संपूर्ण प्रकल्प संरचनेचा प्रकार आणि विभागाच्या लांबीच्या आधारावर विविध पॅकेजमध्ये विभागण्यात आला आहे. MAHSR मार्गिका काही ठिकाणी विद्यमान रेल्वे मार्ग आणि राष्ट्रीय महामार्ग ओलांडते. अशा ठिकाणांसाठी विशेष पुलांची रचना करण्यात आली आहे.

अहमदाबाद ते वडोदरा दरम्यान एकूण 5 विशेष पूल होते आणि त्यांना P1C या स्वतंत्र पॅकेज अंतर्गत प्रदान करण्यात आले. पुलांचा तपशील खालीलप्रमाणे आहे:

तक्ता 1: पॅकेज P1C मधील पुलांची यादी

या केस स्टडीत TTHSB च्या निर्मितीसाठी वापरलेली सामग्री, यांत्रिक गुणधर्म, स्थापना प्रक्रिया, फायदे आणि MAHSR प्रकल्पातील त्याचा वापर यांचे सविस्तर वर्णन करण्यात आले आहे.

TTHSB (Tor shear type high strength bolt) हा एका उच्च-दर्जाच्या बोल्टचा प्रकार आहे, ज्यामध्ये बोल्टला आवश्यक तो ताण (preload) देण्याची प्रक्रिया पूर्णपणे बोल्टच्या ज्या टोकाला आटे असतात, त्या टोकाकडूनच (म्हणजेच नट किंवा स्प्लाइनच्या बाजूने) पार पाडली जाते. परिणामी, TTHSB बोल्ट्स सहसा त्यांच्या गोलाकार डोक्यांमुळे (षटकोनी डोक्यांऐवजी) आणि स्प्लाइन्समुळे ओळखले जातात. TTHSB ग्रेड S10T फास्टनर्स हे संरचनात्मक पोलादी कामांमधील जोडण्यांसाठी (connections) वापरले जाणारे, उच्च-शक्ती (10.9) आणि उच्च-तन्यता (14%) असलेले 'फ्रिक्शन ग्रिप बोल्ट्स' आहेत. (इतर प्रकारच्या फ्रिक्शन ग्रिप बोल्ट्सच्या तुलनेत) यांचा मुख्य फायदा म्हणजे, या बोल्ट्सना आवश्यक तो ताण (preloading) देणे अत्यंत सुलभ असते.

फासनर ​​संच (Fastener assembly) आकृती (1) मध्ये दर्शविला आहे. बोल्टच्या ज्या टोकाला पेच (threads) असतात—म्हणजेच नट किंवा स्प्लाइनचे टोक—त्या टोकापाशी एका विद्युत 'शिअर रेंच'च्या (electrical shear wrench) साहाय्याने 'प्रीलोडिंग' (preloading) केले जाते. दुसऱ्या टोकाकडे पाहता, TTHSB (Grade S10T) बोल्टचे शीर्ष (head) हे सामान्य बोल्ट्सच्या षटकोनी (hexagonal) शीर्षाच्या तुलनेत गोलाकार असते; ज्यामुळे TTHSB बोल्ट दिसण्यास अत्यंत वैशिष्ट्यपूर्ण ठरतो.

बहुतांश बोल्ट-जोड (bolted connections) भार 'कर्तन' (shear) स्वरूपात हस्तांतरित करतात; म्हणजेच, हस्तांतरित करावयाच्या भाराच्या दिशेला बोल्टचे अक्ष लंब असतात. जोडल्या जाणाऱ्या घटकांमध्ये 'घसरण' (slip) होऊ द्यायची की ती रोखायची, हा रचनाकारासमोर (designer) असलेला एक महत्त्वाचा निर्णय असतो.

'पूर्व-भारित नसलेल्या' (non-preloaded) बोल्ट रचनेमध्ये, प्रयुक्त बल हे बोल्टच्या दांड्यामध्ये (shank) होणाऱ्या कर्तनाद्वारे आणि बोल्टचा दांडा व जोडलेले थर यांच्यातील 'धारणे'द्वारे (bearing) हस्तांतरित केले जाते. ही यंत्रणा प्रभावीपणे कार्य करण्यासाठी, जोडलेल्या थरांमध्ये सापेक्ष घसरण होणे आवश्यक असते, जसे की आकृती (2) मध्ये दर्शविले आहे. पूर्व-भारित नसलेल्या बोल्ट-जोडांचे फायदे म्हणजे, यामध्ये बोल्ट केवळ किमान प्रमाणात आवळणे पुरेसे असते आणि रंगकाम करताना 'संपर्क पृष्ठभाग' (faying surfaces/interfaces) झाकून ठेवण्याची (mask करण्याची) आवश्यकता नसते. तथापि, अशा काही परिस्थिती असतात जिथे अशा प्रकारची घसरण होणे अस्वीकार्य मानले जाते.

