बड़े पैमाने पर पुल निर्माण परियोजनाएं, जैसे कि क्रॉस-रिवर, क्रॉस-सी, या पहाड़ी राजमार्ग पुल, जटिल भूवैज्ञानिक स्थितियों, तंग निर्माण कार्यक्रम और भारी उपकरणों और सामग्रियों के परिवहन की उच्च मांग की विशेषता है। ऐसी परियोजनाओं में, अस्थायी पहुंच संरचनाएं ऑन-साइट संचालन की निरंतरता और दक्षता सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। इन अस्थायी संरचनाओं के बीच, स्टील स्टैक ब्रिज (अक्सर "स्टील ट्रेस्टल ब्रिज" कहा जाता है) अपने मॉड्यूलर डिजाइन, तेजी से असेंबली और कठोर वातावरण के अनुकूल होने के कारण एक पसंदीदा समाधान के रूप में उभरे हैं। हालाँकि, बड़े पैमाने की परियोजनाओं में स्टील स्टैक ब्रिज की सुरक्षा, स्थायित्व और प्रदर्शन काफी हद तक उद्योग-विशिष्ट डिजाइन मानकों के अनुपालन पर निर्भर करता है।
ऑस्ट्रेलिया और ऑस्ट्रेलियाई इंजीनियरिंग प्रथाओं से प्रभावित कई अंतरराष्ट्रीय परियोजनाओं में, एएस 5100 ब्रिज डिजाइन मानक अस्थायी स्टील ट्रेस्टल संरचनाओं सहित सभी प्रकार के पुलों को डिजाइन करने के लिए बेंचमार्क के रूप में कार्य करता है। यह मानक सामग्री चयन, भार गणना, संरचनात्मक विश्लेषण, स्थायित्व डिजाइन और निर्माण निगरानी के लिए व्यापक दिशानिर्देश प्रदान करता है - ये सभी बड़े पैमाने पर पुल परियोजनाओं में जोखिमों को कम करने के लिए आवश्यक हैं। इस लेख का उद्देश्य स्टील स्टैक ब्रिज की परिभाषा, संरचनात्मक विशेषताओं और अनुप्रयोगों का पता लगाना, एएस 5100 मानक की मुख्य सामग्री और फायदों पर विस्तार से बताना और बड़े पैमाने पर पुल निर्माण में एएस 5100 ढांचे के तहत स्टील स्टैक ब्रिज के अनुप्रयोग मूल्य, फायदे और भविष्य के रुझानों का विश्लेषण करना है।
एस्टील स्टैक ब्रिजएक अस्थायी या अर्ध-स्थायी भार वहन करने वाली संरचना है जो मुख्य रूप से स्टील घटकों से बनी होती है, जिसे निर्माण वाहनों, उपकरणों और कर्मियों को नदियों, घाटियों, नरम मिट्टी की नींव या मौजूदा बुनियादी ढांचे जैसी बाधाओं तक पहुंच प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। स्थायी पुलों (उदाहरण के लिए, स्टील गर्डर पुल या कंक्रीट बॉक्स गर्डर पुल) के विपरीत, स्टील स्टैक पुलों को अलग करने और पुन: उपयोग के लिए इंजीनियर किया जाता है, जो उन्हें छोटी से मध्यम अवधि की निर्माण आवश्यकताओं के लिए लागत प्रभावी बनाता है।स्टील स्टैक ब्रिज लोड-बेयरिंग एक्सेस कॉरिडोर हैं, जबकि स्टैक निकास या वेंटिलेशन के लिए हैं।
स्टील स्टैक ब्रिज विशिष्ट संरचनात्मक विशेषताएं प्रदर्शित करते हैं जो उन्हें बड़े पैमाने पर पुल निर्माण के लिए उपयुक्त बनाते हैं। इन सुविधाओं को तेजी से तैनाती, उच्च भार क्षमता और अनुकूलनशीलता के लिए अनुकूलित किया गया है, जैसा कि नीचे बताया गया है:
2.2.1 मॉड्यूलर घटक डिजाइन
स्टील स्टैक ब्रिज के सभी प्रमुख घटक कारखानों में पूर्वनिर्मित होते हैं, जो सटीकता और स्थिरता सुनिश्चित करते हैं। मुख्य मॉड्यूलर तत्वों में शामिल हैं:
फाउंडेशन सिस्टम: आमतौर पर स्टील पाइप पाइल्स (उदाहरण के लिए, Φ600-Φ800 मिमी व्यास, 10-16 मिमी दीवार की मोटाई) या एच-पाइल्स से बना होता है। इन ढेरों को घर्षण या अंत-असर वाली नींव बनाने के लिए कंपन हथौड़ों का उपयोग करके जमीन या समुद्र तल में धकेल दिया जाता है। पार्श्व भार (उदाहरण के लिए, हवा या पानी की धाराओं) के खिलाफ स्थिरता बढ़ाने के लिए ढेर के बीच पार्श्व ब्रेसिंग (उदाहरण के लिए, विकर्ण स्टील की छड़ें या चैनल स्टील) जोड़ा जाता है।
मुख्य किरणें: डेक से नींव तक ऊर्ध्वाधर भार स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार। सामान्य डिज़ाइनों में बेली बीम (जैसे, 90-प्रकार की सिंगल-लेयर बेली ट्रस), डबल-स्प्लिस्ड एच-बीम (जैसे, H300×300×10×15), या भारी भार के लिए बॉक्स गर्डर शामिल हैं। बेली बीम अपने हल्के वजन, उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात और मानक उपकरणों का उपयोग करके संयोजन में आसानी के कारण विशेष रूप से लोकप्रिय हैं।
वितरण किरणें: डेक लोड को समान रूप से वितरित करने के लिए मुख्य बीम के ऊपर ट्रांसवर्सली रखा गया। ये आमतौर पर हॉट-रोल्ड आई-बीम (उदाहरण के लिए, I16-I25) होते हैं, जो अपेक्षित लोड तीव्रता के आधार पर 300-600 मिमी की दूरी पर होते हैं।
डेक प्लेट्स: आमतौर पर 8-12 मिमी मोटी चेकर्ड स्टील प्लेटें, जो वाहनों और कर्मियों के लिए विरोधी पर्ची सतह प्रदान करती हैं। गीले या संक्षारक वातावरण (उदाहरण के लिए, तटीय क्षेत्रों) में परियोजनाओं के लिए, सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए प्लेटों को जंग-रोधी पेंट या गैल्वेनाइज्ड से लेपित किया जाता है।
सामान: रेलिंग (1.2-1.5 मीटर ऊंची, Φ48 मिमी स्टील पाइप और 10# चैनल स्टील पोस्ट से बनी), किक प्लेट्स (उपकरणों को गिरने से रोकने के लिए 150-200 मिमी ऊंची), और जल निकासी छेद (डेक पर पानी जमा होने से बचने के लिए) शामिल करें।
2.2.2 उच्च भार वहन क्षमता
स्टील स्टैक ब्रिज भारी निर्माण उपकरण, जैसे क्रॉलर क्रेन (200-500 टन), कंक्रीट मिक्सर ट्रक (30-40 टन), और ढेर ड्राइवरों को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। भार क्षमता स्टील सामग्री की ताकत (जैसे, Q355B या ASTM A572 ग्रेड 50) और संरचनात्मक अनुकूलन द्वारा निर्धारित की जाती है - उदाहरण के लिए, कठोरता बनाए रखते हुए स्व-वजन को कम करने के लिए ट्रस-प्रकार के मुख्य बीम का उपयोग करना। एएस 5100 मानक के तहत, लोड गणना में न केवल स्थैतिक भार (उदाहरण के लिए, उपकरण वजन) बल्कि गतिशील भार (उदाहरण के लिए, वाहन त्वरण/मंदी) और पर्यावरणीय भार (उदाहरण के लिए, हवा, बर्फ, या तापमान परिवर्तन) भी शामिल हैं।
