अध्ययन में पुल के स्टील सपोर्ट की स्थिरता पर महत्वपूर्ण जानकारी का खुलासा हुआ

पुल पहाड़, नदियों और घाटियों को पार करते हैं, जो शहरों और ग्रामीण क्षेत्रों को आधुनिक परिवहन नेटवर्क में महत्वपूर्ण नोड्स के रूप में जोड़ते हैं। लेकिन इन इस्पात दिग्गजों को हवा और मौसम के खिलाफ दृढ़ता से खड़ा कौन रखता है? इसका उत्तर उनके अक्सर अनदेखे जाने वाले लेकिन महत्वपूर्ण समर्थन प्रणालियों में निहित है—शांत संरक्षक जो हर यात्री की सुरक्षा सुनिश्चित करते हैं।

पुल संरचनाओं के अपरिहार्य सहायक घटकों के रूप में, सहायक प्रणालियाँ कई महत्वपूर्ण भूमिकाएँ निभाती हैं:

• निर्माण को स्थिर करना: पुल निर्माण के दौरान, सहायक प्रणालियाँ मजबूत ढांचे के रूप में कार्य करती हैं, जो मुख्य गर्डरों को उनके अपने वजन और गीले कंक्रीट के दबाव से पार्श्व बकलिंग से रोकती हैं।
• भार वितरण: वे बुद्धिमानी से मुख्य गर्डरों के बीच भार वितरित करते हैं, संतुलित बल संचरण सुनिश्चित करते हैं और सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए स्थानीयकृत ओवरलोडिंग को रोकते हैं।
• बकलिंग प्रतिरोध: पार्श्व बकलिंग के लिए प्रवण संपीड़न फ़्लैंज या कॉर्ड सदस्यों के लिए, सहायक प्रणालियाँ समग्र संरचनात्मक स्थिरता को बढ़ाने के लिए प्रभावी बाधाएँ प्रदान करती हैं।

कार्य और संरचनात्मक विशेषताओं के आधार पर, सहायक प्रणालियाँ तीन मुख्य श्रेणियों में आती हैं:

मुख्य रूप से संपीड़न फ़्लैंज के पार्श्व बकलिंग को रोकने के लिए, प्लान ब्रेसिंग में आमतौर पर विकर्ण सदस्य होते हैं जो एक मुख्य गर्डर के संपीड़न फ़्लैंज को जोड़ते हैं ताकि प्लानर ट्रस संरचनाएं बन सकें। यह विन्यास बकलिंग अर्ध-तरंग दैर्ध्य को ब्रेसिंग अंतराल तक कम करके पार्श्व आंदोलन का प्रभावी ढंग से विरोध करता है।

स्टील-कंक्रीट कंपोजिट पुलों में, प्लान ब्रेसिंग आमतौर पर शीर्ष फ़्लैंज के ऊपर स्थापित होती है और डेक कास्टिंग के साथ एकीकृत होती है। जबकि यह रखरखाव को कम करता है और साफ सौंदर्यशास्त्र को संरक्षित करता है, आधुनिक डिज़ाइन स्थायी डेक फॉर्मवर्क के साथ संघर्ष के कारण इस विधि से तेजी से बचते हैं। जब डेक के साथ कास्ट नहीं किया जाता है, तो प्लान ब्रेसिंग को दीर्घकालिक प्रदर्शन सत्यापन की आवश्यकता होती है।

आमतौर पर गर्डर जोड़ों के बीच व्यवस्थित, टॉर्सनल ब्रेसिंग साइट पर त्वरित असेंबली के लिए फ़ैक्टरी प्रीफ़ैब्रिकेशन की अनुमति देता है। प्लान ब्रेसिंग के विपरीत, यह सीधे फ़्लैंज आंदोलन को प्रतिबंधित नहीं करता है, लेकिन फ़्लैंज स्तरों पर कठोर कनेक्शन के माध्यम से समग्र गर्डर ट्विस्टिंग को प्रतिबंधित करके स्थिरता को बढ़ाता है।

बेंडिंग स्ट्रेंथ को अधिकतम करने के लिए प्लान ब्रेसिंग की तुलना में कम प्रभावी होने पर, टॉर्सनल ब्रेसिंग निर्माण दक्षता और टक्कर/हवा के भार के बेहतर वितरण में लाभ प्रदान करता है। अधिकांश टॉर्सनल ब्रेसिंग अस्थायी उद्देश्यों की पूर्ति के बाद भी स्थायी रूप से स्थापित रहती है।

