వంతెన
వంతెన (Bridge) వివిధ అవసరాల కోసం మనిషి నిర్మించిన కట్టడం. వంతెనను సంస్కృతంలో సేతువు అంటారు. వంతెనలు ఎక్కువగా నదులు, రహదారి, లోయలు మొదలైన భౌతికమైన అడ్డంకుల్ని అధిగమించడానికి నిర్దేశించినవి. రహదార్లను ఎంత బ్రహ్మాండంగా నిర్మించినా అవి నదుల దగ్గర ఠపీమని ఆగిపోతే ప్రయోజనముండదు. రోడ్లు ఎంత ముఖ్యమో వంతెనలు కూడా అంతే అవసరం.
మొట్టమొదట వంతెనలు పొడుగాటి చెట్లతో నిర్మించేవారు. రెండు గట్టుల మీద చివరలు ఆనుకొని ఉండేలా చెట్లను కాలువకు అడ్డంగా వేసి, ఈ ఏర్పాటును వంతెనగా ఉపయోగించేవారు. క్రీ.పూ. 450 ప్రాంతంలో బల్ల కట్టుతో తాత్కాలిక వంతెనలు ఏర్పరచి వాటికి ఊతగా పడవలను వాడేవారు. కాలువ మధ్యలో రెండు, మూడు చోట్ల రాతి స్తంభాలను కట్టి వాటిపై దూలాలను పరచి వంతెనగా వాడటం తరువాత ప్రారంభమైంది. ఇలాంటి వంతెనని బాబిలాన్ లో యూఫ్రటిస్ నదికి అడ్డంగా నిర్మించారని ప్రతీతి. ప్రాచీన చైనాలో అనేక నదులకు అడ్డంగా తాళ్ళ వంతెనలు నిర్మించారు. ఇందులో పొడుగాటి వేదికను తాళ్ళతో గానీ, గొలుసుతో గానీ వేలాడదీస్తారు. 200 అడుగుల పొడవు గల ఇలాంటి వంతెనలు పెరూ దేశంలోని 'ఇంకా' సామ్రాజ్యంలో కూడా వాడుకలో ఉండేవి.
రోమనులు రోడ్లు వేయటంతో బాటు వంతెన నిర్మాణాలు కూడా చేశారు. వారు నిర్మించిన కట్టడాలూ, సొరంగాలూ ఇప్పటికీ ఉన్నాయి. క్రీ.శ.100 ప్రాంతంలో డాన్యూబ్ నదికి 150 అడుగుల ఎత్తుగల స్తంభాలపై కొత్త కమానులతో వంతెనను నిర్మించారు. ఈ కమానులు అర్థవృత్తాకారంగా ఉండేవి. రోమను సామ్రాజ్యం అంతరించిన తర్వాత వెయ్యి సంవత్సరాల వరకు వంతెన నిర్మాణం ఐరోపా ఖండంలో దాదాపు జరగలేదు. 12 వ శతాబ్దంలో మాత్రం అక్కడక్కడ కొన్ని ముఖ్యమైన వంతెనలు నిర్మించబడి ఉండవచ్చు గానీ, పదవ శతాబ్దం నాటికి ఒక కొయ్య వంతెన మాత్రమే మిగిలింది. ఇది కూడా తుఫానులో ధ్వంసమైంది. దీని తర్వాత కట్టిన మరో వంతెన కూలిపోయింది. పీటర్ డీకోల్ చర్చ్ అనే మత గురువు 1176 లో రాతి వంతెన నిర్మించటం ప్రారంభించి, 1209 లో పూర్తి చేశాడు. 900 అడుగుల పొడవు, 19 కమానులు కలిగిన ఈ వంతెన కింద ఓడలు సులభంగా పోగలుగుతుండేవి. తరచుగా ప్రకృతి వైపరీత్యాల వల్ల దెబ్బ తిన్నప్పటికీ, ఈ వంతెన సుమారు ఆరు శతాబ్దాల కాలం మన గలిగింది. 1750 లో వెస్ట్ మినిస్టర్ వంతెన నిర్మాణమయ్యేంత వరకు ఇది లండను లోని ఏకైక వంతెనగా ఉండేది.
