अतिवेगवान रेल्वेसाठी स्लॅब ट्रॅक प्रणाली

स्लॅब ट्रॅक रचना ही शिंकांसेन नावाने प्रसिद्ध असलेल्या जपानी हाय-स्पीड रेल्वेचे एक वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म आहे. स्लॅब ट्रॅकचा शोध जपानमध्ये लागला आणि तो तिथेच विकसित झाला, आणि आता ही संज्ञा हाय-स्पीड ट्रॅकचा समानार्थी शब्द बनली आहे. जपानमधील पहिली एचएसआर, म्हणजेच तोकाईदो शिंकांसेन, १९६४ मध्ये टोकियो आणि शिन-ओसाका दरम्यान कार्यान्वित झाली. तोकाईदो शिंकांसेनमध्ये पारंपरिक खडीयुक्त ट्रॅक रचनेचा अवलंब करण्यात आला होता. वाहतुकीची घनता वाढल्याने पारंपरिक खडीयुक्त ट्रॅकच्या भूमितीमध्ये वारंवार अडथळा येत असे. ट्रॅकच्या भूमितीतील अडथळ्याची समस्या, देखभालीसाठी उपलब्ध वेळेतील घट आणि कामगारांची कमतरता यांमुळे कमी देखभालीचा ट्रॅक सुरू करण्याची गरज भासली. परिणामी, तत्कालीन जपानी राष्ट्रीय रेल्वेने (जेएनआर) १९६५ मध्ये स्लॅब ट्रॅकचा अभ्यास सुरू केला आणि सान्यो, तोहोकू आणि जोएत्सु शिंकांसेन यांसारख्या पुढील शिंकांसेन मार्गांवर त्याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर सुरू केला.

स्लॅब ट्रॅकची रचना

स्लॅब ट्रॅकची रचना आकृती-१ मध्ये स्पष्ट केली आहे. स्लॅब ट्रॅकमध्ये पूर्वनिर्मित प्रबलित काँक्रीट (RC) स्लॅब असतो, ज्यावर जोडणीची उपकरणे आणि रुळ बसवलेले असतात. व्हायाडक्टवर किंवा बोगद्यातील रोडबेड काँक्रीटवर, सुमारे ३०० मिमी जाडीचे ट्रॅक बेड काँक्रीट आणि ५२० मिमी व्यास व २५० मिमी उंचीचे गोलाकार काँक्रीट डॉवेल/अँकर ५ मीटरच्या नियमित अंतरावर टाकले जातात. ट्रॅक बेड काँक्रीटवर ट्रॅक स्लॅब टाकला जातो आणि त्यांच्यामध्ये सुमारे ५० मिमी अंतर ठेवले जाते, जे खास तयार केलेल्या कृत्रिम पिशव्यांमध्ये सिमेंट डांबर मोर्टार ओतून भरले जाते. सीए मोर्टार हे स्लॅब ट्रॅकसाठी एक बफर मटेरियल आहे, जे संपूर्ण रचनेला लवचिकता प्रदान करते. काँक्रीट अँकर स्लॅब ट्रॅकला अनुदैर्ध्य किंवा आडव्या दिशेने सरकण्यापासून रोखतात. स्लॅब ट्रॅकसाठीचे आरसी स्लॅब कारखान्यात तयार केले जातात. ट्रॅक स्लॅब २२०० मिमी रुंद, ४९०० मिमी लांब आणि १९० मिमी जाड असतो. एका ट्रॅक स्लॅबचे वजन सुमारे ३.९ टन असते. आकृती-२ मध्ये स्पष्ट केल्याप्रमाणे, एका ट्रॅक स्लॅबचे उत्पादन चक्र सुमारे २४ तासांचे असते. यानंतर ७ दिवसांचे जल-उपचार (वॉटर क्युरिंग) केले जाते. यानंतर ट्रॅक स्लॅब स्थापनेसाठी तयार होतो.

स्लॅब ट्रॅकचे अर्थशास्त्र

जपानी अनुभवावरून असे दिसून आले आहे की, पारंपरिक बॅलास्टेड ट्रॅकच्या तुलनेत स्लॅब ट्रॅकचा सुरुवातीचा बांधकाम खर्च सुमारे १.३ पट जास्त असला तरी, दीर्घकालीन जीवनचक्र खर्चाचा विचार केल्यास स्लॅब ट्रॅकच सरस ठरतो. याच कारणामुळे, जपानमध्ये पहिल्या मार्गा नंतर, म्हणजेच टोकाईडो शिंकांसेन (टोकियो ते शिन ओसाका) नंतर, बांधलेल्या शिंकांसेन मार्गांवर प्रामुख्याने स्लॅब ट्रॅकचाच वापर केला गेला आहे. आकृती-३ मध्ये जपानमधील प्रत्येक शिंकांसेन मार्गावरील बॅलास्टेड ट्रॅक आणि स्लॅब ट्रॅकचे प्रमाण दाखवले आहे. बॅलास्टेड ट्रॅकच्या तुलनेत स्लॅब ट्रॅक आर्थिकदृष्ट्या कसा फायदेशीर आहे, हे खालील मुद्दे स्पष्ट करतात:

