पुल, जो अलग-अलग जमीनों के बीच महत्वपूर्ण कड़ी के रूप में काम करते हैं, मानव इंजीनियरिंग की निरंतर प्रगति को दर्शाते हैं। पुल डिजाइन और निर्माण तकनीकों का विकास एक तकनीकी क्रांति का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें कठोर फ्रेम पुलों का उदय कंक्रीट पुल इंजीनियरिंग के इतिहास में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है। यह संरचनात्मक नवाचार न केवल पुलों के रूपों में बदल गया बल्कि उनके प्रदर्शन और लागत-प्रभावशीलता में भी वृद्धि हुई।
पुल इतिहासकार डेविड प्लॉडेन ने कठोर फ्रेम पुलों को 20वीं सदी की प्रबलित कंक्रीट इंजीनियरिंग में प्रमुख प्रगति में से एक बताया, जो बाद की पूर्व-तनाव वाली कंक्रीट तकनीक के समान महत्व का था। इस पुल के रूप का बीड़ा जर्मन और ब्राज़ीलियाई इंजीनियर एमिल एच. बॉमगार्ट ने उठाया था।
प्लॉडेन के रिकॉर्ड के अनुसार, अमेरिका का पहला कठोर फ्रेम पुल स्वेनबर्न अंडरपास था, जिसे वेस्टचेस्टर काउंटी के इंजीनियर आर्थर जी. हेडन ने 1922-1923 में ब्रोंक्स रिवर पार्कवे कमीशन के लिए डिज़ाइन किया था। यह संरचना हेडन द्वारा बनाए गए कई छोटे-स्पैन कठोर फ्रेम पुलों में से पहली बन गई।
पारंपरिक प्रबलित कंक्रीट पुलों के विपरीत, कठोर फ्रेम पुल अपनी अधिरचना और अधोसंरचना को एक सतत संपूर्ण में एकीकृत करते हैं। जैसा कि 1926 के इंजीनियरिंग न्यूज़-रिकॉर्ड संपादकीय में उल्लेख किया गया है, हेडन के डिज़ाइन पूर्ण संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं "फाउंडेशन से लेकर रेलिंग तक।"
पोर्टलैंड सीमेंट एसोसिएशन के 1933 के मैनुअल में बताया गया है कि कठोर फ्रेम संरचनाओं में, "समर्थन को कंक्रीट द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है जो एबटमेंट से डेक तक एकाश्म रूप से विस्तारित होता है, जिससे संरचना एक फ्रेम में बदल जाती है जिसमें कठोर कोने होते हैं।" एसोसिएशन ने देखा कि सतत कंक्रीट पुल आम तौर पर विकल्पों की तुलना में बनाने में सरल और अधिक किफायती थे।
पहचाने गए प्रमुख लाभों में शामिल हैं:
एसोसिएशन ने पाया कि ठोस-स्लैब कठोर फ्रेम पुल 70 फीट तक के स्पैन के लिए आर्थिक रूप से व्यवहार्य हैं, जबकि रिब्ड डेक संरचनाएं लंबे स्पैन के लिए बेहतर साबित हुईं। सितंबर 1933 तक, दुनिया का सबसे लंबा कठोर फ्रेम कंक्रीट पुल ब्राजील का हरवल ब्रिज था जिसका मुख्य स्पैन 224 फीट था।
1930 के दशक में आर्थर हेडन की "रिजिड फ्रेम ब्रिजेज" (1931) और हार्डी क्रॉस और न्यूलिन डोल्बेयर मॉर्गन की "कंटीन्यूअस फ्रेम्स ऑफ रीइन्फोर्स्ड कंक्रीट" (1932) जैसी प्रमुख कृतियों के माध्यम से कठोर फ्रेम पुल विश्लेषण में महत्वपूर्ण प्रगति देखी गई। इन ग्रंथों ने इस बात पर जोर दिया कि कठोर फ्रेम पुलों में सहायक सदस्य झुकने का प्रतिरोध कैसे प्रदान करते हैं, जो अधिरचना के साथ अभिन्न रूप से काम करते हैं।
विक्टर ब्राउन और कार्लटन कॉनर ने अपने 1931 के काम "लो कॉस्ट रोड्स एंड ब्रिजेज" में उल्लेख किया कि कंक्रीट कठोर फ्रेम पुलों में "महान अंतर्निहित शक्ति और कठोरता है जो उनकी सुरक्षा सुनिश्चित करती है", किसी भी अधिभार को संरचना के माध्यम से स्वचालित रूप से पुनर्वितरित किया जाता है जब तक कि संतुलन प्राप्त न हो जाए।