2.2.3 त्वरित संयोजन और पृथक्करण
स्टील स्टैक ब्रिज का सबसे महत्वपूर्ण लाभ उनकी त्वरित स्थापना है। फैक्ट्री-पूर्वनिर्मित घटकों को साइट पर ले जाया जा सकता है और क्रेन (उदाहरण के लिए, 50-टन मोबाइल क्रेन) और बोल्ट कनेक्शन का उपयोग करके इकट्ठा किया जा सकता है - अधिकांश मॉड्यूल के लिए ऑन-साइट वेल्डिंग की आवश्यकता नहीं होती है। उदाहरण के लिए, 9-मीटर स्पैन वाले 100 मीटर लंबे स्टील ट्रेस्टल ब्रिज को 6-व्यक्ति की टीम 3-5 दिनों में इकट्ठा कर सकती है। मुख्य पुल का निर्माण पूरा होने के बाद, 95% से अधिक की सामग्री पुनर्प्राप्ति दर (बोल्ट जैसे पहनने वाले हिस्सों को छोड़कर) के साथ, ट्रेस्टल को रिवर्स ऑर्डर में अलग किया जा सकता है।
बड़े पैमाने पर पुल निर्माण में, प्रमुख लॉजिस्टिक चुनौतियों का समाधान करते हुए, स्टील स्टैक पुलों को विभिन्न परिदृश्यों में लागू किया जाता है। मुख्य एप्लिकेशन डोमेन इस प्रकार हैं:
2.3.1 जल निकायों तक निर्माण पहुंच
क्रॉस-रिवर या क्रॉस-सी ब्रिज (उदाहरण के लिए, सिडनी हार्बर ब्रिज रखरखाव परियोजनाएं या ब्रिस्बेन रिवर क्रॉसिंग ब्रिज) के लिए, स्टील स्टैक ब्रिज उपकरण और सामग्रियों के लिए एक स्थिर पहुंच मार्ग प्रदान करते हैं। अस्थायी तैरते पुलों के विपरीत, ट्रेस्टल पुल ज्वार या धाराओं के कारण होने वाले बहाव से बचने के लिए समुद्र तल/नदी तल पर लगाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, मेलबर्न में वेस्ट गेट टनल प्रोजेक्ट के निर्माण में, टनल बोरिंग मशीनों (टीबीएम) और कंक्रीट सेगमेंट के परिवहन के लिए यारा नदी पर 1.2 किलोमीटर लंबा स्टील ट्रेस्टल ब्रिज बनाया गया था, जिससे बजरों पर निर्भरता कम हो गई और निर्माण समय 40% कम हो गया।
2.3.2 पहाड़ी और खड़ी ज़मीन तक पहुंच
पर्वतीय राजमार्ग पुल (उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलियाई आल्प्स या ब्लू माउंटेन में) अक्सर खड़ी ढलान और अस्थिर मिट्टी जैसी चुनौतियों का सामना करते हैं। स्टील स्टैक पुलों को 30 डिग्री तक की ढलानों के अनुकूल झुके हुए ढेरों या कैंटिलीवर समर्थनों के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है। स्नोई माउंटेन हाईवे अपग्रेड के निर्माण में, एक गहरी घाटी को पार करने के लिए 25 मीटर लंबे स्टील स्टैक ब्रिज का उपयोग किया गया था, जिससे व्यापक मिट्टी के काम की आवश्यकता समाप्त हो गई और पर्यावरणीय क्षति कम हो गई।
2.3.3 आपातकालीन एवं अस्थायी यातायात परिवर्तन
मौजूदा बड़े पुलों (उदाहरण के लिए, ब्रिस्बेन में स्टोरी ब्रिज) के पुनर्निर्माण या रखरखाव के दौरान, स्टील स्टैक पुल वाहनों और पैदल यात्रियों के लिए अस्थायी यातायात गलियारे के रूप में काम कर सकते हैं। ये ट्रेस्टल्स अल्पकालिक सार्वजनिक यातायात मांगों को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिनकी भार क्षमता मानक सड़क वाहनों (उदाहरण के लिए, 50-टन ट्रक) से मेल खाती है। 2022 में, जब तस्मानिया में बर्नी ब्रिज का डेक प्रतिस्थापन हुआ, तो मौजूदा संरचना के साथ 300 मीटर का स्टील ट्रेस्टल ब्रिज बनाया गया, जिससे 8 महीने तक निर्बाध यातायात प्रवाह सुनिश्चित हुआ।
2.3.4 भारी उपकरण परिनियोजन
बड़े पैमाने पर पुल निर्माण के लिए अत्यधिक भारी उपकरणों की आवाजाही की आवश्यकता होती है, जैसे ब्रिज गर्डर लॉन्चर (1000+ टन) या पाइल ड्राइवर। स्टील स्टैक पुलों को प्रबलित मुख्य बीम और नींव के साथ, इन अत्यधिक भारों का सामना करने के लिए इंजीनियर किया जाता है। उदाहरण के लिए, विक्टोरिया में नॉर्थ ईस्ट लिंक प्रोजेक्ट के निर्माण में, 1200 टन के गर्डर लॉन्चर के परिवहन के लिए डबल-लेयर बेली बीम वाले स्टील स्टैक ब्रिज का उपयोग किया गया था, जिससे रेलवे लाइन पर 50 मीटर लंबे प्रीकास्ट कंक्रीट गर्डर्स की स्थापना को सक्षम किया गया था।
एएस 5100 ब्रिज डिजाइन स्टैंडर्ड सभी प्रकार के पुलों के डिजाइन, निर्माण और रखरखाव को विनियमित करने के लिए स्टैंडर्ड ऑस्ट्रेलिया (एसए) और ऑस्ट्रेलियाई रोड रिसर्च बोर्ड (एआरआरबी) द्वारा विकसित ऑस्ट्रेलियाई मानकों की एक श्रृंखला है - जिसमें स्थायी पुल (राजमार्ग, रेलवे, पैदल यात्री) और स्टील स्टैक ब्रिज जैसी अस्थायी संरचनाएं शामिल हैं। मानक को पहली बार 1998 में प्रकाशित किया गया था और तब से इसमें कई संशोधन हुए हैं, नवीनतम संस्करण (एएस 5100:2024) में जलवायु परिवर्तन प्रभावों, नई सामग्रियों और बुद्धिमान निगरानी प्रौद्योगिकियों को संबोधित करने के लिए अपडेट शामिल हैं।
एएस 5100 एक एकल दस्तावेज़ नहीं है बल्कि छह भागों का एक सूट है, प्रत्येक पुल इंजीनियरिंग के एक विशिष्ट पहलू पर केंद्रित है:
एएस 5100.1: सामान्य सिद्धांत और आवश्यकताएँ
एएस 5100.2: भार और भार वितरण
एएस 5100.3: कंक्रीट पुल
एएस 5100.4: स्टील ब्रिज
एएस 5100.5: समग्र पुल (स्टील-कंक्रीट)
एएस 5100.6: रखरखाव और मूल्यांकन
स्टील स्टैक ब्रिज के लिए, सबसे अधिक प्रासंगिक भाग एएस 5100.1 (सामान्य सिद्धांत), एएस 5100.2 (लोड), और एएस 5100.4 (स्टील ब्रिज) हैं। ये भाग यह सुनिश्चित करने के लिए विस्तृत दिशानिर्देश प्रदान करते हैं कि अस्थायी इस्पात संरचनाएं बड़े पैमाने की परियोजनाओं में सुरक्षा, स्थायित्व और प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करती हैं।
एएस 5100 मानक स्टील स्टैक ब्रिज के लिए सख्त आवश्यकताएं निर्धारित करता है, जिसमें सामग्री चयन, लोड गणना, संरचनात्मक विश्लेषण और स्थायित्व डिजाइन शामिल हैं। मुख्य सामग्री का सारांश नीचे दिया गया है:
