnh tải, 1,6 cho hoạt tải) cho các kịch bản phức tạp |
Kết hợp ASD và LRFD; linh hoạt hơn nhưng đòi hỏi kỹ thuật tiên tiến |
|
Yêu cầu về vật chất |
Tập trung nghiêm ngặt vào các mác thép Châu Âu (S355JR, S460ML); bắt buộc thử nghiệm vật liệu của bên thứ ba |
Chấp nhận các loại thép của Hoa Kỳ (A36, A572) và quốc tế; yêu cầu kiểm tra ít cứng nhắc hơn |
Tương tự như BS5400 nhưng có sự hài hòa toàn châu Âu |
|
Thông số kỹ thuật chống ăn mòn |
Các điều khoản chi tiết về mạ kẽm nhúng nóng và bảo trì lớp phủ; phù hợp với khí hậu ôn đới và độ ẩm cao |
Nhấn mạnh khả năng chống ăn mòn của nước mặn (đối với vùng ven biển Hoa Kỳ); ít tập trung hơn vào các chu kỳ khô/ướt ở độ cao lớn |
Tiêu chuẩn ăn mòn chung; đòi hỏi sự thích ứng của địa phương đối với khí hậu khắc nghiệt |
|
Tài liệu & Tuân thủ |
Tài liệu kỹ thuật đơn giản hóa; phù hợp với thực tiễn kỹ thuật của Khối thịnh vượng chung |
Giấy tờ phức tạp; yêu cầu chứng chỉ cụ thể của Hoa Kỳ |
Hài hòa nhưng yêu cầu dịch sang ngôn ngữ địa phương |
Lịch sử của Lesotho với tư cách là nước bảo hộ của Anh (cho đến năm 1966) và vị thế hiện tại là thành viên Khối thịnh vượng chung khiến BS5400 trở thành tiêu chuẩn thực tế cho các dự án cơ sở hạ tầng công cộng. Ngoài việc tuân thủ quy định, BS5400 còn mang lại ba lợi thế chính cho bối cảnh của Lesotho:
Khả năng thích ứng với khí hậu miền núi: Các điều khoản về tải trọng môi trường của BS5400-2 (gió, tuyết) được hiệu chỉnh cho phù hợp với các vùng núi ôn đới—phù hợp với độ cao trung bình 1.400 mét của Lesotho và lượng tuyết rơi hàng năm ở Dãy núi Maloti. Điều này đảm bảo cầu Bailey có thể chịu được gió giật mạnh ở thung lũng và tải tuyết dày ở độ cao lớn.
Đơn giản hóa việc tuân thủ cho chính quyền địa phương: Bộ Công chính và Giao thông Công cộng Lesotho (MPWT) sử dụng quy trình công việc kỹ thuật kiểu Anh. Tài liệu được tiêu chuẩn hóa của BS5400 (ví dụ: tính toán thiết kế, báo cáo kiểm tra vật liệu) giúp giảm bớt sự chậm trễ hành chính vì nhân viên MPWT được đào tạo để xem xét các bản đệ trình tuân thủ BS.
Độ bền cho môi trường ít bảo trì: Yêu cầu chống ăn mòn của BS5400-10 (ví dụ: lớp kẽm 85 μm) vượt quá yêu cầu của AASHTO (65 μm đối với các vùng không ven biển). Điều này rất quan trọng đối với Lesotho, nơi các cây cầu nông thôn thường thiếu đội bảo trì thường xuyên—kéo dài tuổi thọ sử dụng của cầu từ 5–7 năm (không tuân thủ) lên 10–15 năm (tuân thủ BS5400).
Đối với EVERCROSS, việc tuân thủ BS5400 không chỉ là một yêu cầu pháp lý mà còn là một điểm khác biệt mang tính cạnh tranh: nó giúp loại bỏ nhu cầu làm lại thiết kế tốn kém và định vị công ty là nhà cung cấp “tuân thủ địa phương” tại thị trường Lesotho.
Để thiết kế và sản xuất những cây cầu bailey đáp ứng nhu cầu của Lesotho, trước tiên cần phải hiểu những thách thức môi trường đặc biệt và những khoảng trống về cơ sở hạ tầng của đất nước.
Lesotho là một quốc gia nhỏ không giáp biển, được bao quanh hoàn toàn bởi Nam Phi, có diện tích 30.355 km2. Vị trí địa lý của nó được xác định bởi ba đặc điểm chính hình thành nên nhu cầu về cầu:
Địa hình miền núi: Hơn 80% diện tích Lesotho là một phần của dãy núi Drakensberg/Maloti, với độ cao từ 1.000 mét (thung lũng vùng đất thấp) đến 3.482 mét (Thabana Ntlenyana, đỉnh cao nhất Nam Phi). Điều này tạo ra các thung lũng sông sâu (ví dụ dọc theo sông Orange và các nhánh của nó) đòi hỏi phải có những cây cầu nhịp dài (20–40 mét) để bắc qua.
Dân số nông thôn thưa thớt: 70% trong số 2,3 triệu người Lesotho sống ở khu vực nông thôn, rải rác khắp các làng miền núi. Nhiều cộng đồng chỉ có thể tiếp cận được bằng những con đường đất không trải nhựa và không thể đi qua khi trời mưa - tạo ra nhu cầu cấp thiết về cầu Bailey để nối các làng với chợ, trường học và bệnh viện.
Tầm quan trọng của ngành khai thác mỏ: Khai thác kim cương (ví dụ, Mỏ kim cương Letšeng, một trong những mỏ giàu nhất thế giới) là nguồn thu xuất khẩu lớn nhất của Lesotho (25% GDP). Hoạt động khai thác mỏ đòi hỏi những cây cầu hạng nặng (sức tải 100–240 tấn) để vận chuyển xe chở quặng giữa các mỏ và cơ sở chế biến, thường ở các vùng núi xa xôi.
Lesotho có khí hậu lục địa ôn đới, với bốn mùa rõ rệt đặt ra những thách thức đáng kể đối với độ bền của cầu:
Mùa mưa (tháng 11 – tháng 4): Lượng mưa hàng năm dao động từ 600 mm (vùng đồng bằng) đến 1.200 mm (miền cao), kèm theo giông bão dữ dội gây lũ quét. Những trận lũ này thường cuốn trôi những cây cầu gỗ không chính thức, tạo ra nhu cầu về những cây cầu có trụ chống lũ với trụ trên cao.
Mùa khô (tháng 5 – tháng 10): Lượng mưa thấp (<50 mm/tháng) và nhiệt độ thay đổi lớn trong ngày (cao nhất ban ngày là 20°C, thấp nhất vào ban đêm -5°C) dẫn đến chu kỳ đóng băng-tan băng. Điều này có thể làm nứt nền bê tông và làm suy yếu các kết nối thép nếu không được giải quyết trong thiết kế.