వంతెన నిర్మాణ కళ ఇటలీలో పునరుద్ధరించబడింది. వెనిసు నగరంలోని కాలువలపై నిర్మించబడిన అనేక చిన్న చిన్న వంతెనలు అందంగానూ, చూడ ముచ్చటగానూ ఉండేవి. అయినా సాంకేతిక నైపుణ్యంలో అడ్డానదిపై ట్రెజూ వద్ద నిర్మించిన వంతెన వీటన్నిటి కంటే ఉత్తమమైనది. ఈ వంతెన 240 అడుగుల పొడవు కల ఒకే కమాను కలిగి ఉండి, 70 అడుగుల ఎత్తులో ఉండేది. దీనిని 14 వ శతాబ్దంలో నిర్మించారు. నిర్మించిన యాభై యేళ్ల లోపుగానే ట్రెజూ కోట ముట్టడి సందర్భంగా ఇది ధ్వంసం చేయబడింది. ఇంచుమించు ఇదే కాలంలో వెరోనా వద్ద నిర్మించబడ్డ మరో వంతెన 1945 లో ఇటలీ నుంచి జర్మనీ సేన ఉపసంహరణ సందర్భంగా కసితో నాశనం చేయబడింది. కానీ కొన్నాళ్ళకే దీన్ని మళ్ళీ కట్టారు.
ఆధునిక వంతెనల నిర్మాణంలో వివిధ బలాల కలయికకు సంబంధించిన పరిజ్ఞానం అవసరం. దీన్ని గురించి వివరంగా చర్చించే భౌతిక శాస్త్ర విభాగాన్ని స్థితి శాస్త్రం అంటారు. 15,16 శతాబ్దాల్లో లియొనార్డో డావిన్సీ చేసిన కృషి ఆధునిక వంతెనల నిర్మాణానికి ఆధారభూతంగా ఉంటోంది. 18 వ శతాబ్దం చివరి భాగంలో వంతెన నిర్మాణానికి ఇనుమును పెద్ద ఎత్తున ఉపయోగించటం ప్రారంభించటమైనది. పోత ఇనుముతో నిర్మించబడిన మొదటి వంతెన ఇంగ్లండులో 1770 ప్రాంతంలో తయారయింది. కొన్ని దశాబ్దాల తరువాత జర్మనీ, ఫ్రాన్స్ దేశాలు ఇంగ్లండును అనుకరించాయి. తరువాతి దశలో ఇనుప మోకుల (cables) తో గానీ, గొలుసులతో గానీ వేలాడే వంతెనలను అమెరికాలో నిర్మించటం జరిగింది. మెస చూసెట్స్ లో 240 అడుగుల పొడవుతో ఇలాంటి వంతెనను 1809 లో నిర్మించారు. దీనిని ఇప్పటికీ చూడవచ్చు. సాంకేతిక పరిజ్ఞానం పెరిగే కొద్దీ, ఎక్కువ పొడవు గల వంతెనల నిర్మాణం చురుకుగా సాగింది. క్రమేణా స్విట్జర్లాండులో దాదాపు 900 అడుగుల పొడవుతో వేలాడే వంతెనను నిర్మించటం సాధ్యమైంది.