3.2.1 सामग्री आवश्यकताएँ
एएस 5100.4 ट्रेस्टल पुलों में प्रयुक्त स्टील के लिए न्यूनतम प्रदर्शन मानकों को निर्दिष्ट करता है। मानक आदेश:
संचरना इस्पात: AS/NZS 3679.1 (हॉट-रोल्ड स्ट्रक्चरल स्टील) या AS/NZS 3678 (कोल्ड-फॉर्म्ड स्ट्रक्चरल स्टील) का अनुपालन करना होगा। सामान्य ग्रेड में Q355B (AS/NZS 3679.1 ग्रेड 350 के बराबर) और ASTM A572 ग्रेड 50 शामिल हैं, जो उच्च उपज शक्ति (≥350 MPa) और लचीलापन (बढ़ाव ≥20%) प्रदान करते हैं।
फास्टनर: बोल्ट, नट और वॉशर को AS/NZS 1252 (उच्च-शक्ति संरचनात्मक बोल्ट) या AS/NZS 4417 (स्ट्रक्चरल बोल्ट, नट और वॉशर) को पूरा करना होगा। कंपन और थकान के प्रतिरोध को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण कनेक्शन (उदाहरण के लिए, मुख्य बीम-टू-पाइल जोड़ों) के लिए उच्च शक्ति घर्षण पकड़ (एचएसएफजी) बोल्ट (उदाहरण के लिए, ग्रेड 8.8 या 10.9) की आवश्यकता होती है।
संक्षारणरोधी सामग्री: संक्षारक वातावरण (उदाहरण के लिए, तटीय क्षेत्र या औद्योगिक क्षेत्र) में ट्रेस्टल पुलों के लिए, एएस 5100.4 को हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग (न्यूनतम 85 माइक्रोन मोटाई) या एपॉक्सी पेंट (दो कोट, कुल मोटाई ≥120 माइक्रोन) जैसे सुरक्षात्मक कोटिंग्स की आवश्यकता होती है। कैथोडिक सुरक्षा प्रणाली (उदाहरण के लिए, बलि एनोड) को समुद्र के नीचे के ढेर के लिए भी निर्दिष्ट किया जा सकता है।
3.2.2 लोड गणना और संयोजन
एएस 5100.2 उस भार को निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है जिसे स्टील स्टैक ब्रिज को झेलना होगा। मानक भार को तीन श्रेणियों में वर्गीकृत करता है:
स्थायी भार (जी): स्टील घटकों (मुख्य बीम, डेक प्लेट, पाइल्स), स्थिर उपकरण (उदाहरण के लिए, रेलिंग), और किसी भी स्थायी अनुलग्नक (उदाहरण के लिए, प्रकाश व्यवस्था) का स्वयं-वजन शामिल करें। इन भारों की गणना सामग्री घनत्व (उदाहरण के लिए, स्टील के लिए 78.5 kN/m³) और घटक आयामों के आधार पर की जाती है।
परिवर्तनीय भार (क्यू): इसमें निर्माण भार (जैसे, उपकरण भार, सामग्री भंडार), यातायात भार (जैसे, वाहन भार, पैदल यात्री भार), और पर्यावरणीय भार (जैसे, हवा, बर्फ, तापमान प्रभाव) शामिल हैं। निर्माण में स्टील स्टैक पुलों के लिए, मानक 50 टन का न्यूनतम डिज़ाइन वाहन भार (एक मानक कंक्रीट मिक्सर ट्रक के बराबर) और 1.3 का गतिशील लोड कारक (वाहन त्वरण के लिए खाते में) निर्दिष्ट करता है।
आकस्मिक भार (ए): दुर्लभ लेकिन उच्च प्रभाव वाले भार, जैसे वाहन टकराव, गिरता हुआ मलबा, या भूकंप भार। एएस 5100.2 के लिए आवश्यक है कि भूकंपीय क्षेत्रों (उदाहरण के लिए, पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया या दक्षिण ऑस्ट्रेलिया के कुछ हिस्सों) में ट्रेस्टल पुलों को स्थानीय भूकंप के खतरे के स्तर (उदाहरण के लिए, मध्यम भूकंपीय क्षेत्रों के लिए 0.15 ग्राम का चरम जमीनी त्वरण) के आधार पर भूकंपीय भार का विरोध करने के लिए डिज़ाइन किया जाए।
मानक वास्तविक दुनिया के परिदृश्यों का अनुकरण करने के लिए लोड संयोजनों को भी निर्दिष्ट करता है। उदाहरण के लिए, एक निर्माण ट्रेस्टल ब्रिज के लिए अंतिम सीमा स्थिति (यूएलएस) संयोजन है: यूएलएस लोड = 1.2जी + 1.5क्यू + 0.5ए यह संयोजन सुनिश्चित करता है कि ट्रेस्टल संरचनात्मक विफलता के बिना सबसे गंभीर लोड स्थितियों का सामना कर सकता है।
3.2.3 संरचनात्मक विश्लेषण और सुरक्षा कारक
एएस 5100.1 के लिए आवश्यक है कि स्टील स्टैक ब्रिज परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) या मैन्युअल गणना (सरल संरचनाओं के लिए) जैसे तरीकों का उपयोग करके कठोर संरचनात्मक विश्लेषण से गुजरें। प्रमुख विश्लेषण आवश्यकताओं में शामिल हैं:
ताकत की जांच: स्टील घटकों में अधिकतम तनाव सामग्री की डिजाइन ताकत से अधिक नहीं होना चाहिए। उदाहरण के लिए, यूएलएस के तहत Q355B स्टील के लिए स्वीकार्य तनाव 310 एमपीए (1.13 के सुरक्षा कारक के आधार पर) है।
स्थिरता की जाँच: यह सुनिश्चित करना कि ट्रेस्टल में बकलिंग (जैसे, अक्षीय भार के तहत ढेर बकलिंग) या पार्श्व अस्थिरता (जैसे, हवा के कारण पलटना) का अनुभव न हो। एएस 5100.4 2.0 की बकलिंग के विरुद्ध सुरक्षा का न्यूनतम कारक निर्दिष्ट करता है।
विक्षेपण जांच: सर्विस लोड के तहत मुख्य बीम का अधिकतम विक्षेपण एल/360 (जहां एल स्पैन की लंबाई है) से अधिक नहीं होना चाहिए। उदाहरण के लिए, वाहन यातायात और उपकरण संचालन को प्रभावित करने से बचने के लिए 9-मीटर स्पैन बीम अधिकतम 25 मिमी विक्षेपित कर सकता है।
3.2.4 स्थायित्व और रखरखाव
एएस 5100 स्टील स्टैक पुलों की सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए स्थायित्व डिजाइन पर जोर देता है - यहां तक कि अस्थायी संरचनाओं (आमतौर पर 1-5 साल) के लिए भी। मानक के लिए आवश्यक है:
संक्षारण संरक्षण: जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, सुरक्षात्मक कोटिंग्स या कैथोडिक सुरक्षा प्रणालियों को पर्यावरण के आधार पर निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, तटीय क्षेत्रों में ट्रेस्टल्स को खारे पानी के क्षरण का विरोध करने के लिए गैल्वनाइजिंग प्लस एपॉक्सी पेंट की आवश्यकता होती है।
थकान डिज़ाइन: बार-बार लोड (उदाहरण के लिए, बार-बार वाहन क्रॉसिंग) के अधीन स्टील घटकों को थकान विफलता का प्रतिरोध करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। एएस 5100.4 विभिन्न स्टील ग्रेड और कनेक्शन विवरण (उदाहरण के लिए, वेल्डेड बनाम बोल्टेड जोड़ों) के लिए थकान शक्ति वक्र प्रदान करता है।