Tiếp xúc với tia cực tím ở độ cao: Ở độ cao trên 2.000 mét, bức xạ tia cực tím mạnh hơn 30% so với mực nước biển. Điều này làm suy giảm lớp phủ thép không được bảo vệ, tăng tốc độ ăn mòn.
Dựa trên vị trí địa lý và khí hậu, nhu cầu cầu Bailey của Lesotho chia thành ba loại:
Cầu kết nối nông thôn: Nhịp nhỏ đến trung bình (15–25 mét), khả năng chịu tải LM1, được thiết kế cho phương tiện chở khách và chăn nuôi. Những cây cầu này phải nhẹ (để vận chuyển trên núi) và chống ăn mòn (để chịu được mùa mưa).
Cầu truy cập khai thác: Nhịp từ trung bình đến lớn (25–40 mét), tải trọng 100–240 tấn, được thiết kế cho xe chở quặng. Những điều này đòi hỏi các tấm bailey được gia cố (ví dụ loại D của EVERCROSS) và thiết kế chống mỏi (để xử lý lưu lượng giao thông đông đúc hàng ngày).
Cầu cứu trợ khẩn cấp: Nhịp ngắn (10–18 mét), thiết kế lắp ráp nhanh, triển khai sau lũ lụt hoặc lở đất. Những thứ này phải được dự trữ sẵn ở Lesotho (ví dụ ở Maseru, thủ đô) để triển khai nhanh chóng.
Báo cáo năm 2023 của Bộ Công trình Công cộng Lesotho ước tính rằng nước này cần 120 cây cầu nông thôn mới và 25 cây cầu khai thác mỏ vào năm 2027 để đáp ứng các Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDG 9: Công nghiệp, Đổi mới và Cơ sở hạ tầng). Điều này thể hiện cơ hội thị trường trị giá 45 triệu USD cho các nhà cung cấp cầu Bailey như EVERCROSS.
Để xuất khẩu thành công cầu Bailey sang Lesotho, EVERCROSS phải điều chỉnh quy trình sản xuất phù hợp với những thách thức về môi trường, tiêu chuẩn quy định (BS5400) và các hạn chế về hậu cần của đất nước. Dưới đây là các yêu cầu quan trọng về sản xuất và thủ công, được sắp xếp theo lĩnh vực trọng tâm chính.
Lựa chọn vật liệu là nền tảng cho hiệu quả hoạt động của cầu Bailey ở Lesotho. EVERCROSS ưu tiên ba vật liệu cốt lõi:
Kết Cấu Thép: Các loại thép cường độ cao, hợp kim thấp (HSLA) cân bằng độ bền và độ dẻo dai. Đối với hầu hết các cây cầu nông thôn, thép S355JR (cường độ chảy ≥355 MPa) được sử dụng vì nó đáp ứng các yêu cầu BS5400-3 và có khả năng hàn tốt. Đối với cầu khai thác mỏ (tải trọng 240 tấn), thép S460ML (cường độ chảy ≥460 MPa) được ưu tiên vì nó chống lại sự mỏi do lưu lượng giao thông đông đúc. Cả hai loại đều được kiểm tra khả năng chống va đập ở nhiệt độ thấp (tác động -20°C P ≥34 J) để chịu được chu kỳ đóng băng-tan băng trong mùa khô của Lesotho.
Chốt: Bu lông và chốt cường độ cao làm bằng thép hợp kim 8,8 (cho cầu nông thôn) hoặc 10,9 (cho cầu khai thác mỏ), tuân thủ BS EN ISO 898-1. Bu lông được phủ bằng hợp kim kẽm-niken (độ dày ≥12 μm) để chống ăn mòn trong mùa mưa và đai ốc có chèn nylon để tránh bị lỏng do rung do gió.
Ván sàn: Tấm sàn thép (dày 6 mm) làm bằng thép S275JR, có răng cưa chống trượt (độ sâu ≥1 mm) giúp tăng lực kéo khi trời mưa. Đối với các cây cầu ở nông thôn, sàn composite (thép + sợi thủy tinh) là một nâng cấp tùy chọn vì nó giảm trọng lượng (20%) để vận chuyển dễ dàng hơn và chống lại mối mọt (một vấn đề nhỏ nhưng dai dẳng ở vùng đất thấp của Lesotho).
Tất cả các vật liệu đều trải qua quá trình kiểm tra của bên thứ ba bởi SGS hoặc CCIC, cùng với các báo cáo thử nghiệm (ví dụ: thành phần hóa học, độ bền kéo) có trong tài liệu giao hàng để tuân thủ các yêu cầu hải quan và MPWT của Lesotho.
Địa hình miền núi của Lesotho và yêu cầu tải trọng đa dạng đòi hỏi thiết kế kết cấu tùy chỉnh. EVERCROSS thực hiện bốn điều chỉnh thiết kế chính:
Tối ưu hóa nhịp: Đối với các thung lũng nông thôn (15–25 mét), sử dụng các tấm bailey loại 321 tiêu chuẩn (dài 3,05 mét), với 5–8 tấm mỗi nhịp. Đối với các nhịp khai thác dài hơn (30–40 mét), các tấm loại D (dài 4,57 mét) được sử dụng vì thiết kế giàn sâu hơn (300 mm so với 200 mm đối với loại 321) giúp tăng khả năng chịu tải. Tất cả các nhịp được thiết kế để đáp ứng giới hạn độ võng của BS5400-2 (1/360 chiều dài nhịp) để tránh nứt mặt cầu khi chịu tải nặng.
Thiết kế cầu tàu & mố cầu: Trụ thép có thể điều chỉnh được (phạm vi chiều cao: 1,5–3 mét) được sử dụng để thích ứng với địa hình núi không bằng phẳng. Trụ bao gồm một tấm đế bê tông (600 x 600 mm) để phân bổ trọng lượng và chống lún vào đất mềm khi mưa. Đối với các con sông dễ bị lũ lụt, các trụ cầu được nâng cao hơn mực nước lũ 100 năm 1,2 mét (theo bản đồ của Cục Thủy lợi Lesotho) để tránh bị ngập.
Sức cản của gió: Các tấm Bailey được gia cố bằng giằng chéo (thanh thép đường kính 10 mm) cách nhau 3 mét để chống gió ngang ở thung lũng núi. Đối với các cầu có độ cao lớn ( ≥2.000 mét), tấm chắn gió (tấm nhôm gắn vào hai bên cầu) được bổ sung để giảm 25% tải trọng gió, tuân thủ yêu cầu về tải trọng gió của BS5400-2.
Giảm nhẹ mô-đun: Để thuận tiện cho việc vận chuyển đến các vùng núi xa xôi, các tấm chắn đơn được thiết kế có trọng lượng 80 kg (2 công nhân có thể vận chuyển bằng tay) và các dầm ngang được chia thành các đoạn dài 2 mét (trọng lượng 50 kg). Điều này giúp loại bỏ nhu cầu về cần cẩu—rất quan trọng vì hầu hết các cộng đồng nông thôn Lesotho đều thiếu thiết bị nặng.