प्रीलोडेड बोल्टेड जॉइंट्स, ज्यांना सामान्यतः फ्रिक्शन ग्रिप जॉइंट्स म्हटले जाते, ते एका विशिष्ट पद्धतीने बल हस्तांतरित करतात. जोडलेल्या थरांच्या संपर्क पृष्ठभागांमधील घर्षण प्रतिरोधामुळे भार प्रसारित होतो, जसे की TTHSBs वापरणाऱ्या जॉइंटसाठी आकृती (3) मध्ये दाखवले आहे. या संपर्क पृष्ठभागाला इंटरफेस किंवा फेइंग पृष्ठभाग म्हटले जाते. प्रीलोडिंग दरम्यान बोल्टवर लक्षणीय ताण देऊन घर्षण प्रतिरोध निर्माण केला जातो, ज्यामुळे थर प्रभावीपणे दाबाखाली एकत्र दाबले जातात.

देशात TTHSB बोल्टचा वापर केवळ दुसऱ्यांदाच (पहिल्यांदा MTHL प्रकल्पात) करण्यात आला होता, त्यामुळे त्याचे गुणवत्ता नियंत्रण हे एक मोठे आव्हान होते. टेन्शन कंट्रोल बोल्टचे उत्पादन देशात नियमितपणे केले जात नाही. उत्पादक, कच्चा माल आणि तयार उत्पादनांची निवड करण्यासाठी खालील निकषांचा अवलंब करण्यात आला.

आकृती 4: TTHSB साठी तपासणी चाचणी योजना

आकृती 5: S10T ग्रेडच्या पूर्ण आकाराच्या TCB साठी किमान तुटणारा भार

अक्षीय तन्य बलासाठी प्राथमिक चाचणी प्रत्येक उत्पादन लॉटमधून यादृच्छिकपणे निवडलेल्या पाच बोल्ट संचांवर करण्यात आली, जे एका दिवसात वापरले जाणार होते. घट्ट बसविण्यासाठी (Tightening) सरासरी अक्षीय तन्य बल खालील तक्त्यानुसार असणे आवश्यक आहे.

नमुन्यांमधील अक्षीय ताणबले (axial tension forces) तपासण्यासाठी, या उपकरणाचा वापर कामाच्या ठिकाणी केला जातो. हे उपकरण कामाच्या ठिकाणी उपलब्ध असलेल्या कोणत्याही योग्य तुळईवर (beam) बसवता येते; तसेच, त्या दिवशी प्रत्यक्ष कामाच्या ठिकाणी वापरल्या जाणाऱ्या साठ्यामधून (lot) विविध आकारांचे नमुने तपासणीसाठी घेतले जातात.

प्रीलोडिंगची प्रक्रिया सुरू करण्यापूर्वी, जोडणी (connection) योग्यरित्या बसवलेली आणि जुळवलेली आहे, तसेच जोडातील सर्व बोल्ट्स घट्ट आवळलेले आहेत, याची खात्री केली जाते.

1.    आकृती (8) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, 'इनर सॉकेट' बोल्टच्या स्प्लाइनवर आणि 'आउटर सॉकेट' नटवर सरकवून बसवा. रेंचचा (wrench) विद्युत पुरवठा चालू करा. हे रेंच आउटर सॉकेटच्या माध्यमातून नटवर 'टॉर्क' (फिरवण्याचे बल) प्रयुक्त करते आणि इनर सॉकेटच्या माध्यमातून स्प्लाइनवर 'प्रतिक्रिया बल' (reaction) देते. यामुळे नट फिरतो, परंतु बोल्ट मात्र फिरत नाही. जेव्हा टॉर्कची पातळी पुरेशी उच्च पातळीवर पोहोचते, तेव्हा स्प्लाइन त्याच्या 'ब्रेक नेक' (किंवा खाचेच्या) ठिकाणी तुटून वेगळी होते.