रखरखाव योजनाएँ: मानक आदेश देता है कि स्टील स्टैक पुलों के लिए एक रखरखाव कार्यक्रम विकसित किया जाए, जिसमें नियमित निरीक्षण (उदाहरण के लिए, जंग या बोल्ट ढीला होने के लिए मासिक दृश्य जांच) और मरम्मत (उदाहरण के लिए, जंग लगे क्षेत्रों को फिर से रंगना) शामिल है।
3.3 स्टील ट्रेस्टल ब्रिज डिज़ाइन के लिए एएस 5100 के लाभ
एएस 5100 मानक बड़े पैमाने पर पुल निर्माण परियोजनाओं में स्टील स्टैक पुलों को डिजाइन करने के लिए कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है:
3.3.1 ऑस्ट्रेलियाई पर्यावरण और भौगोलिक परिस्थितियों के अनुरूप
ऑस्ट्रेलिया की विविध जलवायु (क्वींसलैंड में उष्णकटिबंधीय चक्रवातों से लेकर आल्प्स में बर्फ तक) और भूवैज्ञानिक स्थितियों (मरे-डार्लिंग बेसिन में नरम मिट्टी से लेकर पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में कठोर चट्टान तक) के लिए ऐसे पुल डिजाइनों की आवश्यकता होती है जो अत्यधिक अनुकूलनीय हों। एएस 5100 क्षेत्र-विशिष्ट लोड मापदंडों को निर्दिष्ट करके इन स्थितियों को संबोधित करता है - उदाहरण के लिए, चक्रवात-प्रवण क्षेत्रों के लिए उच्च पवन भार (100 किमी/घंटा तक) और अल्पाइन क्षेत्रों के लिए बर्फ भार (0.5 केएन/एम² तक)। यह सुनिश्चित करता है कि एएस 5100 के तहत डिजाइन किए गए स्टील स्टैक ब्रिज स्थानीय पर्यावरणीय चुनौतियों का सामना कर सकते हैं।
3.3.2 व्यापक और एकीकृत दिशानिर्देश
कुछ अंतरराष्ट्रीय मानकों के विपरीत, जो पूरी तरह से डिजाइन पर ध्यान केंद्रित करते हैं, एएस 5100 एक पुल के पूरे जीवनचक्र को कवर करता है - डिजाइन और निर्माण से लेकर रखरखाव और डीकमीशनिंग तक। स्टील स्टैक ब्रिज के लिए, यह एकीकरण महत्वपूर्ण है: मानक की लोड गणना (एएस 5100.2) सामग्री आवश्यकताओं (एएस 5100.4) के साथ संरेखित होती है, और रखरखाव दिशानिर्देश (एएस 5100.6) सुनिश्चित करते हैं कि ट्रेस्टल अपने पूरे सेवा जीवन में सुरक्षित रहे। इससे डिज़ाइन-निर्माण बेमेल का जोखिम कम हो जाता है, जो बड़े पैमाने की परियोजनाओं में आम है।
3.3.3 सुरक्षा और विश्वसनीयता पर जोर
एएस 5100 एक सीमा राज्य डिजाइन (एलएसडी) दृष्टिकोण का उपयोग करता है, जो चरम स्थितियों (अंतिम सीमा स्थिति) के तहत संरचनात्मक विफलता को रोकने और सामान्य परिस्थितियों (सेवाक्षमता सीमा स्थिति) के तहत कार्यात्मक प्रदर्शन सुनिश्चित करने पर केंद्रित है। स्टील स्टैक पुलों के लिए, इसका मतलब यह है कि भले ही एक घटक अप्रत्याशित भार (उदाहरण के लिए, डिजाइन से भारी क्रेन) के अधीन हो, संरचना ढह नहीं जाएगी - अधिक से अधिक, यह अस्थायी विक्षेपण का अनुभव कर सकता है। मानक में बड़े ट्रेस्टल पुलों (उदाहरण के लिए, लंबाई> 500 मीटर) के लिए स्वतंत्र संरचनात्मक ऑडिट की भी आवश्यकता होती है, जिससे सुरक्षा में और वृद्धि होती है।
3.3.4 अंतर्राष्ट्रीय मानकों के साथ अनुकूलता
जबकि एएस 5100 एक ऑस्ट्रेलियाई मानक है, यह यूरोकोड 3 (स्टील स्ट्रक्चर्स) और एएएसएचटीओ एलआरएफडी ब्रिज डिजाइन स्पेसिफिकेशंस (यूएस) जैसे अंतरराष्ट्रीय कोड के साथ संरेखित है। यह अनुकूलता अंतरराष्ट्रीय टीमों या आपूर्तिकर्ताओं के साथ बड़े पैमाने पर पुल परियोजनाओं के लिए फायदेमंद है। उदाहरण के लिए, एएस 5100 के तहत डिज़ाइन किया गया एक स्टील ट्रेस्टल ब्रिज यूरोप (यूरोकोड 3 के अनुरूप) या अमेरिका (एएएसएचटीओ के अनुरूप) से प्राप्त स्टील सामग्री का उपयोग कर सकता है, क्योंकि मानक भौतिक गुणों के लिए रूपांतरण कारक प्रदान करता है।
जब स्टील स्टैक पुलों को एएस 5100 मानक के अनुसार डिजाइन और निर्मित किया जाता है, तो वे अद्वितीय लाभ प्रदान करते हैं जो बड़े पैमाने पर पुल परियोजनाओं की विशिष्ट चुनौतियों का समाधान करते हैं। ये फायदे सुरक्षा, स्थायित्व और अनुकूलनशीलता पर मानक के फोकस से निकटता से जुड़े हुए हैं, जैसा कि नीचे बताया गया है:
बड़े पैमाने पर पुल निर्माण परियोजनाओं में महत्वपूर्ण जोखिम शामिल होते हैं - जिनमें संरचनात्मक पतन, उपकरण दुर्घटनाएं और पर्यावरणीय क्षति शामिल हैं। एएस 5100 के तहत डिजाइन किए गए स्टील स्टैक ब्रिज इन जोखिमों को कम करते हैं:
मजबूत लोड डिजाइन: मानक की व्यापक भार गणना यह सुनिश्चित करती है कि ट्रेस्टल न केवल अपेक्षित भार (उदाहरण के लिए, 200-टन क्रेन) बल्कि अप्रत्याशित भार (उदाहरण के लिए, हवा के झोंके या मलबे के प्रभाव) का भी सामना कर सकता है। उदाहरण के लिए, मेलबर्न मेट्रो टनल प्रोजेक्ट के निर्माण में, एएस 5100 के तहत डिजाइन किया गया एक स्टील स्टैक ब्रिज तूफान के दौरान 90 किमी/घंटा हवा के झोंके को झेलने में सक्षम था, जिसमें कोई संरचनात्मक क्षति नहीं हुई थी।
थकान प्रतिरोध: एएस 5100.4 के थकान डिजाइन दिशानिर्देश बार-बार लोड के अधीन स्टील घटकों की समयपूर्व विफलता को रोकते हैं। सिडनी गेटवे प्रोजेक्ट में, दैनिक कंक्रीट परिवहन (प्रति दिन 100 से अधिक ट्रक क्रॉसिंग) के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टील ट्रेस्टल ब्रिज में 3 साल की सेवा के बाद थकान का कोई संकेत नहीं दिखा - इसके 5 साल के डिजाइन जीवन के भीतर।
भूकंपीय सुरक्षा: भूकंपीय क्षेत्रों (उदाहरण के लिए, पर्थ मेट्रो क्षेत्र) में परियोजनाओं के लिए, एएस 5100.2 की भूकंपीय भार आवश्यकताएं सुनिश्चित करती हैं कि स्टील स्टैक पुल भूकंप-प्रेरित बलों का विरोध कर सकते हैं। मानक भूकंपीय ऊर्जा को अवशोषित करने, पतन के जोखिम को कम करने के लिए घटकों (उदाहरण के लिए, मुख्य बीम के बीच काज जोड