వేలాడే వంతెనలపై పనిచేసే బలాలను లెక్కించటం, నిర్మాణ పదార్థాల దృఢత్వాన్ని పరీక్షించటం ఇతర నమూనాల కంటే కచ్చితంగా చేయవచ్చు. కాబట్టి 19, 20 శతాబ్దాల్లో ఈ రకం వంతెనలు విస్తృతంగా నిర్మించబడ్డాయి. ఉదాహరణకు, ఏదైనా వేదికను వేలాడదీయటానికి సాగదీసిన తీగలు సమర్థవంతంగా పనిచేస్తాయని ప్రయోగాల్లో తెలిసింది. ఈ కారణంగానే అనేక వేల పోగులు (Strands) గల ఉక్కు మోకులను వేలాడే వంతెనల నిర్మాణంలో ఉపయోగిస్తున్నారు. ఫిలడెల్ఫియా-కాండెన్ రహదారిలో 1926 లో నిర్మించిన వంతెన 1750 అడుగుల పొడవుతో ఉంది. 18,666 తీగ పోగులను కలిగి 30 అంగుళాల వ్యాసం గల రెండు మోకులతో ఈ వంతెనను వ్రేలాడదీశారు. న్యూయార్క్ వద్ద ఈస్ట్ నదిపై ఇలాంటి వంతెనలు మరో మూడు ఉన్నాయి. వీటిలో శాన్‌ఫ్రాన్సిస్కో వద్ద నిర్మించిన వంతెన మూడు భాగాలుగా ఉంది. మధ్య భాగం పొడవు 4,200 అడుగులు, ఇరుప్రక్కలా ఒక్కొక్క భాగం 1,100 అడుగులు కలిగి ఉన్నాయి.
మూడు డచ్చి ద్వీపాలను కలుపుతూ ఐరోపా ఖండంలో నిర్మించబడిన వంతెన దాదాపు మూడు మైళ్ళ పొడవుతో ఉంది. అత్యంత మనోహరమైన ఈ వంతెన నిర్మాణం 1965 లో పూర్తి అయింది. స్కాట్లండులో 500 అడుగుల ఎత్తు గల ఉక్కు స్తంభాలపై నిర్మించిన వంతెనను రెండు మోకులతో వేలాడదీశారు. ఒక్కొక్క మోకు రెండడుగుల మందాన్ని కలిగి 11,618 ఉక్కు పోగులతో చేయబడింది. ఈ వంతెన పొడవు సుమారు ఒకటిన్నర మైళ్లు ఉంటుంది.
కాంటిలీవర్ పద్ధతిలో కొన్ని వంతెనలు తయారయ్యాయి. దృఢంగా ఉండే స్తంభానికి లంబంగా వంతెన భాగం ముందుకు చొచ్చుకొని వచ్చేలా దీన్ని నిర్మిస్తారు. వంతెన కింది భాగంలో మరే ఆధారమూ ఉండదు. ప్రాచీన చైనాలో ఇలాంటి మొరటు నమూనాలు ఉండేవి. 19 వ శతాబ్దం ప్రారంభ కాలంలో చేత ఇనుముతో పనిముట్ల తయారీ బాగా అభివృద్ధి చెందినప్పుడు ఇనుప దూలాలతో వంతెనలు నిర్మించబడేవి. మెనాయ్ జలసంధి మీద బ్రిటానియా వంతెనను ఈ పద్ధతిలోనే నిర్మించారు. ఇలాంటి వంతెనలు చూడటానికి అందంగా ఉండవు. కమాను వంతెనలైతే చూడ ముచ్చటగా ఉంటాయి. కాబట్టి పురాతన కాలం నుంచీ కూడా ఇంజనీర్లకు వీటిపై మోజు ఎక్కువ. మొదట్లో వంతెనకు సంబంధించిన స్తంభాలను రాతితో గానీ, ఇటుకతో గానీ కట్టేవారు. 18 వ శతాబ్దం చివరి భాగం నుంచి ఇనుమును, ఉక్కును వాడటం ప్రారంభించారు. ఇలాంటి వంతెనలు జర్మనీ, నార్వే, స్వీడను దేశాల్లో ఉన్నాయి. 1963 లో చెనపీక్ అఖాతానికి అడ్డంగా వర్జీనియాలో 17.5 మైళ్ళ పొడవు గల వంతెనను నిర్మించటం జరిగింది. ఇక్కడ ఉపయోగించిన ఉక్కు చట్రం పొడవు 12 మైళ్లు. దీని కింద పెద్ద ఓడలు వెళ్ళ టానికి కూడా వీలు కలగజేశారు.
