चीन ने यांग्त्ज़ी नदी पर दुनिया का सबसे लंबा केबल-स्टेड पुल खोला

यांग्त्ज़ी के आर-पार एक परिवर्तनकारी संपर्क

चीन ने यांग्त्ज़ी नदी पर एक नया विशाल पुल खोला है, जिसने कई विश्व रिकॉर्ड बनाए हैं और पूर्वी जियांग्सू प्रांत में रोज़मर्रा के सफर का स्वरूप बदल दिया है। चांगताई यांग्त्ज़ी नदी पुल 10.3 किलोमीटर (6.4 मील) लंबा है और दक्षिणी तट पर स्थित औद्योगिक शहर चांगझोउ को उत्तरी तट के ताइझोउ से जोड़ता है। जिस सफर में पहले करीब 80 मिनट लगते थे, वह अब लगभग 20 मिनट में पूरा किया जा सकता है। इसका मुख्य स्पैन 1,208 मीटर (3,960 फीट) लंबा है, जो इसे दुनिया का सबसे लंबे स्पैन वाला केबल-स्टेड पुल बनाता है। यह यांग्त्ज़ी पर बना पहला पुल है, जिस पर एक ही ढांचे में एक्सप्रेसवे, सामान्य सड़क और अंतरशहरी रेल लाइन है। इस दुर्लभ संयोजन के लिए नए डिजाइन विचारों और निर्माण विधियों की जरूरत पड़ी।

निर्माण में करीब छह साल लगे। गहरी नरम मिट्टी, नदी की तेज धाराओं और एक ही डेक पर सड़क तथा रेल यातायात को जोड़ने की चुनौती से निपटने के लिए परियोजना दल ने कई ऐसी तकनीकें अपनाईं, जिनका इस्तेमाल पहली बार हुआ। सहायक जलमार्गों के लिए ढांचे में 388 मीटर स्पैन वाले दो स्टील ट्रस आर्च पुल भी शामिल हैं। इस तरह के दोहरे उपयोग वाले राजमार्ग और रेलवे आर्च के लिए इन्होंने रिकॉर्ड बनाया। मुख्य टावर 350 मीटर (1,148 फीट) ऊंचे हैं, जो करीब 120 मंजिला इमारत के बराबर है। पुल खुलने से पहले इंजीनियरों ने स्थैतिक और गतिशील भार परीक्षणों का व्यापक कार्यक्रम पूरा किया, जिससे पहले ही दिन से सुरक्षित संचालन की नींव पड़ी।

जियांग्सू और यांग्त्ज़ी डेल्टा के लिए यह परियोजना क्यों अहम है

यांग्त्ज़ी नदी डेल्टा चीन के सबसे अधिक उत्पादक क्षेत्रों में से एक है। चांगझोउ और ताइझोउ के बीच तेज़ और भरोसेमंद संपर्क उस गलियारे की कड़ियां मजबूत करता है, जहां नदी के दोनों किनारों पर कारखाने, लॉजिस्टिक्स पार्क और प्रौद्योगिकी केंद्र स्थित हैं। यात्रा का समय घटने से परिवहन लागत कम होती है, श्रम बाजार का दायरा बढ़ता है और क्षेत्रीय सार्वजनिक सेवाओं तक पहुंच आसान होती है। नया मार्ग उन मौजूदा पुलों और घाटों का दबाव भी घटाता है, जिनसे लोगों और माल की बढ़ती आवाजाही होती रही है।

जियांग्सू के अधिकारी इस पुल को डेल्टा के सड़क और रेल नेटवर्क को जोड़ने की व्यापक योजना की अहम कड़ी बताते हैं। प्रांत के अनुसार, नदी पार करने वाले 20 मार्ग अब पूरे हो चुके हैं और नौ अन्य का निर्माण जारी है। राष्ट्रीय योजनाओं में यांग्त्ज़ी के किनारे कहीं अधिक सघन नेटवर्क की परिकल्पना है। लक्ष्य है कि 2035 तक करीब 240 नदी-पार संपर्क बनें, जिससे यातायात अधिक समान रूप से बंटेगा और रखरखाव या खराब मौसम के दौरान कई वैकल्पिक मार्ग उपलब्ध होंगे।

