पुलांचे स्थापत्यशास्त्र

या लेखात आपण पुलांचे सर्वसाधारणपणे आढळणारे प्रकार व त्याचे उदाहरण पाहू.                

गर्डर ब्रिज
                   गर्डर ब्रिज(ह्यासाठी मराठी शब्द सुचवा) हा सर्वात सोपा आणि सर्वात जास्त आढळणारा पुलाचा प्रकार आहे. ओढ्याच्या दोन काठांना जोडणारा ओंडका हे ह्या प्रकाराचे उदाहरण होऊ शकते. आधुनिक स्टीलच्या पुलांमध्ये याचे दोन प्रकार आढळतात

१. आय प्रकारचा
२. बॉक्स प्रकारचा

                 ज्या पुलांमध्ये वळणे असतील तेथे आय प्रकारचा पूल वापरतात, हे अधिक बळकट असतात आणि म्हणून मोठाले अंतर जोडण्यासाठी त्यांचा उपयोग होतो. तयार करण्यास हया प्रकारचे पूल अधिक किचकट असतात. यापैकी आय प्रकारची आकृती शेजारी दिली आहे.

 

 

 

ट्र्स किंवा तुळयांच्या सांधणीचा पूल

                     

यामध्ये तुळयांच्या सांधणाचे भाग ताण आणि दाबाखाली येतात पण वक्रिय दिशेने त्यांच्यावर बले (फोर्स )येत नाही. म्हणूनच तुळयांच्या सांधणात (ट्र्समध्ये) सगळ्या सळया(तुळया) सरळ असतात. अशा  अनेक सळयांनी एकत्र येऊन मोठे अंतर कापता येते आणि त्यांची वजन सहन करण्याची क्षमतासुद्धा वाढते.
क्यूबेक, कॅनडा येथील पूल हा ह्या प्रकारच्या कॅन्टेलिवर पुलाचे उदाहरण आहे.

 

कॅन्टेलिवर ब्रिज

कॅन्टेलिवर ब्रिज हा कॅन्टेलिवर(योग्य मराठी प्रतिशब्द सुचवा) वापरून केलेला पुलाचा प्रकार आहे. कॅन्टेलिवर ही रचना एका टोकाला आधार देऊन केली असते तर त्याचे दुसरे टोक हे हवेत लोंबकळत असते.  छोट्या पुलाकरता कॅन्टेलिवर साध्या सळया असतात. पण मोठ्या वाहतुकीचा भार वाहण्यास तयार केलेले कॅन्टेलिवर पूल स्टीलच्या सळयांची बांधण वापरतात.
नदी किंवा जे काही ओलांडायचे आहे त्याच्या दोन विरुद्ध टोकांपासून निघणारे कॅन्टेलिवर बाहू जेव्हा एकमेकांना मध्यावर छेदतात त्यामुळे साधा कॅन्टेलिवर स्पॅन तयार होतो. ह्याचाच एक प्रकार म्हणजे असा लोंबता पूल असतो की ज्यात कॅन्टेलिवर बाहू मध्यावर छेदत नसून ते मध्यावरचा सळयांच्या बांधणीच्या पुलाला आधार देतात. या प्रकारात सळयांचा पूल कॅन्टेलिवरच्या दोन्ही बाहूंवर आधारलेला असतो.  

साधारणपणे स्टीलच्या सळयांची बांधण असणारा कॅन्टेलिवर स्पॅन तयार करताना एका कॅन्टेलिवर बाहूला विरुद्ध दिशेने निघणाऱ्या कॅन्टेलिवर बाहूने परस्परविरोधी समबलाने ( counter balance) तोलले जाते.  अशाप्रकारे दुहेरी कॅन्टेलिवर तयार होतो.  जेव्हा अशी जोडणी एखाद्या मजबूत पायाला जोडतात तेंव्हा त्या बाहूंना ऍन्कर बाहू असे म्हणतात. दुहेरी कॅन्टेलिवरला समतोल राखण्यासाठी अधिक बलाची गरज असते, त्यामुळे ह्या पुलाच्या दोन टोकांसाठी  पायावरील खांबावर मजबूत मनोरे उभारतात. 

अमेरिकेतील कॉमडोर बॅरी ब्रिज हे अशा प्रकारच्या कॅन्टेलिवरचे उदाहरण आहे. 

पक्क्या चौकटीचा पूल (रिजिड फ्रेम ब्रिज)

पक्क्या चौकटीचा पूल (रिजिड फ्रेम ब्रिज) या प्रकारात गर्डर आणि खांब एकाच रचनेत एकत्र जोडलेले असतात. अशा प्रकारच्या पुलाचा नदी किंवा दरी ओलांडण्यासाठी उपयोग होतो. 

ह्या मध्ये व्ही आकाराची चौकट(फ्रेम )जास्त आढळते.

आर्च किंवा कमान पूल

                       हा एक प्राचीन काळापासून  वापरात असणार पुलाचा प्रकार आहे.     ह्यांची रचना दगड वापरूनही करता येते. दरी आणि नदी ओलांडण्यासाठी कमानीचा पूल वापरणे सोयीचे ठरते कारण त्यांना मधे खांब लागत नाही. कमानीच्या पुलात वक्रीय भाग असतो जो वक्रीय जोराला विरुद्ध जोर लावतो.  ह्या कमानीची दोन्ही टोके आडव्या दिशेने पक्कं रोवलेली असतात. म्हणूनच ह्या कमानी जिथे पाया पक्का आहे अशा भागातच जमीनीवर करता येतात.