Mùa mưa của Lesotho, mức độ tiếp xúc với tia cực tím cao và chu kỳ đóng băng-tan băng khiến cho việc chống ăn mòn trở thành yêu cầu quan trọng nhất của nghề thủ công. EVERCROSS tuân theo quy trình ba bước tuân thủ BS5400-10:
Chuẩn bị bề mặt: Tất cả các thành phần thép đều trải qua quá trình phun cát đến cấp SA 2.5 (lớp hoàn thiện kim loại gần như trắng), loại bỏ rỉ sét, dầu và cặn nhà máy. Điều này được xác minh thông qua kiểm tra trực quan và kiểm tra độ nhám bề mặt (Ra = 50–80 μm) để đảm bảo độ bám dính của lớp phủ.
Lớp phủ sơ cấp: Mạ kẽm nhúng nóng: Các thành phần được nhúng vào kẽm nóng chảy (450°C) để tạo thành một lớp kẽm đồng nhất. Đối với cầu nông thôn chiều dày lớp ≥85 μm; đối với cầu khai thác (tiếp xúc nhiều bụi và ẩm) thì tăng lên ≥100 μm. Độ dày được kiểm tra thông qua cảm ứng từ (theo BS EN ISO 2081) ở 5 điểm cho mỗi thành phần.
Lớp phủ thứ cấp: Lớp phủ ngoài & Lớp phủ: Đối với những cây cầu ở độ cao lớn, lớp phủ ngoài bằng polyurethane (độ dày ≥60 μm) được sử dụng để chống lại sự phân hủy của tia cực tím. Tất cả các kết nối bu lông và mối nối bảng điều khiển đều được bịt kín bằng mastic epoxy (tuân thủ BS EN 14605) để ngăn nước xâm nhập, gây hư hỏng do đóng băng-tan băng.
Đối với những cây cầu khẩn cấp được bảo quản trong nhà kho Maseru của Lesotho, chất ức chế ăn mòn hơi (VCI) bổ sung được đóng gói cùng các bộ phận để ngăn ngừa rỉ sét trong quá trình bảo quản (tối đa 2 năm).
Để đáp ứng các yêu cầu pháp lý của Lesotho, EVERCROSS cung cấp gói tuân thủ toàn diện:
Chứng chỉ BS5400: “Giấy chứng nhận tuân thủ” do BSI cấp, xác nhận rằng thiết kế cầu đáp ứng BS5400-3 (thiết kế thép) và BS5400-10 (ăn mòn).
Báo cáo thử nghiệm vật liệu (MTR): Báo cáo của bên thứ ba từ SGS/CCIC, bao gồm thành phần hóa học, độ bền kéo và kết quả kiểm tra khả năng chống va đập cho tất cả các loại thép.
Hồ sơ kiểm soát chất lượng: Tài liệu về quy trình sản xuất, bao gồm nhật ký phun cát, kiểm tra độ dày mạ điện và kiểm tra mô-men xoắn bu lông (theo BS EN 14815).
Hướng dẫn kỹ thuật: Tài liệu bằng tiếng Anh (theo yêu cầu của MPWT) bao gồm:
Bản vẽ thiết kế chi tiết (định dạng AutoCAD) có tính toán nhịp và xếp hạng tải trọng.
Hướng dẫn lắp ráp bằng hình ảnh và danh sách công cụ từng bước (dành cho người lao động có tay nghề thấp).
Lịch bảo trì (ví dụ: kiểm tra bu lông hàng quý, kiểm tra lớp phủ hàng năm) phù hợp với khí hậu của Lesotho.
Tất cả tài liệu đều được nộp cho MPWT của Lesotho để phê duyệt trước khi giao hàng, giảm nguy cơ chậm trễ hải quan.
Vị trí không giáp biển và đường núi của Lesotho đòi hỏi phải có kế hoạch hậu cần chuyên biệt. EVERCROSS thực hiện ba biện pháp chính:
Bao bì: Các bộ phận được đóng gói trong thùng gỗ chịu được thời tiết (tuân thủ ISPM 15, để tránh côn trùng phá hoại) có lớp xốp cách nhiệt để chống ẩm. Thùng được dán nhãn trọng lượng (tối đa 500 kg) và kích thước phù hợp với xe tải nhỏ của Lesotho (phổ biến ở khu vực nông thôn).
Tối ưu hóa tuyến đường vận chuyển: Các cây cầu được vận chuyển bằng đường biển đến Durban (Nam Phi), sau đó được vận chuyển bằng đường bộ đến Maseru (thủ đô của Lesotho) bằng cách sử dụng các công ty logistics đối tác (ví dụ Imperial Logistics) có kinh nghiệm về vận tải đường núi. Đối với các địa điểm khai thác ở xa, các bộ phận được chuyển sang xe tải 4x4 cho chặng cuối của hành trình.
Hỗ trợ tại chỗ: EVERCROSS cử 2–3 kỹ sư đến Lesotho trong 5–7 ngày để đào tạo công nhân địa phương về lắp ráp. Các kỹ sư cung cấp chương trình đào tạo song ngữ (tiếng Anh/tiếng Sesotho) và cung cấp bộ công cụ cầm tay (bao gồm cờ lê lực, bộ nâng bảng điều khiển và thiết bị an toàn) cho từng dự án. Đối với cầu khai thác, việc kiểm tra sau lắp đặt 1 năm được thực hiện để đảm bảo tuân thủ BS5400.
Thị trường cầu kết cấu thép ở Châu Phi đang tăng trưởng với tốc độ 7,2% mỗi năm (báo cáo năm 2024 của Grand View Research), được thúc đẩy bởi bốn xu hướng chính phù hợp với thế mạnh của EVERCROSS:
Ưu tiên mô-đun hóa: Các chính phủ và công ty khai thác mỏ ở Châu Phi ngày càng ưa chuộng những cây cầu mô-đun (như cầu bailey) hơn cầu bê tông truyền thống vì chúng giúp giảm 60% thời gian xây dựng và giảm 30% chi phí. Ví dụ: Ngân hàng Phát triển Châu Phi (AfDB) đã phân bổ 200 triệu USD vào năm 2023 cho các dự án cầu mô-đun trên 15 quốc gia.
Nhu cầu về thiết kế chống chịu khí hậu: Các hiện tượng thời tiết cực đoan gia tăng (lũ lụt, hạn hán) khiến khả năng chống ăn mòn và tính linh hoạt chịu tải trở nên quan trọng. Một cuộc khảo sát năm 2024 đối với các nhà quản lý cơ sở hạ tầng ở Châu Phi cho thấy 85% ưu tiên những cây cầu có tuổi thọ sử dụng hơn 10 năm—chính xác là những gì thiết kế tuân thủ BS5400 của EVERCROSS mang lại.