नौवहन और पारिस्थितिकी को डिजाइन में केंद्रीय महत्व दिया गया। बहुत लंबा मुख्य स्पैन केंद्रीय नौवहन चैनल को पायों से मुक्त रखता है, जिससे बड़े जहाज सुरक्षित रूप से गुजर सकते हैं और नदी के भीतर होने वाला व्यवधान कम होता है। परियोजना दल ने नींव और टावर के ऐसे समाधान चुने, जो गहरी नरम तलछट में ढांचे के पदचिह्न को सीमित रखते हैं और नींव के आसपास तेज़ बहते पानी से नदी तल की मिट्टी बह जाने की प्रक्रिया को नियंत्रित करते हैं।

रिकॉर्ड स्पैन और मिश्रित यातायात की बनावट

केबल-स्टेड पुल में ऊंचे टावरों से सीधे जुड़े स्टील के केबल पंखे जैसी कतारों में डेक को सहारा देते हैं। यह सस्पेंशन पुल से अलग होता है, जिसमें मुख्य केबल टावरों के ऊपर से लटकते हुए जमीन में जकड़े होते हैं और उनसे जुड़े ऊर्ध्वाधर हैंगर डेक को थामते हैं। केबल-स्टेड प्रणाली करीब 200 से 1,300 मीटर के बहुत लंबे स्पैन के लिए कारगर होती है, मजबूत डेक देती है और इसके लिए छोटे एंकर की जरूरत होती है। यही कारण है कि यह घने शहरी इलाकों और भारी रेल भार के अनुकूल है।

चांगताई की खासियत एक ही ढांचे में परिवहन के तीन साधनों का एकीकरण है। इसमें दो स्तर हैं। ऊपरी स्तर पर एक्सप्रेसवे है, जो नदी पार राजमार्ग यातायात को तेज़ करता है। निचले स्तर पर 200 किमी/घंटा (124 मील/घंटा) की रफ्तार के लिए बनाई गई अंतरशहरी रेल लाइन और उसके साथ चलने वाली सामान्य सड़क है। एक किलोमीटर से अधिक लंबे स्पैन वाले पुल के निचले डेक पर रेल और सड़क को अगल-बगल रखने की यह पहली व्यवस्था है।

पारंपरिक मिश्रित उपयोग वाले पुलों में आम तौर पर रेल लाइन बीच में होती है और सड़क की लेन दोनों ओर बंटी होती हैं। बीच में रेल रखने से भार का संतुलन आसान होता है, क्योंकि रेल प्रणाली का वजन सड़क से कहीं अधिक होता है। लेकिन इससे पुल के दोनों सिरों पर यातायात की बनावट जटिल हो जाती है: अलग हुई सड़क पट्टियों को फिर से जोड़ने के लिए घुमावदार रास्ते बनाने पड़ते हैं। इसमें जमीन अधिक लगती है, शहरी इलाकों के पास रैंप और जंक्शन बनाना कठिन होता है और आपातकालीन सेवाओं की पहुंच धीमी पड़ सकती है। नई व्यवस्था में सड़क और रेल एक ही अगल-बगल वाले डेक पर हैं, जिससे शहर की सड़कों और स्टेशनों तक संपर्क अधिक सहज बनता है।

असममित डेक का संतुलन

एक तरफ तेज़ रफ्तार रेल लाइन और दूसरी तरफ सड़क रखने से भार का वितरण असमान हो जाता है। रेल वाला हिस्सा कई गुना भारी होता है, जिससे सावधानीपूर्वक संतुलन न किया जाए तो डेक में मरोड़ आ सकता है और वह अपनी सीध से हट सकता है। चाइना रेलवे ग्रुप के मुख्य वैज्ञानिक और पुल के प्रमुख डिजाइनर छिन शुनछ्वान तथा उनकी टीम ने स्थायी भार के तहत डेक को समतल रखने के लिए केबल के बल को बारीकी से समायोजित किया और पहले से तैयार डेक खंडों की ज्यामिति में बदलाव किया।

भारी हिस्से की ओर केबल का बल बढ़ाने से ढांचा हल्के हिस्से की ओर खिसक सकता है और डेक की मध्यरेखा अपनी जगह से हट सकती है। इंजीनियरों ने खंडों को एक तय क्रम में जोड़कर और उनके आकार पहले से निर्धारित करके इन प्रवृत्तियों की भरपाई की। इससे खंड खड़े करते और केबलों में तनाव डालते समय डेक स्वाभाविक रूप से सीधा होकर तय संरेखण में आ गया। इस तरीके से बड़े स्पैन वाले पुल पर रेल और सड़क को अगल-बगल रखने की पहली व्यवस्था संभव हुई, और अधिक जटिल बहु-डेक विभाजन की जरूरत नहीं पड़ी।