बड़े पैमाने पर पुल निर्माण परियोजनाएं, जैसे कि क्रॉस-रिवर, क्रॉस-सी, या पहाड़ी राजमार्ग पुल, जटिल भूवैज्ञानिक स्थितियों, तंग निर्माण कार्यक्रम और भारी उपकरणों और सामग्रियों के परिवहन की उच्च मांग की विशेषता है। ऐसी परियोजनाओं में, अस्थायी पहुंच संरचनाएं ऑन-साइट संचालन की निरंतरता और दक्षता सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। इन अस्थायी संरचनाओं के बीच, स्टील स्टैक ब्रिज (अक्सर "स्टील ट्रेस्टल ब्रिज" कहा जाता है) अपने मॉड्यूलर डिजाइन, तेजी से असेंबली और कठोर वातावरण के अनुकूल होने के कारण एक पसंदीदा समाधान के रूप में उभरे हैं। हालाँकि, बड़े पैमाने की परियोजनाओं में स्टील स्टैक ब्रिज की सुरक्षा, स्थायित्व और प्रदर्शन काफी हद तक उद्योग-विशिष्ट डिजाइन मानकों के अनुपालन पर निर्भर करता है।
ऑस्ट्रेलिया और ऑस्ट्रेलियाई इंजीनियरिंग प्रथाओं से प्रभावित कई अंतरराष्ट्रीय परियोजनाओं में, एएस 5100 ब्रिज डिजाइन मानक अस्थायी स्टील ट्रेस्टल संरचनाओं सहित सभी प्रकार के पुलों को डिजाइन करने के लिए बेंचमार्क के रूप में कार्य करता है। यह मानक सामग्री चयन, भार गणना, संरचनात्मक विश्लेषण, स्थायित्व डिजाइन और निर्माण निगरानी के लिए व्यापक दिशानिर्देश प्रदान करता है - ये सभी बड़े पैमाने पर पुल परियोजनाओं में जोखिमों को कम करने के लिए आवश्यक हैं। इस लेख का उद्देश्य स्टील स्टैक ब्रिज की परिभाषा, संरचनात्मक विशेषताओं और अनुप्रयोगों का पता लगाना, एएस 5100 मानक की मुख्य सामग्री और फायदों पर विस्तार से बताना और बड़े पैमाने पर पुल निर्माण में एएस 5100 ढांचे के तहत स्टील स्टैक ब्रिज के अनुप्रयोग मूल्य, फायदे और भविष्य के रुझानों का विश्लेषण करना है।
एस्टील स्टैक ब्रिजएक अस्थायी या अर्ध-स्थायी भार वहन करने वाली संरचना है जो मुख्य रूप से स्टील घटकों से बनी होती है, जिसे निर्माण वाहनों, उपकरणों और कर्मियों को नदियों, घाटियों, नरम मिट्टी की नींव या मौजूदा बुनियादी ढांचे जैसी बाधाओं तक पहुंच प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। स्थायी पुलों (उदाहरण के लिए, स्टील गर्डर पुल या कंक्रीट बॉक्स गर्डर पुल) के विपरीत, स्टील स्टैक पुलों को अलग करने और पुन: उपयोग के लिए इंजीनियर किया जाता है, जो उन्हें छोटी से मध्यम अवधि की निर्माण आवश्यकताओं के लिए लागत प्रभावी बनाता है।स्टील स्टैक ब्रिज लोड-बेयरिंग एक्सेस कॉरिडोर हैं, जबकि स्टैक निकास या वेंटिलेशन के लिए हैं।
स्टील स्टैक ब्रिज विशिष्ट संरचनात्मक विशेषताएं प्रदर्शित करते हैं जो उन्हें बड़े पैमाने पर पुल निर्माण के लिए उपयुक्त बनाते हैं। इन सुविधाओं को तेजी से तैनाती, उच्च भार क्षमता और अनुकूलनशीलता के लिए अनुकूलित किया गया है, जैसा कि नीचे बताया गया है:
2.2.1 मॉड्यूलर घटक डिजाइन
स्टील स्टैक ब्रिज के सभी प्रमुख घटक कारखानों में पूर्वनिर्मित होते हैं, जो सटीकता और स्थिरता सुनिश्चित करते हैं। मुख्य मॉड्यूलर तत्वों में शामिल हैं:
फाउंडेशन सिस्टम: आमतौर पर स्टील पाइप पाइल्स (उदाहरण के लिए, Φ600-Φ800 मिमी व्यास, 10-16 मिमी दीवार की मोटाई) या एच-पाइल्स से बना होता है। इन ढेरों को घर्षण या अंत-असर वाली नींव बनाने के लिए कंपन हथौड़ों का उपयोग करके जमीन या समुद्र तल में धकेल दिया जाता है। पार्श्व भार (उदाहरण के लिए, हवा या पानी की धाराओं) के खिलाफ स्थिरता बढ़ाने के लिए ढेर के बीच पार्श्व ब्रेसिंग (उदाहरण के लिए, विकर्ण स्टील की छड़ें या चैनल स्टील) जोड़ा जाता है।
मुख्य किरणें: डेक से नींव तक ऊर्ध्वाधर भार स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार। सामान्य डिज़ाइनों में बेली बीम (जैसे, 90-प्रकार की सिंगल-लेयर बेली ट्रस), डबल-स्प्लिस्ड एच-बीम (जैसे, H300×300×10×15), या भारी भार के लिए बॉक्स गर्डर शामिल हैं। बेली बीम अपने हल्के वजन, उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात और मानक उपकरणों का उपयोग करके संयोजन में आसानी के कारण विशेष रूप से लोकप्रिय हैं।
वितरण किरणें: डेक लोड को समान रूप से वितरित करने के लिए मुख्य बीम के ऊपर ट्रांसवर्सली रखा गया। ये आमतौर पर हॉट-रोल्ड आई-बीम (उदाहरण के लिए, I16-I25) होते हैं, जो अपेक्षित लोड तीव्रता के आधार पर 300-600 मिमी की दूरी पर होते हैं।
डेक प्लेट्स: आमतौर पर 8-12 मिमी मोटी चेकर्ड स्टील प्लेटें, जो वाहनों और कर्मियों के लिए विरोधी पर्ची सतह प्रदान करती हैं। गीले या संक्षारक वातावरण (उदाहरण के लिए, तटीय क्षेत्रों) में परियोजनाओं के लिए, सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए प्लेटों को जंग-रोधी पेंट या गैल्वेनाइज्ड से लेपित किया जाता है।
सामान: रेलिंग (1.2-1.5 मीटर ऊंची, Φ48 मिमी स्टील पाइप और 10# चैनल स्टील पोस्ट से बनी), किक प्लेट्स (उपकरणों को गिरने से रोकने के लिए 150-200 मिमी ऊंची), और जल निकासी छेद (डेक पर पानी जमा होने से बचने के लिए) शामिल करें।
2.2.2 उच्च भार वहन क्षमता
स्टील स्टैक ब्रिज भारी निर्माण उपकरण, जैसे क्रॉलर क्रेन (200-500 टन), कंक्रीट मिक्सर ट्रक (30-40 टन), और ढेर ड्राइवरों को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। भार क्षमता स्टील सामग्री की ताकत (जैसे, Q355B या ASTM A572 ग्रेड 50) और संरचनात्मक अनुकूलन द्वारा निर्धारित की जाती है - उदाहरण के लिए, कठोरता बनाए रखते हुए स्व-वजन को कम करने के लिए ट्रस-प्रकार के मुख्य बीम का उपयोग करना। एएस 5100 मानक के तहत, लोड गणना में न केवल स्थैतिक भार (उदाहरण के लिए, उपकरण वजन) बल्कि गतिशील भार (उदाहरण के लिए, वाहन त्वरण/मंदी) और पर्यावरणीय भार (उदाहरण के लिए, हवा, बर्फ, या तापमान परिवर्तन) भी शामिल हैं।