Tiêu chuẩn hóa khu vực: Khối thịnh vượng chung Anh (của các quốc gia) Các quốc gia châu Phi (Lesotho, Kenya, Nigeria) đang hài hòa xung quanh BS5400, trong khi các quốc gia Pháp ngữ (Senegal, Bờ Biển Ngà) áp dụng EN 1993. Điều này giúp giảm độ phức tạp trong thiết kế cho các nhà cung cấp như EVERCROSS, có thể tận dụng một dòng sản phẩm tuân thủ BS5400 duy nhất cho nhiều thị trường.
Bản địa hóa hỗ trợ sau bán hàng
Khi Châu Phi tăng tốc phát triển cơ sở hạ tầng để thu hẹp khoảng cách giữa nông thôn và thành thị và hỗ trợ các ngành công nghiệp chính như khai thác mỏ,cầu thép mô-đun—đặc biệt là những cây cầu Bailey—đã nổi lên như một giải pháp nền tảng. Khả năng thích ứng với các địa hình đầy thách thức, triển khai nhanh chóng và hiệu quả về chi phí hoàn toàn phù hợp với nhu cầu đa dạng của lục địa. Đối với Lesotho, một “vương quốc miền núi” không giáp biển ở Nam Phi, những cây cầu Bailey không chỉ là tài sản xây dựng mà còn là huyết mạch: chúng kết nối các cộng đồng nông thôn biệt lập, hỗ trợ các hoạt động khai thác kim cương và chịu được thời tiết khắc nghiệt theo mùa của đất nước. CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ CẦU EVERCROSS (SHANGHAI), nhà xuất khẩu B2B hàng đầu về cầu bailey với sự hiện diện mạnh mẽ trên khắp 12 quốc gia Châu Phi, kết hợp giá cả cạnh tranh với việc tuân thủ chất lượng nghiêm ngặt để đáp ứng nhu cầu đặc biệt của Lesotho. Báo cáo này trình bày chi tiết các nguyên tắc cơ bản của cầu thép bailey, sự liên quan của tiêu chuẩn thiết kế Châu Âu BS5400 với Lesotho, các yêu cầu quan trọng về sản xuất và thủ công để xuất khẩu sang quốc gia này, cũng như các xu hướng rộng hơn về cầu kết cấu thép ở Châu Phi—được hỗ trợ bởi kinh nghiệm dự án thực tế của EVERCROSS. Cầu bailey (hay “cầu bảng Bailey”) là cầu giàn thép đúc sẵn, mô-đun được thiết kế để lắp ráp và tháo dỡ nhanh chóng mà không cần thiết bị xây dựng hạng nặng. Được đặt theo tên nhà phát minh, kỹ sư người Anh Sir Donald Bailey, người đã phát triển nó vào năm 1940 trong Thế chiến thứ hai, ban đầu nó được sử dụng để nhanh chóng khôi phục các tuyến vận tải bị phá hủy do chiến tranh. Ngày nay, cầu Bailey phục vụ cả mục đích tạm thời (ví dụ: cứu trợ thiên tai) và mục đích lâu dài (ví dụ: kết nối đường nông thôn, tiếp cận khai thác), kéo dài khoảng cách từ 10 mét đến hơn 90 mét và hỗ trợ tải trọng từ hành khách hạng nhẹ đến xe tải khai thác mỏ 240 tấn. Cầu Bailey được phân biệt bởi thiết kế mô-đun, mang lại sự linh hoạt và hiệu quả. Các thành phần cấu trúc chính bao gồm: Tấm Bailey: Các bộ phận chịu tải chính, thường dài 3,05 mét (10 feet, phản ánh nguồn gốc thiết kế của đế quốc thời kỳ đầu) và được làm bằng thép cường độ cao (ví dụ: Q355ND, S355JR). Các tấm có cấu trúc giàn (các thành phần dọc và chéo) phân bổ trọng lượng đồng đều, đảm bảo độ ổn định của cấu trúc. Dầm ngang: Các thanh ngang nối các dãy ván sàn song song, đỡ mặt cầu và truyền tải trọng lên các tấm ván. Ván sàn: Các tấm ván thép hoặc gỗ (hoặc vật liệu composite) đặt trên các dầm ngang để tạo bề mặt lái xe/đi lại. Để sử dụng lâu dài ở Châu Phi, sàn thép được ưu tiên vì độ bền chống mối mọt và độ ẩm. Đầu nối & Chốt: Bu lông có độ bền kéo cao (cấp 8,8 hoặc 10,9) và chốt liên kết các tấm và dầm, cho phép lắp ráp không cần dụng cụ ở những vùng sâu vùng xa. Mố & trụ: Các phần tử móng (thường là bê tông hoặc thép) để neo cầu vào đất. Ở các vùng miền núi như Lesotho, các trụ cầu có thể điều chỉnh được là rất quan trọng để thích ứng với địa hình không bằng phẳng. Tính mô-đun của cầu Bailey mang lại ba lợi thế chính: Khả năng vận chuyển: Các bộ phận có trọng lượng nhẹ (các tấm đơn nặng 60–80 kg) và nhỏ gọn, phù hợp với xe tải nhỏ hoặc thậm chí đóng gói động vật—cần thiết cho đường núi ở Lesotho. Lắp ráp nhanh: Một cây cầu nhịp 20 mét có thể được lắp đặt bởi 4–6 công nhân trong 2–3 ngày, so với 2–4 tuần đối với cầu bê tông truyền thống. Khả năng mở rộng: Các nhịp có thể được mở rộng bằng cách lắp thêm nhiều tấm và có thể tăng khả năng chịu tải bằng cách tăng gấp đôi/gấp ba số hàng tấm (ví dụ: cầu Bailey “hai tầng” dành cho lưu lượng khai thác lớn). 1940–1945: Nguồn gốc quân sự: Ngài Donald Bailey đã thiết kế cây cầu để đáp ứng nhu cầu của Quân đội Anh về lối đi qua vững chắc, di động trong Thế chiến thứ hai. Cây cầu Bailey đầu tiên được triển khai ở Tunisia vào năm 1943, dài 48 mét và hỗ trợ xe tăng nặng tới 32 tấn. Đến cuối chiến tranh, hơn 3.000 cây cầu Bailey đã được xây dựng trên khắp châu Âu và châu Á. 1950–1970:Nhận con nuôi dân sự sau chiến tranh: Khi những cây cầu dư thừa của quân đội được tái sử dụng, chính phủ và các tổ chức viện trợ đã nhận ra giá trị của chúng đối với cơ sở hạ tầng nông thôn. Ở Châu Phi, những cây cầu Bailey được sử dụng để xây dựng lại những con đường bị phá hủy do xung đột thuộc địa và kết nối những ngôi làng xa xôi. Trong thời đại này, việc nâng cấp thiết kế bao gồm việc chuyển từ sàn gỗ sang sàn thép và bổ sung thêm lớp phủ chống ăn mòn. 1980–2000: Tiêu chuẩn hóa & Toàn cầu hóa: Các tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ BS5400 ở Châu Âu, AASHTO ở Hoa Kỳ) được phát triển để quản lý tính an toàn và hiệu quả của cầu Bailey. Các nhà sản xuất Trung Quốc như EVERCROSS bắt đầu sản xuất cầu Bailey vào những năm 1990, tận dụng việc sản xuất thép tiết kiệm chi phí để giúp các nước có thu nhập thấp và trung bình có thể tiếp cận chúng. 