पूरी दुनिया में, जापान का अकाशी ब्रिज (1997 मीटर, 1998 में बना), टोक्यो का रेनबो ब्रिज (798 मीटर, 1993 में बना), USA के सैन फ्रांसिस्को का गोल्डन गेट ब्रिज (1280 मीटर, 1937 में बना), और भारत के अपने हावड़ा ब्रिज, चिनाब ब्रिज और बोगी व्हील ब्रिज जैसे पुलों में एक बात आम है – स्टील।

हाल ही में, भारत में स्टील के पुलों के निर्माण में तेज़ी देखी गई है, जिनकी लंबाई 70 से 100 मीटर तक है। चाहे वे रोड ओवर ब्रिज हों या रेलवे ब्रिज, स्टील के ढांचों को काफ़ी अहमियत मिली है, जिसका एक शानदार उदाहरण चिनाब ब्रिज है। MAHSR प्रोजेक्ट के संदर्भ में भी, 130+100 मीटर तक की लगातार लंबाई वाले पुल, पुल निर्माण में स्टील पर बढ़ती निर्भरता को दिखाते हैं।

MAHSR प्रोजेक्ट, जो भारत का पहला हाई-स्पीड रेल प्रोजेक्ट है, इस बदलाव का एक जीता-जागता सबूत है। 28 पुलों और 49 स्पैन में लगभग 70,000 मीट्रिक टन स्टील का इस्तेमाल करने वाले इस प्रोजेक्ट में 'सिंपली सपोर्टेड' और 'कंटीन्यूअस'—दोनों तरह के स्पैन का उपयोग किया गया है; इनमें से 'कंटीन्यूअस स्पैन' की लंबाई 130+100 मीटर तक है, जो अपने आप में बेहद प्रभावशाली है।

पुल बनाने की प्रक्रिया कई वर्कशॉप्स में फैली हुई है, जो रणनीतिक रूप से भुज, वर्धा, दुर्गापुर और तिरुचिरापल्ली जैसी जगहों पर स्थित हैं; इन सभी जगहों का स्टील के पुल बनाने का एक गौरवशाली इतिहास रहा है। हालाँकि, MAHSR प्रोजेक्ट के कड़े मानकों को पूरा करने के लिए, इन वर्कशॉप्स को काफी सुधार करने पड़े और पूरी लगन से काम करना पड़ा।

गुणवत्ता और इनोवेशन की खोज के बारे में विस्तार से बताते हुए, यह पेपर लेखक की जापान के ओसाका के पास स्थित IHI की SAKAI वर्कशॉप की ज्ञानवर्धक यात्रा के बारे में भी बताता है। 3,500 मीट्रिक टन की मासिक उत्पादन क्षमता और पूरी तरह से मशीनीकृत व्यवस्था के साथ, यह वर्कशॉप पुल बनाने में हासिल की जा सकने वाली गुणवत्ता और सटीकता के लिए एक बेहतरीन मिसाल कायम करती है।

इस पेपर के अगले भाग जापानी निर्माण पद्धतियों और पारंपरिक भारतीय तरीकों की एक विस्तृत तुलना प्रस्तुत करते हैं; इसकी शुरुआत मुख्य 'टेस्ट फैब्रिकेशन' प्रक्रिया से होती है, जो उन वर्कशॉप्स के लिए एक 'लिटमस टेस्ट' का काम करती है जो लगातार बदलती निर्माण तकनीकों और आवश्यकताओं के अनुरूप खुद को ढाल रही हैं।

असली फैब्रिकेशन का काम शुरू करने से पहले, हर वर्कशॉप में एक टेस्ट फैब्रिकेशन (आंशिक मॉक-अप) किया जाता है। इस प्रक्रिया का मकसद फैब्रिकेशन के काम का एक सबसे अच्छा और स्टैंडर्ड क्रम तय करना है। टेस्ट फैब्रिकेशन पुल के उन खास हिस्सों पर किया जाता है जिनकी लंबाई सबसे ज़्यादा होती है, और इसमें उसी साइज़ के हिस्सों का इस्तेमाल किया जाता है।