1939 तक, टेलर, थॉम्पसन और स्मुलस्की द्वारा लिखित आधिकारिक पाठ "रीइन्फोर्स्ड कंक्रीट ब्रिजेज" ने मल्टी-स्पैन कंक्रीट पुलों के लिए कठोर फ्रेम डिजाइन को चार प्राथमिक विकल्पों में से एक के रूप में पहचाना। लेखकों ने उन स्थितियों के लिए कठोर फ्रेम की सिफारिश की, जिनमें लोचदार ऊर्ध्वाधर समर्थन की आवश्यकता होती है, जैसे कि वायडक्ट, कई लाभों पर प्रकाश डालते हुए:
उन्हीं लेखकों ने कठोर फ्रेम पुलों की कई सीमाओं पर ध्यान दिया:
हालांकि, उन्होंने दावा किया कि इन चुनौतियों को सक्षम इंजीनियरों द्वारा दूर किया जा सकता है।
जबकि पूर्व-तनाव वाली कंक्रीट तकनीक के आगमन ने कठोर फ्रेम पुलों की व्यापकता को कम कर दिया है, उनके डिजाइन सिद्धांत आधुनिक इंजीनियरिंग में प्रासंगिक बने हुए हैं। कंप्यूटर-एडेड डिजाइन और परिमित तत्व विश्लेषण ने तनाव वितरण और विरूपण पैटर्न के अधिक सटीक मूल्यांकन को सक्षम किया है, जिससे अनुकूलित संरचनात्मक डिजाइन की अनुमति मिलती है।
विशिष्ट अनुप्रयोगों में न्यूनतम डेक ऊंचाई की आवश्यकता होती है या जहां नींव की स्थिति अनुमति देती है, कठोर फ्रेम पुल एक प्रतिस्पर्धी समाधान प्रदान करना जारी रखते हैं। उनकी विरासत पुल इंजीनियरिंग के विकास में एक महत्वपूर्ण अध्याय के रूप में बनी हुई है, जो एकीकृत संरचनात्मक सोच के स्थायी मूल्य को प्रदर्शित करती है।
पुल, जो अलग-अलग जमीनों के बीच महत्वपूर्ण कड़ी के रूप में काम करते हैं, मानव इंजीनियरिंग की निरंतर प्रगति को दर्शाते हैं। पुल डिजाइन और निर्माण तकनीकों का विकास एक तकनीकी क्रांति का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें कठोर फ्रेम पुलों का उदय कंक्रीट पुल इंजीनियरिंग के इतिहास में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है। यह संरचनात्मक नवाचार न केवल पुलों के रूपों में बदल गया बल्कि उनके प्रदर्शन और लागत-प्रभावशीलता में भी वृद्धि हुई।
पुल इतिहासकार डेविड प्लॉडेन ने कठोर फ्रेम पुलों को 20वीं सदी की प्रबलित कंक्रीट इंजीनियरिंग में प्रमुख प्रगति में से एक बताया, जो बाद की पूर्व-तनाव वाली कंक्रीट तकनीक के समान महत्व का था। इस पुल के रूप का बीड़ा जर्मन और ब्राज़ीलियाई इंजीनियर एमिल एच. बॉमगार्ट ने उठाया था।
प्लॉडेन के रिकॉर्ड के अनुसार, अमेरिका का पहला कठोर फ्रेम पुल स्वेनबर्न अंडरपास था, जिसे वेस्टचेस्टर काउंटी के इंजीनियर आर्थर जी. हेडन ने 1922-1923 में ब्रोंक्स रिवर पार्कवे कमीशन के लिए डिज़ाइन किया था। यह संरचना हेडन द्वारा बनाए गए कई छोटे-स्पैन कठोर फ्रेम पुलों में से पहली बन गई।
पारंपरिक प्रबलित कंक्रीट पुलों के विपरीत, कठोर फ्रेम पुल अपनी अधिरचना और अधोसंरचना को एक सतत संपूर्ण में एकीकृत करते हैं। जैसा कि 1926 के इंजीनियरिंग न्यूज़-रिकॉर्ड संपादकीय में उल्लेख किया गया है, हेडन के डिज़ाइन पूर्ण संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं "फाउंडेशन से लेकर रेलिंग तक।"