2.जेव्हा स्प्लाइन तुटून वेगळी होईल, तेव्हा रेंच (wrench) मागे ओढा, जेणेकरून बाहेरील सॉकेटचा नटशी असलेला संपर्क सुटेल. बोल्टची स्प्लाइन ही आतील सॉकेटमध्ये अडकलेली राहते; रेंचच्या हँडलवरील लहान ट्रिगर दाबून तुम्ही ती बाहेर काढून टाकू शकता. बोल्टची तपासणी करण्यासाठी – घट्ट केल्यानंतर किंवा भविष्यात कधीही – केवळ स्प्लाइन तुटून वेगळी झाली आहे की नाही, हे तपासा.

असेंब्लीवरील दुय्यम प्रेरित ताण कमी करण्यासाठी गर्डरवरील बोल्ट एका विशिष्ट क्रमाने घट्ट करणे आवश्यक आहे. साधारणपणे, मध्यातून बाहेरच्या दिशेने हा क्रम पाळला जातो, ज्यात मधल्या नोड्सवरील कनेक्शन्स प्रथम घट्ट केले जातात आणि त्यानंतर मधल्या नोडच्या दोन्ही बाजूंच्या लगतच्या नोड कनेक्शन्स घट्ट केले जातात. गर्डरचा शेवटचा नोड घट्ट होईपर्यंत ही पद्धत अवलंबली जाते. प्रत्येक स्प्लिस प्लेट्समध्ये घट्ट करतानाही तीच अनुक्रमिक पद्धत अवलंबली जाते, जिथे मधले बोल्ट प्रथम घट्ट केले जातात. आकृती (12) आणि (13) मध्ये अनुक्रमिक घट्ट करण्याची प्रक्रिया दर्शविली आहे.

घट्ट करण्याच्या पहिल्या टप्प्यानंतर (म्हणजेच 'स्नग टाइट' स्थितीत), पांढऱ्या मार्करचा वापर करून वॉशर, नट आणि बोल्ट यांमधून जाणारी एक सरळ रेषा बोल्टवर अंकित केली जाते. घट्ट करण्याच्या दुसऱ्या टप्प्यानंतर बोल्टचे घट्ट होणे योग्य प्रकारे झाले आहे की नाही, हे निश्चित करण्यासाठी या रेषेचा उपयोग केला जातो.

वरील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, चिन्हांकित बोल्ट पॉवर-रेंच वापरून घट्ट केले जातात. घट्ट केल्यानंतर आदर्श परिणाम म्हणजे फक्त नट फिरणे. बोल्ट किंवा वॉशर त्यांच्या मूळ जागेवरून फिरणे इष्ट नाही, कारण ते TTHSB चे अयोग्य किंवा अपुरे घट्टीकरण दर्शवते. TTHSB चे घट्टीकरण योग्य आणि उचित पद्धतीने सुनिश्चित करण्यासाठी खालील उपाययोजना कराव्यात.

• अंतिम घट्टीकरण सुरू करण्यापूर्वी सर्व पृष्ठभाग व्यवस्थित स्वच्छ केले पाहिजेत.

• वॉशर योग्यरित्या बसवले पाहिजेत आणि वॉशर व प्लेटच्या पृष्ठभागामध्ये योग्य संपर्क क्षेत्र सुनिश्चित केले पाहिजे.

• प्रत्येक स्प्लिस प्लेटमध्ये घट्टीकरणाच्या क्रमाचे काटेकोरपणे पालन केले पाहिजे.

• पावसाळ्यात घट्टीकरणाची प्रक्रिया टाळावी आणि जर ती आवश्यकच असेल, तर पावसादरम्यान संपूर्ण कार्यक्षेत्र झाकण्यासाठी योग्य सावलीची व्यवस्था करावी.

सर्व प्रकरणांमध्ये TTHSB चे घसरणे टाळावे, कारण घसरलेला TTHSB त्याच्या सेवा कालावधीत पूर्ण डिझाइन भार घेऊ शकणार नाही.