2010–nay: Đổi mới công nghệ: Cầu bailey hiện đại kết hợp các vật liệu hiệu suất cao (ví dụ: thép chịu được thời tiết), quy trình chống ăn mòn tiên tiến (ví dụ: lớp phủ kẽm-nhôm) và các công cụ thiết kế kỹ thuật số (ví dụ: phân tích phần tử hữu hạn) để nâng cao độ bền và khả năng chịu tải. Ví dụ: cầu Bailey loại D của EVERCROSS, được khánh thành vào năm 2020, đạt được nhịp lên tới 91 mét và chịu được tải trọng 240 tấn—rất quan trọng đối với lĩnh vực khai thác mỏ của Châu Phi. BS5400 là một bộ Tiêu chuẩn Anh do Viện Tiêu chuẩn Anh (BSI) phát triển để thiết kế, xây dựng và bảo trì cầu. Được xuất bản lần đầu tiên vào năm 1978 và được cập nhật gần đây nhất vào năm 2022, nó được áp dụng rộng rãi trên khắp Vương quốc Anh, các thuộc địa cũ của nước này (bao gồm cả Lesotho) và nhiều quốc gia Khối thịnh vượng chung. Tiêu chuẩn được chia thành 12 phần, với các phần chính liên quan đến cầu Bailey bao gồm: BS5400-3: Quy tắc thực hành thiết kế cầu thép: Chỉ định các yêu cầu đối với thiết kế giàn thép (ví dụ: tấm bailey), cường độ vật liệu và phân bổ tải trọng. Nó yêu cầu cường độ chảy tối thiểu đối với thép kết cấu ( ≥355 MPa đối với S355JR) và đặt ra các giới hạn về độ võng (tối đa 1/360 chiều dài nhịp để tránh nứt mặt cầu). BS5400-10: Quy tắc thực hành cho lớp phủ bảo vệ cầu: Chi tiết các tiêu chuẩn chống ăn mòn, bao gồm độ dày lớp kẽm tối thiểu cho mạ kẽm nhúng nóng ( ≥85 μm) và kiểm tra hiệu suất của lớp phủ trong môi trường khắc nghiệt (ví dụ: phun muối, độ ẩm). BS5400-2: Quy tắc thực hành về tải trọng cầu: Xác định các phân loại tải trọng liên quan đến Lesotho, chẳng hạn như: Tải trọng LM1 (Xe cơ giới hạng nhẹ):Đối với đường nông thôn, mô phỏng xe 2 trục (tổng trọng lượng 8 tấn). Tải trọng HL-93: Dành cho phương tiện giao thông đông đúc, bao gồm xe tải 3 trục (tổng trọng lượng 32 tấn) và hệ số tải trọng động (1,3 đối với va chạm từ địa hình gồ ghề). Tải trọng môi trường: Tải trọng gió (lên tới 0,5 kN/m2 đối với các thung lũng núi của Lesotho) và tải trọng tuyết (lên tới 1,0 kN/m2 đối với các vùng có độ cao lớn). Để hiểu những lợi thế của BS5400 đối với Lesotho, điều quan trọng là phải so sánh nó với hai tiêu chuẩn chính khác: AASHTO (Hiệp hội các quan chức vận tải và đường cao tốc tiểu bang Hoa Kỳ) và EN 1993 (Eurocode 3, tiêu chuẩn thiết kế thép thống nhất của Châu Âu). Thứ nguyên so sánh BS5400 AASHTO LRFD (Mỹ) EN 1993 (Châu Âu mã 3) Áp dụng địa lý Vương quốc Anh, các nước thuộc khối thịnh vượng chung (Lesotho, Kenya, Nam Phi) Mỹ, Canada, Mỹ Latinh Các nước thành viên EU, một số nước Đông Âu Phương pháp tính toán tải Thiết kế ứng suất cho phép (ASD): Sử dụng hệ số an toàn cố định (ví dụ: 1,5 cho cường độ thép) để đơn giản Thiết kế hệ số tải và kháng (LRFD): Sử dụng các hệ số thay đổi (ví dụ: 1,2 cho tĩnh tải, 1,6 cho hoạt tải) cho các kịch bản phức tạp Kết hợp ASD và LRFD; linh hoạt hơn nhưng đòi hỏi kỹ thuật tiên tiến Yêu cầu về vật chất Tập trung nghiêm ngặt vào các mác thép Châu Âu (S355JR, S460ML); bắt buộc thử nghiệm vật liệu của bên thứ ba Chấp nhận các loại thép của Hoa Kỳ (A36, A572) và quốc tế; yêu cầu kiểm tra ít cứng nhắc hơn Tương tự như BS5400 nhưng có sự hài hòa toàn châu Âu Thông số kỹ thuật chống ăn mòn Các điều khoản chi tiết về mạ kẽm nhúng nóng và bảo trì lớp phủ; phù hợp với khí hậu ôn đới và độ ẩm cao Nhấn mạnh khả năng chống ăn mòn của nước mặn (đối với vùng ven biển Hoa Kỳ); ít tập trung hơn vào các chu kỳ khô/ướt ở độ cao lớn Tiêu chuẩn ăn mòn chung; đòi hỏi sự thích ứng của địa phương đối với khí hậu khắc nghiệt Tài liệu & Tuân thủ Tài liệu kỹ thuật đơn giản hóa; phù hợp với thực tiễn kỹ thuật của Khối thịnh vượng chung Giấy tờ phức tạp; yêu cầu chứng chỉ cụ thể của Hoa Kỳ Hài hòa nhưng yêu cầu dịch sang ngôn ngữ địa phương Lịch sử của Lesotho với tư cách là nước bảo hộ của Anh (cho đến năm 1966) và vị thế hiện tại là thành viên Khối thịnh vượng chung khiến BS5400 trở thành tiêu chuẩn thực tế cho các dự án cơ sở hạ tầng công cộng. Ngoài việc tuân thủ quy định, BS5400 còn mang lại ba lợi thế chính cho bối cảnh của Lesotho: Khả năng thích ứng với khí hậu miền núi: Các điều khoản về tải trọng môi trường của BS5400-2 (gió, tuyết) được hiệu chỉnh cho phù hợp với các vùng núi ôn đới—phù hợp với độ cao