टेस्ट फैब्रिकेशन के लिए लगभग 90 मीट्रिक टन स्टील अलॉट किया गया है; इस चरण में इस्तेमाल होने वाला स्टील, मुख्य फैब्रिकेशन में इस्तेमाल होने वाले स्टील से अलग होता है। सदस्यों में फुल पेनिट्रेशन और कॉर्नर वेल्ड की जाँच डिस्ट्रक्टिव टेस्टिंग के ज़रिए की जाती है, जिसमें टेस्ट फैब्रिकेशन से लिए गए एक नमूने का इस्तेमाल होता है। इस नमूने की लंबाई 500mm होती है और इसे वेल्ड लाइन से 100mm की दूरी पर काटा जाता है। इन वेल्ड पर की जाने वाली डिस्ट्रक्टिव टेस्टिंग में टेन्साइल, बेंट, मैक्रो, चार्पी इम्पैक्ट और विकर्स हार्डनेस टेस्ट शामिल हैं। ये जाँचें वेल्डिंग प्रक्रिया और वेल्डर, दोनों के लिए क्वालिटी एश्योरेंस की एक अतिरिक्त परत का काम करती हैं।

स्ट्रक्चरल स्टील—जिसमें पुलों के निर्माण में इस्तेमाल होने वाली स्टील प्लेटें, स्टील सेक्शन, रोल्ड स्टील और रोल्ड स्टील सेक्शन शामिल हैं—कई भारतीय मानकों का पालन करता है, जिनमें IS 2062, IS 808, IS 1739, IS 1173, IS:3601, और अन्य शामिल हैं। E250B0 से लेकर E410C तक के विभिन्न स्टील ग्रेड, पुल के अलग-अलग हिस्सों में इस्तेमाल किए जाते हैं।

हालाँकि, 25mm से ज़्यादा मोटी प्लेटों के लिए 'शॉर्ट ट्रांसवर्स रिडक्शन एरिया' (STRA) टेस्ट की एक अतिरिक्त ज़रूरत होती है; यह एक टेन्साइल टेस्ट है जो मटीरियल की डक्टिलिटी (लचीलेपन) को उसकी मोटाई की दिशा में (शॉर्ट ट्रांसवर्स दिशा में) मापता है। पुलों के निर्माण में 50mm तक की मोटाई वाली स्टील प्लेटों के इस्तेमाल के कारण इस टेस्ट को ज़रूरी माना जाता है।

इसके अलावा, जापान ने एक सक्रिय कदम उठाते हुए स्टील प्लेटों पर मिल में ही जंग-रोधी कोटिंग करवाना अनिवार्य कर दिया है। रोलिंग प्रक्रिया के बाद, स्टील प्लेटों की ब्लास्टिंग की जाती है और उन पर 'ज़िंक रिच' पेंट की कोटिंग की जाती है, जिससे उन्हें सुरक्षा की एक अतिरिक्त परत मिल जाती है। इस पहल से वर्कशॉप की क्षमताओं का विस्तार होता है, क्योंकि अब प्लेटों को लंबे समय तक सुरक्षित रखा जा सकता है।

कंप्यूटराइज्ड न्यूमेरिकल कंट्रोल (CNC) कटिंग की विभिन्न वर्कशॉप्स में एक मज़बूत मौजूदगी है, और यह तेज़ी से आम होती जा रही है। CNC मशीनों के लिए मुख्य इनपुट 'नेस्टिंग प्लान' होता है, जो कटिंग लाइनों को सही तरीके से चिह्नित करके स्टील के इस्तेमाल को ऑप्टिमाइज़ करता है। मुंबई-अहमदाबाद हाई-स्पीड रेल (MAHSR) प्रोजेक्ट के मामले में, जहाँ कंपोनेंट्स में अलग-अलग तरह के घुमाव और प्रोफ़ाइल थे, CNC कटिंग मशीनें बेहद कीमती साबित हुईं।

MAHSR के लिए एक अतिरिक्त ज़रूरत यह है कि इसमें पारंपरिक LPG फ्लेम के बजाय Oxyacetylene फ्लेम का इस्तेमाल किया जाए। इस चुनाव की वजह यह है कि Oxyacetylene से काफ़ी ज़्यादा तापमान हासिल किया जा सकता है—जो 3,480°C से 3,900°C तक होता है—जबकि LPG से 1,980°C से 2,230°C तक ही तापमान मिलता है। इससे न सिर्फ़ कटिंग की रफ़्तार बढ़ती है, बल्कि कट भी ज़्यादा साफ़ और चिकने होते हैं।

कटाई के बाद होने वाली विकृति, जिसमें फैलाव भी शामिल है, एक आम समस्या है। अच्छी तरह से नियंत्रित प्रक्रियाओं में, विकृति आमतौर पर माप के बाद ही दिखाई देती है। इसके अलावा, सीएनसी तकनीक अंडाकार और वृत्त जैसी अनियमित आकृतियों की सटीक कटाई में उत्कृष्ट है।