तेज़ धारा वाली नदी के लिए बनी नींव

चांगझोउ और ताइझोउ के पास यांग्त्ज़ी चौड़ी, गहरी और तेज़ बहाव वाली है। नींव को नदी की धाराओं का सामना करने और गाद वाली चिकनी मिट्टी तथा रेत की मोटी परतों में टिके रहने में सक्षम होना चाहिए। मुख्य टावर विशाल खुले कैसन पर टिके हैं। ये मूल रूप से स्टील और कंक्रीट के खोखले बक्से हैं, जिन्हें नदी तल में धंसाया जाता है। परियोजना में सीढ़ीनुमा आधार वाला कैसन अपनाया गया, जो ढांचे के आसपास नदी तल के कटाव को कम करता है और स्वयं का वजन घटाता है। इससे स्थापना के जोखिम भी कम होते हैं। शुरुआती गणनाओं के मुताबिक, पर्याप्त भार-वहन परतों तक पहुंचने के लिए कैसन को 65 मीटर से अधिक गहराई तक धंसाना पड़ता। टीम की विकसित नई तकनीकों ने स्थिरता बनाए रखते हुए कैसन की ऊंचाई कम करने में इंजीनियरों की मदद की।

चांगताई स्थल पर किए गए अकादमिक अध्ययनों से पता चलता है कि निर्माण के दौरान नींव किस तरह व्यवहार करती है। शोधकर्ताओं ने धंसाव का अनुमान लगाने के लिए तीन तरीके अपनाए। धंसाव वह नीचे की ओर होने वाली गति है, जो भार के नीचे मिट्टी के जमने से होती है। उन्होंने परत-दर-परत योग की गणना की, त्रि-आयामी सीमित तत्व सिमुलेशन चलाए और अपकेंद्री मॉडल परीक्षण किए। तीनों तरीकों ने अनुमान लगाया कि पूरा ऊपरी ढांचा स्थापित होने के बाद अंतिम धंसाव करीब 225 मिलीमीटर होगा। इसका क्रम पहले धीमी वृद्धि, फिर तेज़ वृद्धि और अंत में स्थिरता के चरणों से गुज़रता है। ये मान डिजाइन में स्वीकृत सीमाओं के भीतर थे और इस बात की पुष्टि करते थे कि स्थापना का क्रम पुल को संरेखित रखेगा।

कम दृश्यता और तेज़ धाराओं में पानी के भीतर सटीक स्थिति तय करना मुश्किल होता है। गोताखोरों के जोखिम घटाने और कैसन के कोनों पर सटीकता बढ़ाने के लिए निर्माण दल ने ऐसे बुद्धिमान रोबोट लगाए, जो रास्ता तय कर सकते थे, भरी हुई रेत हटा सकते थे और माप की जानकारी भेज सकते थे। इन उपकरणों ने सतह पर मौजूद संचालकों की मदद की और नींव को धंसाने तथा सही जगह बैठाने के अहम चरणों को छोटा किया।

टावर, केबल और सामग्री

दोनों मुख्य टावर हीरे के आकार के हैं और इनमें स्टील तथा कंक्रीट की मिश्रित प्रणाली इस्तेमाल की गई है, जो कठोरता के साथ लचीलापन देती है। यह असामान्य बनावट स्थिरता बढ़ाती है और हवा तथा तापमान में बदलाव के दौरान गति नियंत्रित रखते हुए केबलों का भार नींव तक पहुंचाने में मदद करती है। स्टील बॉक्स-कोर कंक्रीट केबल एंकर प्रणाली बल को कुशलता से फैलाती है और उन जगहों पर तनाव का जमाव सीमित करती है, जहां केबल टावर में प्रवेश करते हैं।

नई सामग्रियों की भी अहम भूमिका है। इंजीनियरों ने हल्के, उच्च मजबूती वाले और बहुत लंबे केबल तत्व बनाने के लिए कार्बन फाइबर टेंडन लगाए, जो केवल स्टील से बने तत्वों की तुलना में तापमान के उतार-चढ़ाव से कम प्रभावित होते हैं। परियोजना में टावर और बीम के जोड़ पर तापमान के अनुसार ढलने वाली अनुदैर्ध्य अवरोध प्रणाली भी शुरू की गई। इससे मौसम के अनुसार गर्मी और ठंड में डेक के फैलने-सिकुड़ने पर नियंत्रित गति संभव होती है। डिजाइन दस्तावेजों में कुल भार क्षमता सैकड़ों हजार मीट्रिक टन बताई गई है, जिसमें ढांचे का अपना वजन और भारी यातायात का भार शामिल है। इन उपायों से पुल रोज़मर्रा के तापमान चक्रों और खराब मौसम में भी लगातार अच्छा प्रदर्शन कर सकेगा।