trung bình 1.400 mét của Lesotho và lượng tuyết rơi hàng năm ở Dãy núi Maloti. Điều này đảm bảo cầu Bailey có thể chịu được gió giật mạnh ở thung lũng và tải tuyết dày ở độ cao lớn. Đơn giản hóa việc tuân thủ cho chính quyền địa phương: Bộ Công chính và Giao thông Công cộng Lesotho (MPWT) sử dụng quy trình công việc kỹ thuật kiểu Anh. Tài liệu được tiêu chuẩn hóa của BS5400 (ví dụ: tính toán thiết kế, báo cáo kiểm tra vật liệu) giúp giảm bớt sự chậm trễ hành chính vì nhân viên MPWT được đào tạo để xem xét các bản đệ trình tuân thủ BS. Độ bền cho môi trường ít bảo trì: Yêu cầu chống ăn mòn của BS5400-10 (ví dụ: lớp kẽm 85 μm) vượt quá yêu cầu của AASHTO (65 μm đối với các vùng không ven biển). Điều này rất quan trọng đối với Lesotho, nơi các cây cầu nông thôn thường thiếu đội bảo trì thường xuyên—kéo dài tuổi thọ sử dụng của cầu từ 5–7 năm (không tuân thủ) lên 10–15 năm (tuân thủ BS5400). Đối với EVERCROSS, việc tuân thủ BS5400 không chỉ là một yêu cầu pháp lý mà còn là một điểm khác biệt mang tính cạnh tranh: nó giúp loại bỏ nhu cầu làm lại thiết kế tốn kém và định vị công ty là nhà cung cấp “tuân thủ địa phương” tại thị trường Lesotho. Để thiết kế và sản xuất những cây cầu bailey đáp ứng nhu cầu của Lesotho, trước tiên cần phải hiểu những thách thức môi trường đặc biệt và những khoảng trống về cơ sở hạ tầng của đất nước. Lesotho là một quốc gia nhỏ không giáp biển, được bao quanh hoàn toàn bởi Nam Phi, có diện tích 30.355 km2. Vị trí địa lý của nó được xác định bởi ba đặc điểm chính hình thành nên nhu cầu về cầu: Địa hình miền núi: Hơn 80% diện tích Lesotho là một phần của dãy núi Drakensberg/Maloti, với độ cao từ 1.000 mét (thung lũng vùng đất thấp) đến 3.482 mét (Thabana Ntlenyana, đỉnh cao nhất Nam Phi). Điều này tạo ra các thung lũng sông sâu (ví dụ dọc theo sông Orange và các nhánh của nó) đòi hỏi phải có những cây cầu nhịp dài (20–40 mét) để bắc qua. Dân số nông thôn thưa thớt: 70% trong số 2,3 triệu người Lesotho sống ở khu vực nông thôn, rải rác khắp các làng miền núi. Nhiều cộng đồng chỉ có thể tiếp cận được bằng những con đường đất không trải nhựa và không thể đi qua khi trời mưa - tạo ra nhu cầu cấp thiết về cầu Bailey để nối các làng với chợ, trường học và bệnh viện. Tầm quan trọng của ngành khai thác mỏ: Khai thác kim cương (ví dụ, Mỏ kim cương Letšeng, một trong những mỏ giàu nhất thế giới) là nguồn thu xuất khẩu lớn nhất của Lesotho (25% GDP). Hoạt động khai thác mỏ đòi hỏi những cây cầu hạng nặng (sức tải 100–240 tấn) để vận chuyển xe chở quặng giữa các mỏ và cơ sở chế biến, thường ở các vùng núi xa xôi. Lesotho có khí hậu lục địa ôn đới, với bốn mùa rõ rệt đặt ra những thách thức đáng kể đối với độ bền của cầu: Mùa mưa (tháng 11 – tháng 4): Lượng mưa hàng năm dao động từ 600 mm (vùng đồng bằng) đến 1.200 mm (miền cao), kèm theo giông bão dữ dội gây lũ quét. Những trận lũ này thường cuốn trôi những cây cầu gỗ không chính thức, tạo ra nhu cầu về những cây cầu có trụ chống lũ với trụ trên cao. Mùa khô (tháng 5 – tháng 10): Lượng mưa thấp (<50 mm/tháng) và nhiệt độ thay đổi lớn trong ngày (cao nhất ban ngày là 20°C, thấp nhất vào ban đêm -5°C) dẫn đến chu kỳ đóng băng-tan băng. Điều này có thể làm nứt nền bê tông và làm suy yếu các kết nối thép nếu không được giải quyết trong thiết kế. Tiếp xúc với tia cực tím ở độ cao: Ở độ cao trên 2.000 mét, bức xạ tia cực tím mạnh hơn 30% so với mực nước biển. Điều này làm suy giảm lớp phủ thép không được bảo vệ, tăng tốc độ ăn mòn. Dựa trên vị trí địa lý và khí hậu, nhu cầu cầu Bailey của Lesotho chia thành ba loại: Cầu kết nối nông thôn: Nhịp nhỏ đến trung bình (15–25 mét), khả năng chịu tải LM1, được thiết kế cho phương tiện chở khách và chăn nuôi. Những cây cầu này phải nhẹ (để vận chuyển trên núi) và chống ăn mòn (để chịu được mùa mưa). Cầu truy cập khai thác: Nhịp từ trung bình đến lớn (25–40 mét), tải trọng 100–240 tấn, được thiết kế cho xe chở quặng. Những điều này đòi hỏi các tấm bailey được gia cố (ví dụ loại D của EVERCROSS) và thiết kế chống mỏi (để xử lý lưu lượng giao thông đông đúc hàng ngày). Cầu cứu trợ khẩn cấp: Nhịp ngắn (10–18 mét), thiết kế lắp ráp nhanh, triển khai sau lũ lụt hoặc lở đất. Những thứ này phải được dự trữ sẵn ở Lesotho (ví dụ ở Maseru, thủ đô) để triển khai nhanh chóng. Báo cáo năm 2023 của Bộ Công trình Công cộng Lesotho ước tính rằng nước này cần 120 cây cầu nông thôn mới và 25 cây cầu khai thác mỏ vào năm 2027 để đáp ứng các Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDG 9: Công nghiệp, Đổi mới và Cơ sở hạ tầng). Điều này thể hiện cơ hội thị trường trị giá 45 triệu USD cho các nhà cung cấp cầu Bailey như EVERCROSS. Để xuất khẩu thành công cầu Bailey sang Lesotho, EVERCROSS phải điều chỉnh quy trình sản xuất phù hợp với những thách thức về môi trường, tiêu chuẩn