మధ్య యుగాల్లో వంతెన నిర్మాణాన్ని ధర్మకార్యంగా భావించేవారు. కానీ నేడు అదొక సాంకేతిక, కళాత్మక కార్యంగానూ, మూల భూతమైన సామాజిక అవసరాన్ని తీర్చే సాధనంగానూ పరిణమించింది. వంతెన రూపు రేఖలు ఎలా ఉండాలో, ఏ పదార్థాలతో దాన్ని నిర్మించాలో నిర్ణయించే ముందు ఆ వంతెనను ఉపయోగించబోయే ప్రజల అవసరాల్ని ఇంజనీర్లు పరిగణించాల్సి ఉంటుంది. పైగా, అది చూడటానికి అందంగా కూడా ఉండాలి. అయితే ఈ అందాన్ని నిర్ణయించటానికి నిర్ణీత నియమాలంటూ ఏవీ లేవు. ఇంతే కాకుండా వంతెనపై ఏ రకమైన రవాణా ఉంటుందో, ఎంత ఉంటుందో, ఓడలు, రైళ్ళు, ఇతర వాహనాలు వెళ్లటానికి వీలు కల్పించాలో లేదో - ఇలాంటి విషయాలన్నిటినీ క్షుణ్ణంగా పరిశీలించాలి. నిర్మాణ పదార్థాలు కొయ్య, రాయి, ఇటుక, ఉక్కు, తేలిక లోహ మిశ్రమం లేదా కాంక్రీట్ ఉండవచ్చు. కడపటి మూడు పదార్థాలను, అందులోనూ విస్తృతంగా పరిశీలించి వంతెన నిర్మాణానికి పూనుకోవాలి. ఇలా చేసినప్పుడే అది సమర్థవంతంగా చౌకగానూ, అందంగాను ఉంటుంది.
సహజ వంతెన అనేది రాక్‌బ్రిడ్జ్ కౌంటీ, వర్జీనియాలో ఉన్న ఒక భూవిజ్ఞాన శాస్త్ర సంబంధ నిర్మాణం.
కేవలం ఇనుమును మాత్రమే ఉపయోగించి నిర్మించబడే వంతెనలు. భారతదేశములో ఇలాంటివి ఎక్కువగా బ్రిటిషు వారి కాలములో నిర్మించబడ్డాయి. ఇనుప కమ్ములు, ఇనుప దూలాలను వినియోగించి నిర్మించిన ఇలాంటి వంతెనలు ఇప్పటికీ చెక్కుచెదరక నిలిచి ఉన్నాయి.
కాంక్రీటును ఇనుప చట్రాలలో పోసి తయారుచేసే పలకలతో, స్తంభాలతో నిర్మించే వంతెనలు కాంక్రీటు వంతెనలు. ప్రస్తుతము కట్టబడుతున్న అన్ని వంతెనలు ఇంచుమించు ఇలాంటివే. ఇవి ఎంతో పటిష్ఠంగా ఉండటంతోపాటు ఎక్కువ జీవితకాలాన్ని కలిగిఉంటాయి.
తాళ్ళతోనూ, వెదురు బద్దలతోను నిర్మించబడేవి తాళ్ళ వంతెనలు. అడవులలో చిన్నచిన్న లోయలను కలుపుటకు, తాత్కాలిక వంతెనలు అవసరమయినపుడు వీటిని ఉపయోగిస్తారు. శాస్త్ర సాంకేతిక రంగాలు అభిబృద్ధి చెందని రోజుల్లో ఎక్కువగా ఈ తాళ్ళ వంతెనలే నిర్మించబడేవి. ప్రస్తుతము పర్యాటక ప్రదేశాల్లో పర్యాటకులను ఆకర్షించుటకు వీటిని నిర్మిస్తున్నారు.
పూర్తిగా చెక్కతో నిర్మితమయ్యే వంతెనలు చెక్క వంతెనలు. కలపను చెక్కలుగా కోసి వాటిని మేకులు లేదా తాళ్ళతో అతికించి నిర్మిస్తారు. ఇవి తాళ్ళ వంతెనల కన్నా ఎక్కువ జీవిత కాలాన్ని కలిగి ఉంటాయి.