1.आकृती-४ मध्ये प्रति किलोमीटर लांबीच्या ट्रॅकवरील अनियमिततांची संख्या दाखवली आहे, जी शिंकांसेनच्या प्रवासातील आरामासाठी निश्चित केलेल्या लक्ष्य मूल्यापेक्षा जास्त आहे. यावरून असे दिसून येते की, बॅलास्टेड ट्रॅकच्या तुलनेत स्लॅब ट्रॅक ट्रॅकला अधिक चांगल्या स्थितीत ठेवतो. आकृती-५ मध्ये सान्यो शिंकांसेनवरील बॅलास्टेड ट्रॅक आणि स्लॅब ट्रॅकच्या देखभाल खर्चाची तुलना दाखवली आहे. यावरून असे दिसून येते की, स्लॅब ट्रॅकचा देखभाल खर्च बॅलास्टेड ट्रॅकच्या सुमारे १/४ आहे. जपानच्या अनुभवावरून असे दिसून आले आहे की, बॅलास्टेड ट्रॅकच्या तुलनेत स्लॅब ट्रॅकचा सुरुवातीचा जास्त बांधकाम खर्च, कमी देखभाल आणि कमी मनुष्यबळाच्या गरजेमुळे सुमारे ९ वर्षांत भरून निघतो.

2.बॅलास्टेड ट्रॅकच्या रचनेच्या तुलनेत स्लॅब ट्रॅकची रचना वजनाने हलकी असते, त्यामुळे व्हायडक्टच्या खर्चासह नवीन मार्गाचा एकूण बांधकाम खर्च कमी असू शकतो. तसेच, बॅलास्टेड ट्रॅकच्या तुलनेत स्लॅब ट्रॅकची उंची कमी असते. ट्रॅकची उंची कमी झाल्यामुळे बोगद्याच्या आडव्या छेदाचे क्षेत्रफळ कमी होते, त्यामुळे बोगद्याच्या बांधकामाचा खर्च सुमारे ३०% ने कमी होतो.

3.स्लॅब ट्रॅकचा खर्च कमी करण्याच्या प्रयत्नात, जपानमध्ये फ्रेम प्रकारच्या ट्रॅक स्लॅबचा विकास करण्यात आला. सॉलिड ट्रॅक स्लॅबच्या विपरीत, फ्रेम प्रकारच्या ट्रॅक स्लॅबमध्ये एक पोकळ भाग असतो. सॉलिड ट्रॅक स्लॅबमधील अनावश्यक मध्यवर्ती भाग काढून टाकला जातो, त्यामुळे काँक्रीट, रिइन्फोर्समेंट आणि सीए मोर्टारमध्ये लागणारा अतिरिक्त खर्च वाचतो. याचा एक अतिरिक्त फायदा म्हणजे काँक्रीटचा गुंडाळण्याचा परिणाम कमी होतो आणि हलक्या रचनेमुळे हाताळणी सोपी होते.

4.प्रीकास्ट सेगमेंट आणि एका वेळी ५ ट्रॅक स्लॅब हाताळू व ठेवू शकणाऱ्या विशेष ट्रॅक मशीनमुळे ट्रॅक स्लॅबचे बांधकाम जलद गतीने शक्य होते.

स्लॅब ट्रॅकची गतिकी

1.आकृती-६ मध्ये स्लॅब ट्रॅक आणि बॅलास्टेड ट्रॅक मॉडेल्सचा विस्थापन आलेख दर्शविला आहे. यावरून असा निष्कर्ष काढता येतो की, बॅलास्टेड ट्रॅकच्या तुलनेत स्लॅब ट्रॅकची वक्रता दृढता (फ्लेक्झुरल स्टिफनेस) लक्षणीयरीत्या जास्त आहे, त्यामुळे बॅलास्टेड ट्रॅकच्या संरचनेपेक्षा स्लॅब ट्रॅकची संरचना खूपच कमी वाकते. बॅलास्टेड ट्रॅकच्या उपमृदेतील (सबसॉइल) ताणाची पातळी खूप जास्त असते, त्यामुळे बॅलास्टेड ट्रॅकची भूमिती (जिओमेट्री) वारंवार खराब होते. स्लॅब ट्रॅकच्या बाबतीत, भार मोठ्या क्षेत्रावर वितरित झाल्यामुळे ट्रॅकचे विरूपण (डिफॉर्मेशन) अधिक सौम्य होते. याउलट, बॅलास्टेड ट्रॅकचे विरूपण भार असलेल्या बिंदूजवळ अधिक तीव्र असते आणि भारापासून दूर असलेल्या भागांमध्ये ते जवळजवळ अविरूपित राहते. याचे कारण म्हणजे बॅलास्टेड ट्रॅक बेडची दृढता लक्षणीयरीत्या कमी असते, ज्यामुळे तो मोठ्या क्षेत्रावर बलांचे (फोर्सेसचे) वितरण करण्यास असमर्थ ठरतो.