2.2.3 त्वरित संयोजन और पृथक्करण
स्टील स्टैक ब्रिज का सबसे महत्वपूर्ण लाभ उनकी त्वरित स्थापना है। फैक्ट्री-पूर्वनिर्मित घटकों को साइट पर ले जाया जा सकता है और क्रेन (उदाहरण के लिए, 50-टन मोबाइल क्रेन) और बोल्ट कनेक्शन का उपयोग करके इकट्ठा किया जा सकता है - अधिकांश मॉड्यूल के लिए ऑन-साइट वेल्डिंग की आवश्यकता नहीं होती है। उदाहरण के लिए, 9-मीटर स्पैन वाले 100 मीटर लंबे स्टील ट्रेस्टल ब्रिज को 6-व्यक्ति की टीम 3-5 दिनों में इकट्ठा कर सकती है। मुख्य पुल का निर्माण पूरा होने के बाद, 95% से अधिक की सामग्री पुनर्प्राप्ति दर (बोल्ट जैसे पहनने वाले हिस्सों को छोड़कर) के साथ, ट्रेस्टल को रिवर्स ऑर्डर में अलग किया जा सकता है।
बड़े पैमाने पर पुल निर्माण में, प्रमुख लॉजिस्टिक चुनौतियों का समाधान करते हुए, स्टील स्टैक पुलों को विभिन्न परिदृश्यों में लागू किया जाता है। मुख्य एप्लिकेशन डोमेन इस प्रकार हैं:
2.3.1 जल निकायों तक निर्माण पहुंच
क्रॉस-रिवर या क्रॉस-सी ब्रिज (उदाहरण के लिए, सिडनी हार्बर ब्रिज रखरखाव परियोजनाएं या ब्रिस्बेन रिवर क्रॉसिंग ब्रिज) के लिए, स्टील स्टैक ब्रिज उपकरण और सामग्रियों के लिए एक स्थिर पहुंच मार्ग प्रदान करते हैं। अस्थायी तैरते पुलों के विपरीत, ट्रेस्टल पुल ज्वार या धाराओं के कारण होने वाले बहाव से बचने के लिए समुद्र तल/नदी तल पर लगाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, मेलबर्न में वेस्ट गेट टनल प्रोजेक्ट के निर्माण में, टनल बोरिंग मशीनों (टीबीएम) और कंक्रीट सेगमेंट के परिवहन के लिए यारा नदी पर 1.2 किलोमीटर लंबा स्टील ट्रेस्टल ब्रिज बनाया गया था, जिससे बजरों पर निर्भरता कम हो गई और निर्माण समय 40% कम हो गया।
2.3.2 पहाड़ी और खड़ी ज़मीन तक पहुंच
पर्वतीय राजमार्ग पुल (उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलियाई आल्प्स या ब्लू माउंटेन में) अक्सर खड़ी ढलान और अस्थिर मिट्टी जैसी चुनौतियों का सामना करते हैं। स्टील स्टैक पुलों को 30 डिग्री तक की ढलानों के अनुकूल झुके हुए ढेरों या कैंटिलीवर समर्थनों के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है। स्नोई माउंटेन हाईवे अपग्रेड के निर्माण में, एक गहरी घाटी को पार करने के लिए 25 मीटर लंबे स्टील स्टैक ब्रिज का उपयोग किया गया था, जिससे व्यापक मिट्टी के काम की आवश्यकता समाप्त हो गई और पर्यावरणीय क्षति कम हो गई।
2.3.3 आपातकालीन एवं अस्थायी यातायात परिवर्तन
मौजूदा बड़े पुलों (उदाहरण के लिए, ब्रिस्बेन में स्टोरी ब्रिज) के पुनर्निर्माण या रखरखाव के दौरान, स्टील स्टैक पुल वाहनों और पैदल यात्रियों के लिए अस्थायी यातायात गलियारे के रूप में काम कर सकते हैं। ये ट्रेस्टल्स अल्पकालिक सार्वजनिक यातायात मांगों को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिनकी भार क्षमता मानक सड़क वाहनों (उदाहरण के लिए, 50-टन ट्रक) से मेल खाती है। 2022 में, जब तस्मानिया में बर्नी ब्रिज का डेक प्रतिस्थापन हुआ, तो मौजूदा संरचना के साथ 300 मीटर का स्टील ट्रेस्टल ब्रिज बनाया गया, जिससे 8 महीने तक निर्बाध यातायात प्रवाह सुनिश्चित हुआ।
2.3.4 भारी उपकरण परिनियोजन
बड़े पैमाने पर पुल निर्माण के लिए अत्यधिक भारी उपकरणों की आवाजाही की आवश्यकता होती है, जैसे ब्रिज गर्डर लॉन्चर (1000+ टन) या पाइल ड्राइवर। स्टील स्टैक पुलों को प्रबलित मुख्य बीम और नींव के साथ, इन अत्यधिक भारों का सामना करने के लिए इंजीनियर किया जाता है। उदाहरण के लिए, विक्टोरिया में नॉर्थ ईस्ट लिंक प्रोजेक्ट के निर्माण में, 1200 टन के गर्डर लॉन्चर के परिवहन के लिए डबल-लेयर बेली बीम वाले स्टील स्टैक ब्रिज का उपयोग किया गया था, जिससे रेलवे लाइन पर 50 मीटर लंबे प्रीकास्ट कंक्रीट गर्डर्स की स्थापना को सक्षम किया गया था।
एएस 5100 ब्रिज डिजाइन स्टैंडर्ड सभी प्रकार के पुलों के डिजाइन, निर्माण और रखरखाव को विनियमित करने के लिए स्टैंडर्ड ऑस्ट्रेलिया (एसए) और ऑस्ट्रेलियाई रोड रिसर्च बोर्ड (एआरआरबी) द्वारा विकसित ऑस्ट्रेलियाई मानकों की एक श्रृंखला है - जिसमें स्थायी पुल (राजमार्ग, रेलवे, पैदल यात्री) और स्टील स्टैक ब्रिज जैसी अस्थायी संरचनाएं शामिल हैं। मानक को पहली बार 1998 में प्रकाशित किया गया था और तब से इसमें कई संशोधन हुए हैं, नवीनतम संस्करण (एएस 5100:2024) में जलवायु परिवर्तन प्रभावों, नई सामग्रियों और बुद्धिमान निगरानी प्रौद्योगिकियों को संबोधित करने के लिए अपडेट शामिल हैं।
एएस 5100 एक एकल दस्तावेज़ नहीं है बल्कि छह भागों का एक सूट है, प्रत्येक पुल इंजीनियरिंग के एक विशिष्ट पहलू पर केंद्रित है:
एएस 5100.1: सामान्य सिद्धांत और आवश्यकताएँ
एएस 5100.2: भार और भार वितरण
एएस 5100.3: कंक्रीट पुल
एएस 5100.4: स्टील ब्रिज
एएस 5100.5: समग्र पुल (स्टील-कंक्रीट)
एएस 5100.6: रखरखाव और मूल्यांकन
स्टील स्टैक ब्रिज के लिए, सबसे अधिक प्रासंगिक भाग एएस 5100.1 (सामान्य सिद्धांत), एएस 5100.2 (लोड), और एएस 5100.4 (स्टील ब्रिज) हैं। ये भाग यह सुनिश्चित करने के लिए विस्तृत दिशानिर्देश प्रदान करते हैं कि अस्थायी इस्पात संरचनाएं बड़े पैमाने की परियोजनाओं में सुरक्षा, स्थायित्व और प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करती हैं।
एएस 5100 मानक स्टील स्टैक ब्रिज के लिए सख्त आवश्यकताएं निर्धारित करता है, जिसमें सामग्री चयन, लोड गणना, संरचनात्मक विश्लेषण और स्थायित्व डिजाइन शामिल हैं। मुख्य सामग्री का सारांश नीचे दिया गया है:
3.2.1 सामग्री आवश्यकताएँ