पोर्टलैंड सीमेंट एसोसिएशन के 1933 के मैनुअल में बताया गया है कि कठोर फ्रेम संरचनाओं में, "समर्थन को कंक्रीट द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है जो एबटमेंट से डेक तक एकाश्म रूप से विस्तारित होता है, जिससे संरचना एक फ्रेम में बदल जाती है जिसमें कठोर कोने होते हैं।" एसोसिएशन ने देखा कि सतत कंक्रीट पुल आम तौर पर विकल्पों की तुलना में बनाने में सरल और अधिक किफायती थे।
पहचाने गए प्रमुख लाभों में शामिल हैं:
एसोसिएशन ने पाया कि ठोस-स्लैब कठोर फ्रेम पुल 70 फीट तक के स्पैन के लिए आर्थिक रूप से व्यवहार्य हैं, जबकि रिब्ड डेक संरचनाएं लंबे स्पैन के लिए बेहतर साबित हुईं। सितंबर 1933 तक, दुनिया का सबसे लंबा कठोर फ्रेम कंक्रीट पुल ब्राजील का हरवल ब्रिज था जिसका मुख्य स्पैन 224 फीट था।
1930 के दशक में आर्थर हेडन की "रिजिड फ्रेम ब्रिजेज" (1931) और हार्डी क्रॉस और न्यूलिन डोल्बेयर मॉर्गन की "कंटीन्यूअस फ्रेम्स ऑफ रीइन्फोर्स्ड कंक्रीट" (1932) जैसी प्रमुख कृतियों के माध्यम से कठोर फ्रेम पुल विश्लेषण में महत्वपूर्ण प्रगति देखी गई। इन ग्रंथों ने इस बात पर जोर दिया कि कठोर फ्रेम पुलों में सहायक सदस्य झुकने का प्रतिरोध कैसे प्रदान करते हैं, जो अधिरचना के साथ अभिन्न रूप से काम करते हैं।
विक्टर ब्राउन और कार्लटन कॉनर ने अपने 1931 के काम "लो कॉस्ट रोड्स एंड ब्रिजेज" में उल्लेख किया कि कंक्रीट कठोर फ्रेम पुलों में "महान अंतर्निहित शक्ति और कठोरता है जो उनकी सुरक्षा सुनिश्चित करती है", किसी भी अधिभार को संरचना के माध्यम से स्वचालित रूप से पुनर्वितरित किया जाता है जब तक कि संतुलन प्राप्त न हो जाए।
1939 तक, टेलर, थॉम्पसन और स्मुलस्की द्वारा लिखित आधिकारिक पाठ "रीइन्फोर्स्ड कंक्रीट ब्रिजेज" ने मल्टी-स्पैन कंक्रीट पुलों के लिए कठोर फ्रेम डिजाइन को चार प्राथमिक विकल्पों में से एक के रूप में पहचाना। लेखकों ने उन स्थितियों के लिए कठोर फ्रेम की सिफारिश की, जिनमें लोचदार ऊर्ध्वाधर समर्थन की आवश्यकता होती है, जैसे कि वायडक्ट, कई लाभों पर प्रकाश डालते हुए:
उन्हीं लेखकों ने कठोर फ्रेम पुलों की कई सीमाओं पर ध्यान दिया:
हालांकि, उन्होंने दावा किया कि इन चुनौतियों को सक्षम इंजीनियरों द्वारा दूर किया जा सकता है।
जबकि पूर्व-तनाव वाली कंक्रीट तकनीक के आगमन ने कठोर फ्रेम पुलों की व्यापकता को कम कर दिया है, उनके डिजाइन सिद्धांत आधुनिक इंजीनियरिंग में प्रासंगिक बने हुए हैं। कंप्यूटर-एडेड डिजाइन और परिमित तत्व विश्लेषण ने तनाव वितरण और विरूपण पैटर्न के अधिक सटीक मूल्यांकन को सक्षम किया है, जिससे अनुकूलित संरचनात्मक डिजाइन की अनुमति मिलती है।
विशिष्ट अनुप्रयोगों में न्यूनतम डेक ऊंचाई की आवश्यकता होती है या जहां नींव की स्थिति अनुमति देती है, कठोर फ्रेम पुल एक प्रतिस्पर्धी समाधान प्रदान करना जारी रखते हैं। उनकी विरासत पुल इंजीनियरिंग के विकास में एक महत्वपूर्ण अध्याय के रूप में बनी हुई है, जो एकीकृत संरचनात्मक सोच के स्थायी मूल्य को प्रदर्शित करती है।