साथ ही, जापान में कटाई से पहले प्लेटों पर कटिंग लाइन, पार्ट नंबर और फिटिंग लाइन अंकित करने के लिए सीएनसी का उपयोग किया जाता है, जिससे विकृति या फैलाव जैसे दोषों की पहचान में लाभ मिलता है। इसके अलावा, जापानी सीएनसी मशीनों में कटिंग बेड पर सपोर्ट के रूप में स्टील स्ट्रिप्स के बजाय लोहे के दांत होते हैं, जो कम क्षतिग्रस्त होते हैं और रखरखाव में आसान होते हैं।

संक्षेप में, CNC कटिंग का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और MAHSR प्रोजेक्ट में बेहतर परिणामों के लिए ऑक्सी-एसिटिलीन फ्लेम का इस्तेमाल किया जाता है। कटिंग के बाद होने वाले डिस्टॉर्शन को सटीक मापों की मदद से ठीक किया जाता है, और जापान में CNC तकनीक दोषों की पहचान और सपोर्ट बेड के डिज़ाइन में विशेष लाभ प्रदान करती है।

जिग्स और फिक्स्चर्स के पारंपरिक इस्तेमाल की जगह धीरे-धीरे आधुनिक मशीनें ले रही हैं। पारंपरिक तरीके में, खास ज़रूरतों को पूरा करने के लिए प्लेटें काटी जाती थीं, और जिग्स का इस्तेमाल करके ड्रिलिंग की जाती थी। हालाँकि, यह तरीका मुश्किल भरा साबित हुआ और इसमें सटीकता की कमी थी। प्लेट के स्तर पर छेद करने में यह मान लिया जाता था कि वेल्डिंग के बाद कोई विकृति नहीं आएगी, जबकि यह बात अच्छी तरह से पता है कि वेल्डिंग से अक्सर विकृति आ जाती है। नतीजतन, छेदों की सीध और जगहें बिगड़ जाती थीं, जिससे अलग-अलग तरीकों से उन्हें ठीक करने की ज़रूरत पड़ती थी।

नई बॉक्स ड्रिलिंग मशीनों के इस्तेमाल से किसी सदस्य के कई हिस्सों पर एक साथ ड्रिलिंग करना संभव हो जाता है। इससे छेदों के समूहों के बीच के आपसी संबंधों को बनाए रखना आसान हो जाता है और वेल्डिंग के बाद होने वाले टेढ़ेपन को ठीक करने की ज़रूरत कम हो जाती है। हालाँकि, बॉक्स ड्रिलिंग मशीन पर भारी हिस्सों को संभालना मुश्किल हो सकता है, खासकर तब जब सदस्य का आकार मशीन की काम करने की सीमा से ज़्यादा हो। ऐसे मामलों में, मैच ड्रिलिंग के लिए जिग्स का इस्तेमाल किया जाता है।

MAHSR प्रोजेक्ट में, निर्माण के दौरान बॉक्स ड्रिलिंग मशीनों और, कुछ मामलों में, मैच ड्रिलिंग का इस्तेमाल किया गया है। इसके विपरीत, जापानियों ने एक नई तकनीक पेश की, जिसे बाद में हमारी एक वर्कशॉप में भी अपनाया गया। इस तकनीक में प्लेट को काटने से पहले ही उस पर छेद कर दिए जाते हैं। यह तकनीक तब बहुत काम आती है जब लगभग शून्य टेढ़ापन या सिकुड़न हासिल करना संभव हो।

वेल्डिंग में मनचाही मज़बूती और आकार पाना कभी भी कोई बहुत बड़ी चुनौती नहीं रहा है; बल्कि, हमारे प्रयासों का मुख्य केंद्र जापान में तय किए गए मानकों जैसी फ़िनिश हासिल करना रहा है। हमारे वेल्डर अक्सर ज़्यादा गहरी पैठ और बड़े वेल्ड साइज़ बनाने की ओर झुकते हैं, जो मज़बूती की ज़रूरतों को तो पूरा करते हैं, लेकिन इसके परिणामस्वरूप उपभोग्य वस्तुएँ, बिजली, समय और संभावित ग्राइंडिंग जैसे संसाधनों की खपत बढ़ जाती है। अंतिम फ़िनिश को बेहतर बनाने के लिए कई तरीकों पर विचार किया जा सकता है, जिनमें वेल्डिंग प्रक्रियाओं का सावधानीपूर्वक चयन और वेल्डरों के लिए व्यापक प्रशिक्षण शामिल है।