quy định (BS5400) và các hạn chế về hậu cần của đất nước. Dưới đây là các yêu cầu quan trọng về sản xuất và thủ công, được sắp xếp theo lĩnh vực trọng tâm chính. Lựa chọn vật liệu là nền tảng cho hiệu quả hoạt động của cầu Bailey ở Lesotho. EVERCROSS ưu tiên ba vật liệu cốt lõi: Kết Cấu Thép: Các loại thép cường độ cao, hợp kim thấp (HSLA) cân bằng độ bền và độ dẻo dai. Đối với hầu hết các cây cầu nông thôn, thép S355JR (cường độ chảy ≥355 MPa) được sử dụng vì nó đáp ứng các yêu cầu BS5400-3 và có khả năng hàn tốt. Đối với cầu khai thác mỏ (tải trọng 240 tấn), thép S460ML (cường độ chảy ≥460 MPa) được ưu tiên vì nó chống lại sự mỏi do lưu lượng giao thông đông đúc. Cả hai loại đều được kiểm tra khả năng chống va đập ở nhiệt độ thấp (tác động -20°C P ≥34 J) để chịu được chu kỳ đóng băng-tan băng trong mùa khô của Lesotho. Chốt: Bu lông và chốt cường độ cao làm bằng thép hợp kim 8,8 (cho cầu nông thôn) hoặc 10,9 (cho cầu khai thác mỏ), tuân thủ BS EN ISO 898-1. Bu lông được phủ bằng hợp kim kẽm-niken (độ dày ≥12 μm) để chống ăn mòn trong mùa mưa và đai ốc có chèn nylon để tránh bị lỏng do rung do gió. Ván sàn: Tấm sàn thép (dày 6 mm) làm bằng thép S275JR, có răng cưa chống trượt (độ sâu ≥1 mm) giúp tăng lực kéo khi trời mưa. Đối với các cây cầu ở nông thôn, sàn composite (thép + sợi thủy tinh) là một nâng cấp tùy chọn vì nó giảm trọng lượng (20%) để vận chuyển dễ dàng hơn và chống lại mối mọt (một vấn đề nhỏ nhưng dai dẳng ở vùng đất thấp của Lesotho). Tất cả các vật liệu đều trải qua quá trình kiểm tra của bên thứ ba bởi SGS hoặc CCIC, cùng với các báo cáo thử nghiệm (ví dụ: thành phần hóa học, độ bền kéo) có trong tài liệu giao hàng để tuân thủ các yêu cầu hải quan và MPWT của Lesotho. Địa hình miền núi của Lesotho và yêu cầu tải trọng đa dạng đòi hỏi thiết kế kết cấu tùy chỉnh. EVERCROSS thực hiện bốn điều chỉnh thiết kế chính: Tối ưu hóa nhịp: Đối với các thung lũng nông thôn (15–25 mét), sử dụng các tấm bailey loại 321 tiêu chuẩn (dài 3,05 mét), với 5–8 tấm mỗi nhịp. Đối với các nhịp khai thác dài hơn (30–40 mét), các tấm loại D (dài 4,57 mét) được sử dụng vì thiết kế giàn sâu hơn (300 mm so với 200 mm đối với loại 321) giúp tăng khả năng chịu tải. Tất cả các nhịp được thiết kế để đáp ứng giới hạn độ võng của BS5400-2 (1/360 chiều dài nhịp) để tránh nứt mặt cầu khi chịu tải nặng. Thiết kế cầu tàu & mố cầu: Trụ thép có thể điều chỉnh được (phạm vi chiều cao: 1,5–3 mét) được sử dụng để thích ứng với địa hình núi không bằng phẳng. Trụ bao gồm một tấm đế bê tông (600 x 600 mm) để phân bổ trọng lượng và chống lún vào đất mềm khi mưa. Đối với các con sông dễ bị lũ lụt, các trụ cầu được nâng cao hơn mực nước lũ 100 năm 1,2 mét (theo bản đồ của Cục Thủy lợi Lesotho) để tránh bị ngập. Sức cản của gió: Các tấm Bailey được gia cố bằng giằng chéo (thanh thép đường kính 10 mm) cách nhau 3 mét để chống gió ngang ở thung lũng núi. Đối với các cầu có độ cao lớn ( ≥2.000 mét), tấm chắn gió (tấm nhôm gắn vào hai bên cầu) được bổ sung để giảm 25% tải trọng gió, tuân thủ yêu cầu về tải trọng gió của BS5400-2. Giảm nhẹ mô-đun: Để thuận tiện cho việc vận chuyển đến các vùng núi xa xôi, các tấm chắn đơn được thiết kế có trọng lượng 80 kg (2 công nhân có thể vận chuyển bằng tay) và các dầm ngang được chia thành các đoạn dài 2 mét (trọng lượng 50 kg). Điều này giúp loại bỏ nhu cầu về cần cẩu—rất quan trọng vì hầu hết các cộng đồng nông thôn Lesotho đều thiếu thiết bị nặng. Mùa mưa của Lesotho, mức độ tiếp xúc với tia cực tím cao và chu kỳ đóng băng-tan băng khiến cho việc chống ăn mòn trở thành yêu cầu quan trọng nhất của nghề thủ công. EVERCROSS tuân theo quy trình ba bước tuân thủ BS5400-10: Chuẩn bị bề mặt: Tất cả các thành phần thép đều trải qua quá trình phun cát đến cấp SA 2.5 (lớp hoàn thiện kim loại gần như trắng), loại bỏ rỉ sét, dầu và cặn nhà máy. Điều này được xác minh thông qua kiểm tra trực quan và kiểm tra độ nhám bề mặt (Ra = 50–80 μm) để đảm bảo độ bám dính của lớp phủ. Lớp phủ sơ cấp: Mạ kẽm nhúng nóng: Các thành phần được nhúng vào kẽm nóng chảy (450°C) để tạo thành một lớp kẽm đồng nhất. Đối với cầu nông thôn chiều dày lớp ≥85 μm; đối với cầu khai thác (tiếp xúc nhiều bụi và ẩm) thì tăng lên ≥100 μm. Độ dày được kiểm tra thông qua cảm ứng từ (theo BS EN ISO 2081) ở 5 điểm cho mỗi thành phần. Lớp phủ thứ cấp: Lớp phủ ngoài & Lớp phủ: Đối với những cây cầu ở độ cao lớn, lớp phủ ngoài bằng polyurethane (độ dày ≥60 μm) được sử dụng để chống lại sự phân hủy của tia cực tím. Tất cả các kết nối bu lông và mối nối bảng điều khiển đều được bịt kín bằng mastic epoxy (tuân thủ BS EN 14605) để ngăn nước xâm nhập, gây hư hỏng do đóng băng-tan băng. Đối với những cây cầu khẩn cấp được bảo quản trong nhà kho Maseru của Lesotho, chất ức chế ăn mòn hơi (VCI) bổ sung được đóng gói