सटीक निर्माण और मिलीमीटर के लक्ष्य

मिश्रित यातायात के लिए एक किलोमीटर के स्टील ट्रस और केबल प्रणाली का निर्माण करने में औद्योगिक तरीकों की जरूरत थी। टीम ने 10,000 टन-मीटर से अधिक उठाने की क्षमता वाली बुद्धिमान टावर क्रेन विकसित की, ताकि वह ऊंचे पाइलनों पर काम कर सके और बड़े पुर्जों को सही जगह पहुंचा सके। उन्होंने पुल निर्माण के लिए दुनिया की सबसे बड़ी डेक क्रेन भी बनाई, जो अत्यधिक भारी खंडों को मिलीमीटर स्तर की सटीकता के साथ रख सकती थी। मुख्य चैनल के स्टील ट्रस के अंतिम जोड़ की वेल्डिंग में संरेखण की सहनशीलता 2 मिलीमीटर के भीतर रखी गई। यह सटीकता लगातार सर्वेक्षण नियंत्रण और डिजिटल फीडबैक के जरिए हासिल की गई।

निर्माण स्थल को सामग्री देने वाले कारखानों ने गुणवत्ता बनाए रखने के लिए बड़े पैमाने की स्वचालित उत्पादन लाइनें, 3डी लेजर स्कैनिंग निरीक्षण और मानकीकृत वेल्डिंग का इस्तेमाल किया। पुल खुलने से पहले तापमान के माप पर असर कम करने के लिए रात में एक सप्ताह तक भार परीक्षण किए गए। सबसे कड़े परीक्षण में करीब 4,400 टन वजन वाले 110 लदे ट्रकों को मुख्य स्पैन पर रखा गया। कुल मिलाकर, इंजीनियरों ने 200 से अधिक स्थैतिक और गतिशील स्थितियों का परीक्षण किया और 800 से अधिक सेंसरों से सभी हिस्सों में होने वाले मामूली बदलाव दर्ज किए। संरचनात्मक प्रदर्शन की पुष्टि करने वाले परीक्षणों के बाद पुल ने अंतिम जांच पास की और यातायात के लिए खुल गया।

जटिल निर्माण के लिए भरोसेमंद ऊर्जा आपूर्ति भी जरूरी है। स्टेट ग्रिड ताइझोउ इलेक्ट्रिक पावर सप्लाई कंपनी ने परियोजना के लिए सहायता समूह बनाया, सेवा अनुरोधों पर तेज़ी से काम किया, ड्रोन से बिजली लाइनों का निरीक्षण किया और बिजली आपूर्ति स्थिर रखने के लिए बिजली चालू रहते हुए मरम्मत तथा अवरक्त तापमान जांच का इस्तेमाल किया। इस संचालन व्यवस्था ने कड़े समयबद्ध कार्यक्रम पूरे करने में मदद की और कई शिफ्टों के काम के दौरान सुरक्षित रोशनी तथा उपकरणों के लिए बिजली बनाए रखी।

पहले दिन सफर कैसा होगा

यह पुल एक्सप्रेसवे, शहर की सड़क और 200 किमी/घंटा की अधिकतम परिचालन गति वाली अंतरशहरी रेल लाइन के लिए बनाया गया है। नया मार्ग चांगझोउ और ताइझोउ के शहर-केंद्रों के बीच यात्रा को भरोसेमंद 20 मिनट का बनाता है और नदी के दोनों ओर हवाई अड्डों, बंदरगाहों तथा औद्योगिक क्षेत्रों तक अधिक सीधा रास्ता देता है। मालवाहकों को ऐसा उच्च क्षमता वाला संपर्क मिलता है, जिससे पुराने पुलों तक पहुंचने के लिए घुमावदार रास्ते लेने की जरूरत नहीं पड़ती।