वेल्डर की योग्यता जाँच के लिए एक बहु-स्तरीय फ़िल्ट्रेशन तंत्र है, जो IS 817 के अनुसार सर्टिफ़िकेशन, ज़रूरी अनुभव और WRI त्रिची/RDSO में ट्रेनिंग के अलावा है।

मुंबई-अहमदाबाद हाई-स्पीड रेल (MAHSR) प्रोजेक्ट के लिए, वेल्डिंग और गुणवत्ता प्रबंधन के लिए एक अंतर्राष्ट्रीय विशेषज्ञ को नियुक्त करने की योजना बनाई गई थी, जिसे अंतर्राष्ट्रीय वेल्डिंग इंजीनियर (IWE) के रूप में नामित किया गया। अन्य योग्यताओं के अलावा, IWE के पास हाई-स्पीड रेल प्रोजेक्ट्स में सुपरवाइज़र या गुणवत्ता आश्वासन इंजीनियर के रूप में कम से कम 10 साल का अनुभव होना ज़रूरी है।

वेल्डरों की जाँच अंतर्राष्ट्रीय वेल्डिंग इंजीनियर द्वारा की जाती है। वेल्डर को तय माप का एक टेस्ट पीस (T-joint) बनाने का काम दिया जाता है, जिसमें 6mm का फ़िलेट वेल्ड होता है, और यह काम खड़ी स्थिति में किया जाता है। टेस्ट पीस की दृश्य और फ़्रैक्चर जाँच की जाती है; IWE उसमें दरारें, ब्लोहोल, स्लैग के कण, फ़्यूज़न लाइन पर असमानताएँ देखता है, और उसके बाद एक योग्यता रिपोर्ट देता है। अयोग्य घोषित होने की स्थिति में, वेल्डर को ट्रेनिंग दी जाती है, जिसके बाद कुछ समय बाद उसकी दोबारा जाँच की जाती है।

वेल्डर की योग्यता के मामले में, जापान भी इसी तरह की प्रक्रिया अपनाता है। हालाँकि, एक खास अंतर यह है कि जापान में वेल्डरों को हानिकारक धुएँ और गैसों से बचाने के लिए रेस्पिरेटर दिए जाते हैं।

किसी फैब्रिकेशन वर्कशॉप में स्टील के पुल की असेंबली की जाँच करना निर्माण प्रक्रिया का एक अत्यंत महत्वपूर्ण चरण है; यह पुल के घटकों को निर्माण स्थल पर ले जाने से पहले गुणवत्ता सुनिश्चित करने का एक अहम कदम है।

MAHSR पुलों के लिए, चेक असेंबली में सभी स्पैन को बेयरिंग पर रखना शामिल होता है, जिसमें सभी नोड्स पर गर्डर के लिए पर्याप्त सहारा दिया जाता है। इस चरण के दौरान, गर्डर की विभिन्न आयामी सहनशीलता (dimensional tolerances) के लिए व्यापक जाँच की जाती है; इनमें स्पैन की लंबाई, ऊपरी और निचले कॉर्ड के केंद्रों के बीच की दूरी, संरेखण (alignment), ऊँचाई, सदस्यों का गलत संरेखण, छेदों की सही स्थिति, सदस्यों में झुकाव और कैंबर शामिल हैं। प्रत्येक नोड पर स्थानांतरित भार को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए लोड सेल का उपयोग किया जाता है। इसके अतिरिक्त, प्रत्येक नोड और जोड़ के लिए एक ड्रिफ्ट और बोल्टिंग योजना सावधानीपूर्वक तैयार की जाती है और इरेक्शन टीम को सौंप दी जाती है।

इसके साथ ही, चेक असेंबली के दौरान, प्रत्येक घटक की पहचान की जाती है और उस पर निशान लगाया जाता है, ताकि इरेक्शन साइट तक पहुँचने तक उसकी पहचान (traceability) बनी रहे। विशेष रूप से, पहचान बनाए रखना—खासकर स्प्लिस प्लेट जैसे एक जैसे दिखने वाले सदस्यों के लिए—अत्यंत महत्वपूर्ण है, ताकि स्थिति निर्धारण में होने वाली किसी भी त्रुटि को रोका जा सके, जो इरेक्शन प्रक्रिया में बाधा डाल सकती है।