2.३५० किमी प्रति तास या डिझाइन वेगासाठी, रेल्वेच्या गेज आणि उंचीमध्ये ± १ मिमीची अचूकता साधणे आवश्यक आहे. त्याचप्रमाणे, १० मीटर कॉर्डवर लेव्हल आणि अलाइनमेंट साधण्यासाठी ± २ मिमीची अचूकता आवश्यक आहे. परिवर्तनीय समायोजनास परवानगी देणाऱ्या रेल फास्टनर्सच्या वापरामुळे स्लॅब ट्रॅकमध्ये इतक्या उच्च अचूकतेचा अंतिम रेल पृष्ठभाग मिळवणे शक्य आहे. आकृती-७ मध्ये स्लॅब ट्रॅकसाठी वापरल्या जाणाऱ्या एका प्रकारच्या फास्टनिंग डिव्हाइसचे (डायरेक्ट-८ प्रकार) चित्रण केले आहे.

निष्कर्ष

1.बॅलस्टेड ट्रॅकच्या तुलनेत हाय-स्पीड रेल्वेसाठी स्लॅब ट्रॅकची कामगिरी अधिक चांगली असते, कारण त्याची लवचिक दृढता (फ्लेक्झुरल स्टिफनेस) जास्त असते. यामुळेच स्लॅब ट्रॅकमधील बल मोठ्या क्षेत्रावर वितरित होते आणि बॅलस्टेड ट्रॅकच्या तुलनेत त्यातील विचलन (डिफ्लेक्शन्स) लक्षणीयरीत्या कमी असते. याचाच परिणाम म्हणून स्लॅब ट्रॅकच्या संरचनेत देखभालीची आवश्यकता कमी असते.

2.बॅलस्टेड ट्रॅकच्या तुलनेत स्लॅब ट्रॅकचा सुरुवातीचा बांधकाम खर्च जास्त असला तरी, कमी देखभाल आणि कमी मनुष्यबळाच्या गरजेमुळे काही वर्षांच्या कार्यकाळात हा फरक भरून निघतो. स्लॅब ट्रॅकची रचना हलकी आणि सुबक असल्यामुळे व्हायाडक्ट आणि बोगद्याच्या बाबतीत ती विशेषतः फायदेशीर ठरते.

संदर्भ
i.शिगेरू मिउरा, हिदेयुकी टाकाई, मासाओ उचिडा आणि यासुतो फुकाडा (1998), “रेल्वे ट्रॅकची यंत्रणा, रेल्वे तंत्रज्ञान आज 2”, जपान रेल्वे आणि वाहतूक पुनरावलोकन, मार्च 1998, pp.38~45.
ii.ANDO Katsutoshi, SUNAGA Makoto, AOKI Hifumi आणि HAGA Osamu (2001), "होकुरिकू शिंकनसेन लाइनसाठी स्लॅब ट्रॅकचा विकास", RTRI चा QR, Vol. 42, क्रमांक 1 मार्च 2001, pp.35~41.
iii.जॉर्जिओस मिचस (२०१२), “स्लॅब ट्रॅक सिस्टम्स फॉर हाय स्पीड रेल्वे”, मास्टर डिग्री प्रोजेक्ट, डिपार्टमेंट ऑफ ट्रान्सपोर्ट सायन्स, रॉयल इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी, स्टॉकहोम, स्वीडन35.
आकृती ६ – स्लॅब ट्रॅक विरुद्ध बॅलस्टेड ट्रॅकचे विचलन प्रतिरूप
आकृती ७ – स्लॅब ट्रॅकसाठी Direct-8 प्रकारची बांधणी यंत्रणा
अनुपम अवस्थी / उप-मुख्य प्रकल्प व्यवस्थापक (IN) / स्थापत्य / वडोदरा

श्रीमती सुषमा गौर
महाव्यवस्थापक,
जनसंपर्क
ईमेल: gm.pr@nhsrcl.in
फोन: 011-26700000/01
श्री. निशांक भानु
वरिष्ठ व्यवस्थापक,
विपणन आणि संवाद
ईमेल: mgr.pr@nhsrcl.in
फोन: 011-26700000/01
श्रीमती पूजा सिंह
सहाय्यक व्यवस्थापक,
जनसंपर्क
ईमेल: am1.pr@nhsrcl.in
फोन: 011-26700000/01