जब संपीड़न फ़्लैंज में प्रत्यक्ष पार्श्व प्रतिबंध का अभाव होता है (उदाहरण के लिए, डेक से दूर), तो यू-फ़्रेम ब्रेसिंग—जिसमें क्रॉसबीम और स्टिफ़नर शामिल होते हैं—लचीला पार्श्व समर्थन प्रदान करता है। इसकी कठोरता बकलिंग के खिलाफ महत्वपूर्ण साबित होती है, विशेष रूप से रेलवे हाफ़-थ्रू पुलों और कंपोजिट गर्डरों के नकारात्मक क्षण क्षेत्रों में।

यू-फ़्रेम की प्रभावशीलता तनाव फ़्लैंज के पास डेक की उपस्थिति पर निर्भर करती है। डेक के बिना, यह पार्श्व समर्थन के बजाय टॉर्सनल प्रतिबंध के रूप में कार्य करता है।

पुल की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए इन चरणों के माध्यम से सावधानीपूर्वक सहायक प्रणाली डिज़ाइन की आवश्यकता होती है:

1. मध्यवर्ती समर्थन की स्थिति: गर्डर यांत्रिकी के आधार पर बकलिंग को रोकने के लिए इष्टतम स्थानों और कठोरता का निर्धारण।
2. मध्यवर्ती समर्थन डिज़ाइन: प्रत्याशित भार का सामना करने के लिए क्रॉस-सेक्शन और कनेक्शन का विवरण।
3. बेयरिंग सपोर्ट डिज़ाइन: अधिरचना भार को पियर्स/एबटमेंट में स्थानांतरित करने वाले मजबूत कनेक्शन का इंजीनियरिंग।

परिमित तत्व मॉडलिंग के माध्यम से लोचदार महत्वपूर्ण बकलिंग विश्लेषण गर्डर बकलिंग प्रतिरोध की गणना करने में मदद करता है। बीम-स्प्रिंग एनालॉजी का उपयोग करने वाले सरलीकृत तरीके डिज़ाइन बेंडिंग स्ट्रेंथ निर्धारित करते हैं जब समर्थन इंटर-सपोर्ट विक्षेपण को रोकने के लिए पर्याप्त रूप से कठोर होते हैं।

प्लान ब्रेसिंग: PD 6695-2 विधियों का उपयोग करके स्टील-ओनली स्थितियों के लिए डिज़ाइन किया गया, जिसमें सबसे खराब स्थिति के पार्श्व विक्षेपण के 2D मॉडलिंग के माध्यम से कठोरता सत्यापन की आवश्यकता होती है।

टॉर्सनल ब्रेसिंग: बकलिंग अर्ध-तरंग दैर्ध्य अवधारणाओं को शामिल करते हुए PD 6695-2 विधियों का उपयोग करके स्टील-ओनली चरणों के लिए भी डिज़ाइन किया गया है, जिसमें विभिन्न लोडिंग परिदृश्यों का अनुकरण करने वाले ग्रिड मॉडल से प्राप्त पैरामीटर शामिल हैं।

यू-फ़्रेम ब्रेसिंग: EN 1993-2 विधियों के अनुसार पूर्ण संरचनाओं के लिए डिज़ाइन किया गया, जहाँ कठोरता गणना में बाधा प्रभावशीलता पर कनेक्शन लचीलेपन के प्रभावों को ध्यान में रखा जाता है।

टॉर्सनल ब्रेसिंग आम तौर पर पार्श्व ब्रेसिंग से बेहतर प्रदर्शन करती है। K-ब्रेसिंग मल्टी-गर्डर पुलों में गहरे गर्डरों के लिए उपयुक्त है, जबकि चैनल सेक्शन उथले गर्डरों के लिए बेहतर काम करते हैं। ट्रैपेज़ॉइडल डेक पुलों में निरंतर-गहराई वाले क्रॉसबीम बेहतर होते हैं।

मध्यवर्ती ब्रेसिंग गर्डरों के लंबवत सबसे अच्छा काम करती है। तिरछे कोणों के लिए ≤20°, बेयरिंग सपोर्ट एबटमेंट के साथ संरेखित हो सकते हैं; इससे आगे, लंबवत दोहरीकरण आवश्यक हो जाता है।

अधिकांश ब्रेसिंग कंक्रीट प्लेसमेंट के दौरान अस्थायी आवश्यकताओं की पूर्ति करती है, लेकिन अक्सर स्थायी रूप से बनी रहती है क्योंकि हटाने में कठिनाई होती है और भविष्य में विध्वंस की आवश्यकता हो सकती है।

फ़ील्ड असेंबली सुविधा के लिए बोल्टेड स्लिप-प्रतिरोधी कनेक्शन हावी हैं, हालाँकि कई गर्डर तत्काल स्थापना के लिए जोड़े में पहले से ही ब्रेस किए जाते हैं।