यह चेक असेंबली पारंपरिक दृष्टिकोण से काफी अलग है, जिसमें गर्डर को केवल सिरों पर सहारा दिया जाता है और कैंबर को मापा जाता है।

हालांकि स्टील अपनी मज़बूती और टिकाऊपन के लिए जाना जाता है, लेकिन इसमें जंग लगने का खतरा रहता है। इसलिए, पुल के निर्माण के बाद और उसके पूरे सेवा काल के दौरान इसकी देखभाल पर विशेष ध्यान देना ज़रूरी होता है। जापान में, स्टील के ढांचों पर पेंटिंग के लिए C5 सिस्टम का पालन किया जाता है, जिसका विवरण "जापानी स्टैंडर्ड हैंडबुक ऑफ़ कोरोज़न प्रोटेक्शन" में दिया गया है। भारत में मुंबई-अहमदाबाद हाई-स्पीड रेल (MAHSR) परियोजना के अंतर्गत बनने वाले स्टील के पुलों में भी इसी C5 सिस्टम का उपयोग किया जाता है।

C5 सिस्टम, जिसे जापान में 50 वर्षों की अवधि में विभिन्न फेरबदल और संयोजनों के साथ विकसित किया गया है, वहाँ बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया जाता है। यह IRS-B1 में सुझाए गए मानक पेंटिंग सिस्टम से काफी अलग है; उस सिस्टम में पहले मेटलाइज़ेशन किया जाता है, जिसके बाद एetch प्राइमर की एक परत, जिंक क्रोम प्राइमर की एक परत, और उसके बाद एल्यूमीनियम पेंट की दो परतें लगाई जाती हैं।

जैसा कि नाम से स्पष्ट है, C5 पेंट प्रणाली में पाँच परतें (कोट) पेंट की होती हैं। यह प्रक्रिया सतह की तैयारी से शुरू होती है, जिसमें ISO विनिर्देश संख्या 8501-

1 के अनुसार SA2.5 ग्रेड प्राप्त किया जाता है। इसके बाद इनऑर्गेनिक जिंक रिच पेंट की एक परत, एपॉक्सी रेज़िन पेंट की दो परतें तथा फ्लोरो रेज़िन पेंट की दो परतें लगाई जाती हैं। उक्त हैंडबुक में विभिन्न परिस्थितियों के लिए सतह की फिनिशिंग, पेंट के प्रकार तथा आवश्यक DFT (ड्राई फिल्म थिकनेस) के संबंध में विस्तृत मार्गदर्शन प्रदान किया गया है।

जापानी मानक हैंडबुक ऑफ कॉरोशन प्रोटेक्शन (C5, Spec V) में उल्लिखित बाहरी सामान्य भागों (External General Parts) के लिए पेंट सामग्री और DFT (Dry Film Thickness) का एक विशिष्ट संयोजन निम्नानुसार है:

गर्डर के हिस्सों को एक जगह से दूसरी जगह ले जाना मुश्किल हो सकता है, क्योंकि वे बहुत भारी होते हैं और उनकी रंगी हुई सतह को नुकसान पहुँचने का खतरा रहता है। इन मुश्किलों को कम करने के लिए, गर्डरों को बहुत सावधानी से सहारा दिया जाता है, ताकि उनका क्रॉस-सेक्शनल आकार बना रहे और उनकी मोटाई में तनाव कम से कम हो। इसके अलावा, हर हिस्से पर साफ़-साफ़ निशान लगाए जाते हैं, ताकि उन्हें लगाने का काम आसानी से हो सके।

पिछली चर्चा एक साझा लक्ष्य को पाने के अलग-अलग तरीकों की तुलनात्मक जानकारी देती है। ऐसे दौर में, जब अर्थव्यवस्था में तेज़ी है और सरकार इंफ्रास्ट्रक्चर के विकास पर ज़ोर दे रही है, फैब्रिकेशन इंडस्ट्री आने वाले सालों में लगातार तरक्की करने के लिए तैयार है। दुनिया भर के बेहतरीन तरीकों से मिली ये जानकारियाँ हमारी वर्कशॉप्स की उत्पादकता बढ़ाने और कड़े क्वालिटी कंट्रोल उपायों के साथ बेहतरीन प्रोडक्ट्स देने में एक कीमती साधन साबित हो सकती हैं। जापान की बेहतरीन कार्यशैली से प्रेरित होकर नए तरीकों को अपनाना एक उम्मीद की किरण है, जो भारत में स्टील ब्रिज फैब्रिकेशन के एक नए दौर की शुरुआत का संकेत देता है।