ह्या कमानीच्या पुलांचे बिजागरी (हिंज )नसणारी कमान, दोन बिजागरी (हिंज) असणारी व तीन बिजागरी (हिंज )असणारी कमान असे प्रकार आहेत.

 

अमेरिकेतील न्यू रीवर जॉर्ज ब्रिज हा अशापैकी सर्वात मोठा पूल आहे.

 

तारांनी बांधलेला किंवा केबल स्टेड पूल

                           केबल स्टेड ब्रिज हा एकसंध गर्डर  पूल असतो की ज्याच्या मध्ये पिअर वर एक किंवा दोन खांब उभे केलेले असतात आणि त्या खांबांपासून कर्णालगत तारा खाली येतात व गर्डरला आधार देतात.

 

स्टीलच्या तारा खूप बळकट आणि लवचिक असतात. शिवाय   त्यांच्यामुळे कमी वजनाचे पण जास्त अंतर जोडणारी रचना आर्थिकदृष्ट्या फायदेशीरही होऊ शकते.

 

 

मात्र अशाप्रकारचे मोठे पूल बांधताना वाऱ्याचा वेग आणि तापमान याचा बारकाईने विचार होणे आवश्यक असते.

जपानमधील टॅटरा ब्रिज हा सर्वात जास्त लांबीचा केबल स्टेड पूल आहे. 

सस्पेन्शन किंवा लोंबता पूल

आधुनिक काळात वापरात असणाऱ्या सर्व पुलांच्या प्रकारांपैकी सस्पेन्शन किंवा लोबते प्रकारचे पूल सर्वात जास्त अंतर जोडण्यास उपयुक्त व प्रभावी आहेत.  'केबल स्टेड आणि सस्पेन्शन' प्रकारचे पूल नजरेला चटकन सारखे भासू शकतात पण त्यांची रचना वेगळी आहे. खरं तर तारेऐवजी दोरखंड वापरून तयार केलेले प्राचीन काळातील पूल म्हणजे लोंबत्या पुलाचाच एक प्रकार समजता येईल. आता मात्र स्टीलच्या तारांमुळे ५०० मीटर पेक्षा अधिक अंतर जोडणे प्रत्यक्षात शक्य झाले आहे.

लोंबता पूल हा एक एकसंध असा गर्डर पूल असून त्याच्या पिअरवर एक किंवा दोन मनोरे मध्यावर रोवले असतात. गर्डर साधारणपणे 'ट्र्स किंवा बॉक्स' प्रकारचा असतो. पुलाच्या दोन्ही टोकांना मोठे हूक किंवा वजने लावली असतात ती तारांची टोके घट्ट बांधण्याचे काम करतात

मुख्या तारा एका हुका पासून ताणून मनोऱ्याच्या वरच्या टोकापासून विरुद्ध दिशेच्या अडकवणीला(अँकरला) अडकवण्यात येतात. 'सॅडल' नावाच्या विशिष्ट रचनेवरून ह्या तारा नेतात. सॅडलमुळे तारा वजनाने ओढल्या की हालू शकतात आणि अशाप्रकारे तारांकडून भार मनोऱ्यावर नेला जातो.

मुख्य तारांपासून बारीक अशा लोंबत्या तारा किंवा 'हॅगर तारा'  खाली सोडण्यात येतात व त्या गर्डरला जोडतात. काही लोंबते पूल वेगळी अडकवण (अँकर) न वापरता त्याऐवजी मुख्या ताराच गर्डरच्या दोन टोकांना जोडतात.  थोडक्यात सांगायचे तर साधा पूल जसा खांबांवर आधारलेला असतो तसे ह्यांचे नसून गर्डर किंवा पुलावरील रस्ता हाच मुख्य तारांपासून लोंबत असतो. ह्या पुलाचे वजन आणि त्यावरील वाहनांचे वजन हे सुद्धा तारांवर असते. ह्या तारा सरळ मनोऱ्यांना जोडलेल्या असतात. म्हणूनच हे मनोरे एवढे जास्त वजन सहन करू शकतील इतके मजबूत असावे लागतात.

मोठे अंतर जोडणारे लोंबते पूल सर्वसाधारण वाहतुकीसाठी जरी योग्य असले तरी जोराच्या वाऱ्याने त्यांना इजा होऊ शकते. म्हणूनच असे पूल सोसाट्याच्या वाऱ्याने हेलकावे खाणार नाहीत किंवा खूप कंपन पावणार नाहीत यासाठी जास्त खबरदारी घ्यावी लागते.

जपानमधील अकाशी कायेको ब्रिज हा सर्वात जास्त अंतर जोडणारा लोंबता पूल आहे.

*या लेखातील बहुतेक पूल स्टील वापरून बांधतात, आधुनिक काळात मोठे अंतर जोडण्यासाठी तेच अधिक फायदेशीर आहे असे वाचनात आलेल्या माहितीवरून वाटते.

* मराठी प्रतिशब्द जेथे योग्य वाटले तेथे वापरले आहेत, अधिक योग्य व इतर इंग्रजी शब्दांसाठी मराठी प्रतिशब्दाचे स्वागतच आहे.

* नेहमीप्रमाणे वाचकांनी त्यांच्या प्रतिसादात अधिक माहिती व छायाचित्रे दिल्यास त्याचा फायदा सर्वांना होईल.

*स्थापत्य अभियांत्रिकीमध्ये शिक्षण वा अनुभव असणाऱ्या सर्व सदस्यांनी शक्य झाले तर याविषयी अधिक माहिती द्यावी अशी त्यांना विनंती.