cùng các bộ phận để ngăn ngừa rỉ sét trong quá trình bảo quản (tối đa 2 năm). Để đáp ứng các yêu cầu pháp lý của Lesotho, EVERCROSS cung cấp gói tuân thủ toàn diện: Chứng chỉ BS5400: “Giấy chứng nhận tuân thủ” do BSI cấp, xác nhận rằng thiết kế cầu đáp ứng BS5400-3 (thiết kế thép) và BS5400-10 (ăn mòn). Báo cáo thử nghiệm vật liệu (MTR): Báo cáo của bên thứ ba từ SGS/CCIC, bao gồm thành phần hóa học, độ bền kéo và kết quả kiểm tra khả năng chống va đập cho tất cả các loại thép. Hồ sơ kiểm soát chất lượng: Tài liệu về quy trình sản xuất, bao gồm nhật ký phun cát, kiểm tra độ dày mạ điện và kiểm tra mô-men xoắn bu lông (theo BS EN 14815). Hướng dẫn kỹ thuật: Tài liệu bằng tiếng Anh (theo yêu cầu của MPWT) bao gồm: Bản vẽ thiết kế chi tiết (định dạng AutoCAD) có tính toán nhịp và xếp hạng tải trọng. Hướng dẫn lắp ráp bằng hình ảnh và danh sách công cụ từng bước (dành cho người lao động có tay nghề thấp). Lịch bảo trì (ví dụ: kiểm tra bu lông hàng quý, kiểm tra lớp phủ hàng năm) phù hợp với khí hậu của Lesotho. Tất cả tài liệu đều được nộp cho MPWT của Lesotho để phê duyệt trước khi giao hàng, giảm nguy cơ chậm trễ hải quan. Vị trí không giáp biển và đường núi của Lesotho đòi hỏi phải có kế hoạch hậu cần chuyên biệt. EVERCROSS thực hiện ba biện pháp chính: Bao bì: Các bộ phận được đóng gói trong thùng gỗ chịu được thời tiết (tuân thủ ISPM 15, để tránh côn trùng phá hoại) có lớp xốp cách nhiệt để chống ẩm. Thùng được dán nhãn trọng lượng (tối đa 500 kg) và kích thước phù hợp với xe tải nhỏ của Lesotho (phổ biến ở khu vực nông thôn). Tối ưu hóa tuyến đường vận chuyển: Các cây cầu được vận chuyển bằng đường biển đến Durban (Nam Phi), sau đó được vận chuyển bằng đường bộ đến Maseru (thủ đô của Lesotho) bằng cách sử dụng các công ty logistics đối tác (ví dụ Imperial Logistics) có kinh nghiệm về vận tải đường núi. Đối với các địa điểm khai thác ở xa, các bộ phận được chuyển sang xe tải 4x4 cho chặng cuối của hành trình. Hỗ trợ tại chỗ: EVERCROSS cử 2–3 kỹ sư đến Lesotho trong 5–7 ngày để đào tạo công nhân địa phương về lắp ráp. Các kỹ sư cung cấp chương trình đào tạo song ngữ (tiếng Anh/tiếng Sesotho) và cung cấp bộ công cụ cầm tay (bao gồm cờ lê lực, bộ nâng bảng điều khiển và thiết bị an toàn) cho từng dự án. Đối với cầu khai thác, việc kiểm tra sau lắp đặt 1 năm được thực hiện để đảm bảo tuân thủ BS5400. Thị trường cầu kết cấu thép ở Châu Phi đang tăng trưởng với tốc độ 7,2% mỗi năm (báo cáo năm 2024 của Grand View Research), được thúc đẩy bởi bốn xu hướng chính phù hợp với thế mạnh của EVERCROSS: Ưu tiên mô-đun hóa: Các chính phủ và công ty khai thác mỏ ở Châu Phi ngày càng ưa chuộng những cây cầu mô-đun (như cầu bailey) hơn cầu bê tông truyền thống vì chúng giúp giảm 60% thời gian xây dựng và giảm 30% chi phí. Ví dụ: Ngân hàng Phát triển Châu Phi (AfDB) đã phân bổ 200 triệu USD vào năm 2023 cho các dự án cầu mô-đun trên 15 quốc gia. Nhu cầu về thiết kế chống chịu khí hậu: Các hiện tượng thời tiết cực đoan gia tăng (lũ lụt, hạn hán) khiến khả năng chống ăn mòn và tính linh hoạt chịu tải trở nên quan trọng. Một cuộc khảo sát năm 2024 đối với các nhà quản lý cơ sở hạ tầng ở Châu Phi cho thấy 85% ưu tiên những cây cầu có tuổi thọ sử dụng hơn 10 năm—chính xác là những gì thiết kế tuân thủ BS5400 của EVERCROSS mang lại. Tiêu chuẩn hóa khu vực: Khối thịnh vượng chung Anh (của các quốc gia) Các quốc gia châu Phi (Lesotho, Kenya, Nigeria) đang hài hòa xung quanh BS5400, trong khi các quốc gia Pháp ngữ (Senegal, Bờ Biển Ngà) áp dụng EN 1993. Điều này giúp giảm độ phức tạp trong thiết kế cho các nhà cung cấp như EVERCROSS, có thể tận dụng một dòng sản phẩm tuân thủ BS5400 duy nhất cho nhiều thị trường. Bản địa hóa hỗ trợ sau bán hàng
Địa chỉ tầng 10, tòa nhà 1, số 188 đường Changyi, quận Baoshan, Thượng Hải, Trung Quốc Điện thoại 86-1771-7918-217
1. Giới thiệu
2. Cầu thép Bailey là gì?
2.1 Định nghĩa cầu thép Bailey
2.2 Đặc điểm cấu trúc cốt lõi
2.3 Lịch sử phát triển của cầu Bailey
3. Tiêu chuẩn thiết kế cầu Châu Âu BS5400
3.1 Tổng quan về BS5400
3.2 BS5400 so với các tiêu chuẩn thiết kế cầu quốc tế khác
3.3 Ưu điểm của BS5400 đối với Lesotho
4. Bối cảnh địa lý và khí hậu của Lesotho: Những tác động đối với nhu cầu cầu Bailey
4.1 Đặc điểm địa lý của Lesotho
4.2 Điều kiện khí hậu ở Lesotho
4.3 Động lực chính của nhu cầu cầu Bailey ở Lesotho
5. Những cân nhắc về sản xuất & Yêu cầu kỹ thuật để xuất khẩu cầu Bailey sang Lesotho
5.1 Lựa chọn vật liệu: Độ bền phù hợp với khí hậu Lesotho
5.2 Thiết kế kết cấu: Thích ứng với địa hình núi và tải trọng
5.3 Quy trình chống ăn mòn và chống chịu thời tiết
5.4 Tuân thủ, chứng nhận và lập tài liệu
5.5 Hỗ trợ hậu cần và lắp đặt
6. Xu hướng phát triển cầu kết cấu thép ở Châu Phi
6.1 Các xu hướng chính định hình thị trường cầu thép của Châu Phi