निचले डेक पर रेल और सड़क की अगल-बगल व्यवस्था से पुल के पहुंच मार्गों के पास रैंप और आपातकालीन पहुंच सरल होती है। संरचनात्मक स्थिति पर नजर रखने के लिए दोनों डेक में निगरानी उपकरण लगाए गए हैं, ताकि संचालक केबल के बल, बेयरिंग की गति और डेक के कंपन में बदलाव वास्तविक समय में देख सकें। एक्सपैंशन जॉइंट और बेयरिंग को तापमान की सीमा तथा हवा के अनुरूप तैयार किया गया है। मजबूत ट्रस डेक, सेंसरों के सघन जाल और सतर्क भार-गुणांकों का मेल भारी यातायात और नदी की मौसमी हवाओं के दौरान भी सुचारु संचालन में मदद करता है।

अन्य प्रसिद्ध पुलों से तुलना

चांगताई का 1,208 मीटर लंबा मुख्य स्पैन रूस के व्लादिवोस्तोक स्थित रुस्की पुल के 1,104 मीटर लंबे केबल-स्टेड मुख्य स्पैन से अधिक है। सस्पेंशन पुलों की श्रेणी में इससे लंबे स्पैन मौजूद हैं, जैसे तुर्किये का 1915 चानाक्कले पुल, जिसका मुख्य स्पैन 2,023 मीटर है। चांगताई के लिए केबल-स्टेड प्रणाली चुनने के पीछे ऐसा मजबूत डेक बनाने की जरूरत थी, जिस पर राजमार्ग यातायात के साथ तेज़ रफ्तार ट्रेनें भी चल सकें। साथ ही, बड़े सस्पेंशन एंकर ब्लॉकों के लिए जरूरी जमीन को सीमित रखना भी इसका उद्देश्य था।

चीन ने यांग्त्ज़ी नदी की मुख्य धारा के किनारे सौ से अधिक बड़े पुल बनाए हैं। 2035 तक करीब 240 नदी-पार संपर्क बनाने का लक्ष्य दिखाता है कि तेज़ी से बढ़ते क्षेत्र कुछ ही दबाव बिंदुओं पर निर्भर रहने के बजाय कई मार्गों में यातायात का भार बांट रहे हैं। अपने रिकॉर्ड स्पैन और मिश्रित यातायात व्यवस्था के साथ चांगताई भविष्य के उन पुलों के लिए नया नमूना पेश करता है, जहां घने शहरी संपर्क के लिए एक सघन, बहुउद्देशीय ढांचा बेहतर हो।

मुख्य बिंदु

• लंबाई 10.3 किलोमीटर (6.4 मील) है और यह यांग्त्ज़ी नदी के आर-पार चांगझोउ तथा ताइझोउ को जोड़ता है
• मुख्य स्पैन 1,208 मीटर (3,960 फीट) है, जो केबल-स्टेड पुलों में सबसे लंबा है
• यांग्त्ज़ी पर यह पहला पुल है, जिसमें एक ही ढांचे पर एक्सप्रेसवे, सामान्य सड़क और अंतरशहरी रेल लाइन है
• निचले डेक पर 200 किमी/घंटा (124 मील/घंटा) की रेल लाइन और सड़क अगल-बगल हैं, जो इस पैमाने पर पहली व्यवस्था है
• मुख्य टावर 350 मीटर (1,148 फीट) ऊंचे हैं और हीरे के आकार की मिश्रित संरचना से बने हैं
• सहायक जलमार्गों के दो पुलों में 388 मीटर के स्टील ट्रस आर्च हैं, जिन्होंने दोहरे उपयोग का रिकॉर्ड बनाया
• गाद वाली चिकनी मिट्टी में विशाल खुले कैसन की नींवों का अध्ययन किया गया, जिसमें अंतिम धंसाव करीब 225 मिलीमीटर पाया गया
• निर्माण के नए तरीकों में 10,000 टन-मीटर से अधिक क्षमता वाली बुद्धिमान टावर क्रेन और सबसे बड़ी डेक क्रेन शामिल थीं
• मुख्य ट्रस का अंतिम जोड़ 2 मिलीमीटर के भीतर सटीक था, जिसकी पुष्टि 3डी लेजर और सर्वेक्षण नियंत्रण से हुई
• भार परीक्षण में कुल करीब 4,400 टन वजन वाले 110 ट्रकों तक का इस्तेमाल हुआ और 800 से अधिक सेंसरों ने प्रतिक्रिया पर नजर रखी
• दोनों शहरों के बीच यात्रा का समय करीब 80 मिनट से घटकर लगभग 20 मिनट हो गया है, जिससे यांग्त्ज़ी डेल्टा का नेटवर्क मजबूत हुआ है