थोडक्यात सांगायचे तर, TTHSB (Tor Shear type high-strength bolt) हे विविध उपयोगांमध्ये एक उत्कृष्ट जोडणी (fastening) उपाय म्हणून उठून दिसते. यातील मोठ्या 'प्रीलोड'मुळे (preloading), संपूर्ण रचनेमध्ये ताण (tension) समान रीतीने वितरीत होतो; तसेच, बोल्ट आवळताना कोणताही 'टॉर्शनल शियर' (पिळवटणारा ताण) निर्माण होत नसल्यामुळे, बोल्टचा ताण सैल होण्याचा (relaxation) धोका उद्भवत नाही. याची रचना वापरण्यास अत्यंत सुलभ असून, ती जोडणीची प्रक्रिया सुलभ करते आणि चुका होण्याची शक्यता कमी करते. गुणवत्ता नियंत्रणासाठी (Quality Control) TTHSB बोल्टची साधी, केवळ डोळ्यांनी पाहून करता येणारी तपासणी (visual inspection) पुरेशी ठरते; कारण एकदा का बोल्टची 'स्प्लाइन' (किंवा पिन-टेल) तुटून वेगळी झाली, की बोल्टमध्ये योग्य तो ताण निर्माण झाला आहे हे सिद्ध होते आणि याची खात्री केवळ एका त्वरित निरीक्षणाद्वारे करता येते. इतर 'प्रीलोडेड' बोल्ट्सच्या तुलनेत, TTHSB बोल्ट जोडणीच्या ठिकाणी सातत्यपूर्ण आणि विश्वासार्ह 'फ्रिक्शन ग्रिप' (घर्षण-आधारित पकड) प्रदान करतो. यामुळे वापराच्या कालावधीत दीर्घकालीन टिकाऊपणा आणि विश्वासार्हता मिळते. शिवाय, हा एक किफायतशीर पर्याय ठरतो; कारण TTHSB बोल्ट बसवण्यासाठी केवळ एकाच व्यक्तीची आवश्यकता असते आणि रचनेला एकत्र धरून ठेवण्यासाठी आवश्यक असलेला ताण निश्चित करण्याची कार्यक्षमता या बोल्टमध्येच अंतर्निहित असते, ज्यामुळे जोडणीचा खर्च कमी होतो. याव्यतिरिक्त, हे बोल्ट 'प्रीलोडेड' असतात आणि ते बसवण्यासाठी हलक्या वजनाची साधने वापरली जातात; यामुळे कामगारांचा थकवा कमी होतो आणि 'HAVS' (Hand-Arm Vibration Syndrome - हाता-दंडांच्या कंपनामुळे होणारा विकार) होण्याचा कोणताही धोका उरत नाही.

संदर्भ:

1.    JSS II 09-2015: संरचनात्मक जोडणीसाठी 'टॉर-शियर' प्रकारातील उच्च-शक्तीचे बोल्ट्स, षटकोनी नट्स आणि साध्या वॉशर्सचे संच.

2.    DIN EN 14399-10: 'प्रीलोडिंग'साठी उच्च-शक्तीच्या संरचनात्मक बोल्टिंग संच.

3.    INTERNATIONAL STANDARD ISO 898-01: कार्बन स्टील आणि मिश्र धातूच्या (alloy steel) फास्टनर्सचे यांत्रिक गुणधर्म.

4.    EN 14399-06: 'प्रीलोडिंग'साठी उच्च-शक्तीचे संरचनात्मक बोल्टिंग संच - भाग ६: साध्या, 'चॅम्फर्ड' (कोन कापलेल्या) वॉशर्स.

अस्वीकरण (Disclaimer):

खालील 'केस स्टडी' (अभ्यास) केवळ शैक्षणिक आणि माहितीपूर्ण उद्देशांसाठी प्रदान केला आहे. या केस स्टडीमध्ये मांडलेली मते, विचार आणि विश्लेषणे ही केवळ संबंधित लेखक(लेखक) आणि/किंवा सहभागी संस्थांची आहेत. यामध्ये नमूद केलेल्या कोणत्याही व्यक्ती, संस्था, परिस्थिती किंवा घटनांशी आढळणारे कोणतेही साम्य हे पूर्णपणे योगायोगाचा भाग आहे. या केस स्टडीमध्ये समाविष्ट असलेली माहिती, तो तयार केला गेला त्या वेळी उपलब्ध असलेल्या माहितीवर आधारित आहे; त्यामुळे ती माहिती संबंधित विषयाची सद्यस्थिती दर्शवेलच असे नाही.