एएस 5100.4 ट्रेस्टल पुलों में प्रयुक्त स्टील के लिए न्यूनतम प्रदर्शन मानकों को निर्दिष्ट करता है। मानक आदेश:
संचरना इस्पात: AS/NZS 3679.1 (हॉट-रोल्ड स्ट्रक्चरल स्टील) या AS/NZS 3678 (कोल्ड-फॉर्म्ड स्ट्रक्चरल स्टील) का अनुपालन करना होगा। सामान्य ग्रेड में Q355B (AS/NZS 3679.1 ग्रेड 350 के बराबर) और ASTM A572 ग्रेड 50 शामिल हैं, जो उच्च उपज शक्ति (≥350 MPa) और लचीलापन (बढ़ाव ≥20%) प्रदान करते हैं।
फास्टनर: बोल्ट, नट और वॉशर को AS/NZS 1252 (उच्च-शक्ति संरचनात्मक बोल्ट) या AS/NZS 4417 (स्ट्रक्चरल बोल्ट, नट और वॉशर) को पूरा करना होगा। कंपन और थकान के प्रतिरोध को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण कनेक्शन (उदाहरण के लिए, मुख्य बीम-टू-पाइल जोड़ों) के लिए उच्च शक्ति घर्षण पकड़ (एचएसएफजी) बोल्ट (उदाहरण के लिए, ग्रेड 8.8 या 10.9) की आवश्यकता होती है।
संक्षारणरोधी सामग्री: संक्षारक वातावरण (उदाहरण के लिए, तटीय क्षेत्र या औद्योगिक क्षेत्र) में ट्रेस्टल पुलों के लिए, एएस 5100.4 को हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग (न्यूनतम 85 माइक्रोन मोटाई) या एपॉक्सी पेंट (दो कोट, कुल मोटाई ≥120 माइक्रोन) जैसे सुरक्षात्मक कोटिंग्स की आवश्यकता होती है। कैथोडिक सुरक्षा प्रणाली (उदाहरण के लिए, बलि एनोड) को समुद्र के नीचे के ढेर के लिए भी निर्दिष्ट किया जा सकता है।
3.2.2 लोड गणना और संयोजन
एएस 5100.2 उस भार को निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है जिसे स्टील स्टैक ब्रिज को झेलना होगा। मानक भार को तीन श्रेणियों में वर्गीकृत करता है:
स्थायी भार (जी): स्टील घटकों (मुख्य बीम, डेक प्लेट, पाइल्स), स्थिर उपकरण (उदाहरण के लिए, रेलिंग), और किसी भी स्थायी अनुलग्नक (उदाहरण के लिए, प्रकाश व्यवस्था) का स्वयं-वजन शामिल करें। इन भारों की गणना सामग्री घनत्व (उदाहरण के लिए, स्टील के लिए 78.5 kN/m³) और घटक आयामों के आधार पर की जाती है।
परिवर्तनीय भार (क्यू): इसमें निर्माण भार (जैसे, उपकरण भार, सामग्री भंडार), यातायात भार (जैसे, वाहन भार, पैदल यात्री भार), और पर्यावरणीय भार (जैसे, हवा, बर्फ, तापमान प्रभाव) शामिल हैं। निर्माण में स्टील स्टैक पुलों के लिए, मानक 50 टन का न्यूनतम डिज़ाइन वाहन भार (एक मानक कंक्रीट मिक्सर ट्रक के बराबर) और 1.3 का गतिशील लोड कारक (वाहन त्वरण के लिए खाते में) निर्दिष्ट करता है।
आकस्मिक भार (ए): दुर्लभ लेकिन उच्च प्रभाव वाले भार, जैसे वाहन टकराव, गिरता हुआ मलबा, या भूकंप भार। एएस 5100.2 के लिए आवश्यक है कि भूकंपीय क्षेत्रों (उदाहरण के लिए, पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया या दक्षिण ऑस्ट्रेलिया के कुछ हिस्सों) में ट्रेस्टल पुलों को स्थानीय भूकंप के खतरे के स्तर (उदाहरण के लिए, मध्यम भूकंपीय क्षेत्रों के लिए 0.15 ग्राम का चरम जमीनी त्वरण) के आधार पर भूकंपीय भार का विरोध करने के लिए डिज़ाइन किया जाए।
मानक वास्तविक दुनिया के परिदृश्यों का अनुकरण करने के लिए लोड संयोजनों को भी निर्दिष्ट करता है। उदाहरण के लिए, एक निर्माण ट्रेस्टल ब्रिज के लिए अंतिम सीमा स्थिति (यूएलएस) संयोजन है: यूएलएस लोड = 1.2जी + 1.5क्यू + 0.5ए यह संयोजन सुनिश्चित करता है कि ट्रेस्टल संरचनात्मक विफलता के बिना सबसे गंभीर लोड स्थितियों का सामना कर सकता है।
3.2.3 संरचनात्मक विश्लेषण और सुरक्षा कारक
एएस 5100.1 के लिए आवश्यक है कि स्टील स्टैक ब्रिज परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) या मैन्युअल गणना (सरल संरचनाओं के लिए) जैसे तरीकों का उपयोग करके कठोर संरचनात्मक विश्लेषण से गुजरें। प्रमुख विश्लेषण आवश्यकताओं में शामिल हैं:
ताकत की जांच: स्टील घटकों में अधिकतम तनाव सामग्री की डिजाइन ताकत से अधिक नहीं होना चाहिए। उदाहरण के लिए, यूएलएस के तहत Q355B स्टील के लिए स्वीकार्य तनाव 310 एमपीए (1.13 के सुरक्षा कारक के आधार पर) है।
स्थिरता की जाँच: यह सुनिश्चित करना कि ट्रेस्टल में बकलिंग (जैसे, अक्षीय भार के तहत ढेर बकलिंग) या पार्श्व अस्थिरता (जैसे, हवा के कारण पलटना) का अनुभव न हो। एएस 5100.4 2.0 की बकलिंग के विरुद्ध सुरक्षा का न्यूनतम कारक निर्दिष्ट करता है।
विक्षेपण जांच: सर्विस लोड के तहत मुख्य बीम का अधिकतम विक्षेपण एल/360 (जहां एल स्पैन की लंबाई है) से अधिक नहीं होना चाहिए। उदाहरण के लिए, वाहन यातायात और उपकरण संचालन को प्रभावित करने से बचने के लिए 9-मीटर स्पैन बीम अधिकतम 25 मिमी विक्षेपित कर सकता है।
3.2.4 स्थायित्व और रखरखाव
एएस 5100 स्टील स्टैक पुलों की सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए स्थायित्व डिजाइन पर जोर देता है - यहां तक कि अस्थायी संरचनाओं (आमतौर पर 1-5 साल) के लिए भी। मानक के लिए आवश्यक है:
संक्षारण संरक्षण: जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, सुरक्षात्मक कोटिंग्स या कैथोडिक सुरक्षा प्रणालियों को पर्यावरण के आधार पर निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, तटीय क्षेत्रों में ट्रेस्टल्स को खारे पानी के क्षरण का विरोध करने के लिए गैल्वनाइजिंग प्लस एपॉक्सी पेंट की आवश्यकता होती है।
थकान डिज़ाइन: बार-बार लोड (उदाहरण के लिए, बार-बार वाहन क्रॉसिंग) के अधीन स्टील घटकों को थकान विफलता का प्रतिरोध करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। एएस 5100.4 विभिन्न स्टील ग्रेड और कनेक्शन विवरण (उदाहरण के लिए, वेल्डेड बनाम बोल्टेड जोड़ों) के लिए थकान शक्ति वक्र प्रदान करता है।
रखरखाव योजनाएँ: मानक आदेश देता है कि स्टील स्टैक पुलों के लिए एक रखरखाव कार्यक्रम विकसित किया जाए, जिसमें नियमित निरीक्षण (उदाहरण के लिए, जंग या बोल्ट ढीला होने के लिए मासिक दृश्य जांच) और मरम्मत (उदाहरण के लिए, जंग लगे क्षेत्रों को फिर से रंगना) शामिल है।
3.3 स्टील ट्रेस्टल ब्रिज डिज़ाइन के लिए एएस 5100 के लाभ
एएस 5100 मानक बड़े पैमाने पर पुल निर्माण परियोजनाओं में स्टील स्टैक पुलों को डिजाइन करने के लिए कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है:
3.3.1 ऑस्ट्रेलियाई पर्यावरण और भौगोलिक परिस्थितियों के अनुरूप
ऑस्ट्रेलिया की विविध जलवायु (क्वींसलैंड में उष्णकटिबंधीय चक्रवातों से लेकर आल्प्स में बर्फ तक) और भूवैज्ञानिक स्थितियों (मरे-डार्लिंग बेसिन में नरम मिट्टी से लेकर पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में कठोर चट्टान तक) के लिए ऐसे पुल डिजाइनों की आवश्यकता होती है जो अत्यधिक अनुकूलनीय हों। एएस 5100 क्षेत्र-विशिष्ट लोड मापदंडों को निर्दिष्ट करके इन स्थितियों को संबोधित करता है - उदाहरण के लिए, चक्रवात-प्रवण क्षेत्रों के लिए उच्च पवन भार (100 किमी/घंटा तक) और अल्पाइन क्षेत्रों के लिए बर्फ भार (0.5 केएन/एम² तक)। यह सुनिश्चित करता है कि एएस 5100 के तहत डिजाइन किए गए स्टील स्टैक ब्रिज स्थानीय पर्यावरणीय चुनौतियों का सामना कर सकते हैं।
3.3.2 व्यापक और एकीकृत दिशानिर्देश
कुछ अंतरराष्ट्रीय मानकों के विपरीत, जो पूरी तरह से डिजाइन पर ध्यान केंद्रित करते हैं, एएस 5100 एक पुल के पूरे जीवनचक्र को कवर करता है - डिजाइन और निर्माण से लेकर रखरखाव और डीकमीशनिंग तक। स्टील स्टैक ब्रिज के लिए, यह एकीकरण महत्वपूर्ण है: मानक की लोड गणना (एएस 5100.2) सामग्री आवश्यकताओं (एएस 5100.4) के साथ संरेखित होती है, और रखरखाव दिशानिर्देश (एएस 5100.6) सुनिश्चित करते हैं कि ट्रेस्टल अपने पूरे सेवा जीवन में सुरक्षित रहे। इससे डिज़ाइन-निर्माण बेमेल का जोखिम कम हो जाता है, जो बड़े पैमाने की परियोजनाओं में आम है।
3.3.3 सुरक्षा और विश्वसनीयता पर जोर
एएस 5100 एक सीमा राज्य डिजाइन (एलएसडी) दृष्टिकोण का उपयोग करता है, जो चरम स्थितियों (अंतिम सीमा स्थिति) के तहत संरचनात्मक विफलता को रोकने और सामान्य परिस्थितियों (सेवाक्षमता सीमा स्थिति) के तहत कार्यात्मक प्रदर्शन सुनिश्चित करने पर केंद्रित है। स्टील स्टैक पुलों के लिए, इसका मतलब यह है कि भले ही एक घटक अप्रत्याशित भार (उदाहरण के लिए, डिजाइन से भारी क्रेन) के अधीन हो, संरचना ढह नहीं जाएगी - अधिक से अधिक, यह अस्थायी विक्षेपण का अनुभव कर सकता है। मानक में बड़े ट्रेस्टल पुलों (उदाहरण के लिए, लंबाई> 500 मीटर) के लिए स्वतंत्र संरचनात्मक ऑडिट की भी आवश्यकता होती है, जिससे सुरक्षा में और वृद्धि होती है।
3.3.4 अंतर्राष्ट्रीय मानकों के साथ अनुकूलता
जबकि एएस 5100 एक ऑस्ट्रेलियाई मानक है, यह यूरोकोड 3 (स्टील स्ट्रक्चर्स) और एएएसएचटीओ एलआरएफडी ब्रिज डिजाइन स्पेसिफिकेशंस (यूएस) जैसे अंतरराष्ट्रीय कोड के साथ संरेखित है। यह अनुकूलता अंतरराष्ट्रीय टीमों या आपूर्तिकर्ताओं के साथ बड़े पैमाने पर पुल परियोजनाओं के लिए फायदेमंद है। उदाहरण के लिए, एएस 5100 के तहत डिज़ाइन किया गया एक स्टील ट्रेस्टल ब्रिज यूरोप (यूरोकोड 3 के अनुरूप) या अमेरिका (एएएसएचटीओ के अनुरूप) से प्राप्त स्टील सामग्री का उपयोग कर सकता है, क्योंकि मानक भौतिक गुणों के लिए रूपांतरण कारक प्रदान करता है।
जब स्टील स्टैक पुलों को एएस 5100 मानक के अनुसार डिजाइन और निर्मित किया जाता है, तो वे अद्वितीय लाभ प्रदान करते हैं जो बड़े पैमाने पर पुल परियोजनाओं की विशिष्ट चुनौतियों का समाधान करते हैं। ये फायदे सुरक्षा, स्थायित्व और अनुकूलनशीलता पर मानक के फोकस से निकटता से जुड़े हुए हैं, जैसा कि नीचे बताया गया है:
बड़े पैमाने पर पुल निर्माण परियोजनाओं में महत्वपूर्ण जोखिम शामिल होते हैं - जिनमें संरचनात्मक पतन, उपकरण दुर्घटनाएं और पर्यावरणीय क्षति शामिल हैं। एएस 5100 के तहत डिजाइन किए गए स्टील स्टैक ब्रिज इन जोखिमों को कम करते हैं:
मजबूत लोड डिजाइन: मानक की व्यापक भार गणना यह सुनिश्चित करती है कि ट्रेस्टल न केवल अपेक्षित भार (उदाहरण के लिए, 200-टन क्रेन) बल्कि अप्रत्याशित भार (उदाहरण के लिए, हवा के झोंके या मलबे के प्रभाव) का भी सामना कर सकता है। उदाहरण के लिए, मेलबर्न मेट्रो टनल प्रोजेक्ट के निर्माण में, एएस 5100 के तहत डिजाइन किया गया एक स्टील स्टैक ब्रिज तूफान के दौरान 90 किमी/घंटा हवा के झोंके को झेलने में सक्षम था, जिसमें कोई संरचनात्मक क्षति नहीं हुई थी।
थकान प्रतिरोध: एएस 5100.4 के थकान डिजाइन दिशानिर्देश बार-बार लोड के अधीन स्टील घटकों की समयपूर्व विफलता को रोकते हैं। सिडनी गेटवे प्रोजेक्ट में, दैनिक कंक्रीट परिवहन (प्रति दिन 100 से अधिक ट्रक क्रॉसिंग) के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टील ट्रेस्टल ब्रिज में 3 साल की सेवा के बाद थकान का कोई संकेत नहीं दिखा - इसके 5 साल के डिजाइन जीवन के भीतर।
भूकंपीय सुरक्षा: भूकंपीय क्षेत्रों (उदाहरण के लिए, पर्थ मेट्रो क्षेत्र) में परियोजनाओं के लिए, एएस 5100.2 की भूकंपीय भार आवश्यकताएं सुनिश्चित करती हैं कि स्टील स्टैक पुल भूकंप-प्रेरित बलों का विरोध कर सकते हैं। मानक भूकंपीय ऊर्जा को अवशोषित करने, पतन के जोखिम को कम करने के लिए घटकों (उदाहरण के लिए, मुख्य बीम के बीच काज जोड
पता
10वीं मंजिल, भवन 1, नंबर 188 चांग यी रोड, बाओशान जिला, शंघाई, चीन
टेलीफोन
86-1771-7918-217
