Kas 122012
 
Halat Destekli Köprü


İnsanlar Jiaozhou Körfezi gibi engellerin üzerinden geçmek için yapılar inşaa etmeye çok uzun bir süre önce başladı. 42,5 Km’lik bir köprü şu anda Çin’deki yoğun  bir liman kenti olan Quingdao’yu Huangdou kentine bağlıyor ve şu anda yeryüzündeki en uzun köprü ünvanını taşıyor.

Metaller, taşlar, kereste işlendi, meyve ve sebzeler yetişti ve şimdi bunları ihtiyaç duyan insanların bulunduğu yerlere ulaştırmak gerekir. Bunun için de yoğun şekilde köprülere ihtiyaç duyulur.

Her ne kadar bir derenin üzerine bir ağaç koymak kadar basit bir konsepti olsa da, köprü tasarımı ve inşaası pek çok ciddi yetenek ve bilgi gerektirir. Tasarımcılar, mimarlar ve mühendisler köprü inşaatlarında çok miktarda kaynak kullanırlar ve yaşadığımız yerin çehresini değiştirirler.

Günümüzde artık Yunanistan’daki 3000 yıllık antik Arkadiko köprüsünden Hindistan’daki birbirine örülmüş ağaçların oluşturduğu 500 yıllık Meghalaya köprüsüne ( bu köprüye yine döneceğiz) kadar pek çok köprünün bulunduğu bir köprüler gezegeninde yaşıyoruz diyebiliriz. Şimdiye kadar üzerlerine kuruldukları derin vadilere ve nehirlere yıkılarak gömülmüş sayısız köprü bulunmaktadır ve insanlar daha köprü yapma konusunda giderek artan bir istek duymaktadır.

Bu yazıda üzerlerinden araçlarımızla ve trenlerle geçtiğimiz ya da sadece yürüdüğümüz köprülere daha yakından bakacağız. Köprü yapımının mühendisliğinin temellerini inceleyeceğiz ve köprüler üzerinde etkili olan ve inşaa edilen köprüleri yıkmak için sürekli çabalayan farklı doğal kuvvetleri tanımaya çalışacağız.

Aşağıdaki bağlantılar ile alt başlıklara hızlı bir şekilde erişebilirsiniz:

Jiaozhou Bay Bridge – Jiaozhou Körfezi Köprüsü Dünyanın En Uzun Köprüsüdür

KÖPRÜ TASARIMININ TEMELLERİ

Eğer bir köprü yapmaya niyetlenirseniz, kirişler, kemerler, payandalar ve askılar hakkında bir şeyler öğrenmeniz iyi olacaktır. Bu teknolojilerin farklı kombinasyonları basit kiriş köprülerden kemer köprülere, çatkılı köprülerden asma köprülere kadar çok sayıda farklı köprü tasarımına olanak sağlamaktadır. 21. yy’ın tüm gelişmişliğine rağmen asma köprüler halen iki yüzyıl önce kullanılan temel teknikle yapılmaktadır.

Temel köprü türleri arasındaki farklılık iki uç arasında köprüyü zemine bağlayıp destekleyen/taşıyan ayaklar arasındaki mesafedir. Köprüyü direkler, sütunlar, kuleler ve hatta bir kanyonun doğal duvarları taşıyabilir.

Modern kirişli köprülerde destekler arasındaki mesafe 60 metreye kadar olabilirken, modern kemer köprülerde bu mesafe 240-300 metrelere kadar yükselebilir. Asma köprüler ise 610-2,134 metre gibi çok daha büyük uzunluklarda mesafeler üzerinden geçebilir.

Yapısal tekniği ne olursa olsun tüm köprüler birazdan söz edeceğimiz iki temel kuvvet altında sapasağlam durmalı ve uzun süre dayanmalıdır.

Yunanistandaki Arkadiko Köprüsü

BASMA VE ÇEKME : TÜM KÖPRÜLERİN AŞİNA OLDUĞU İKİ KUVVET

Bir kemer köprünün kirişli köprüden daha uzun olabilmesini, ya da bir asma köprünün bir kemer köprüden yedi kat daha uzun olabilmesini mümkün kılan şey nedir?  Bu sorunun cevabı bu köprülerin basma ve çekme gerilmelerine nasıl karşı koyduklarında saklıdır.

ÇEKME: Bir halat çekme yarışında olan nedir? Karşı iki takım halatı çektikçe halat üzerinde halatı zorlayan bir gerilme oluşur. Bu kuvvet köprüler üzerinde de oluşur ( tüm köprülerde ) ve çekme gerilmesi adını alır ( tensional stress).

BASMA: Bir yayın üzerine bastırdığınızda ve bıraktığınızda olan nedir? Evet, yayın üzerine bastırdığınızda onu sıkıştırırsınız, halkalar arası mesafe azalır ve boyu kısalır. Basma gerilmesi tahmin edebileceğiniz gibi çekmenin karşıtıdır. Çekme gerilmesinde olduğu gibi tüm köprülerde etkilidir.

Basma ve çekme gerilmeleri köprülerin uzunlukları, köprü için seçilecek inşaa tekniğive yapısı, kullanılacak malzemelerin niteliği ve köprü ömrü üzerinde tahmin edebileceğinizden çok daha fazla etkiye sahiptir. Mühendislerin hesaplamalarında yıkıcı etkilerini bertaraf etmeye çalıştığı temel iki gerilme basma ve çekme gerilmeleridir ve köprünün boyundan taşıyabileceği maksimum yüke kadar tüm sınırlamaları bu iki gerilme belirler.

Basma ve Çekme Gerilmeleri

Basma gerilmesine maruz kalan cisimler eğilmeye zorlanır. Aralarında belli bir boşluk olan kalın iki kitap arasında koyacağınız bir cetvelin ortasına elinizle bastırdığınızda bunu görebilirsiniz. Cetvelin bastırdığınız bölümü bir yaya çizecek şekilde aşağı doğru iner ve cetvelin doğruluğu geçici olarak bozulur. Çekme gerilmesi ise cisimlerinin boylarının uzamasına neden olur. Çiğnediğiniz  bir sakızı iki ucundan tutup çektiğinizde göreceğiniz gibi. Uzama sakız çok incelip kopana kadar devam eder. Özellikle katı cisimler bu iki kuvvete de karşı koyar ve şekillerini korumaya çalışır. Buna cisimlerin mukavemeti denir.

Bu tür kuvvetlere karşı koyabilmenin en kolay iki yolu, kuvveti geniş bir alana yayarak etkisini azaltmak ya da bir başka yere transfer etmektir. Köprülerde her iki teknik de kullanılır. Kuvveti dağıtmada tasarımın kuvveti bir nokta üzerinde yoğunlaştırmaktansa geniş bir alan üzerine etkimesini sağlar. Örnek olarak ucu kör bir çiviyi duvar çakmakta zorlandığınız halde ucu  sivri bir çiviyi kolayca çakabilmenizi verebiliriz. Küçük bir alanda yoğunlaşan kuvvetin yıkıcı etkisi büyük olur ve köprüyü oluşturan elemanlar üzerinde kuvvetlerin yoğunlaştığı alanlar olursa sonuç bir felaket olabilir.

Kuvvetin transferinde ise mukavemeti daha düşük olan  bir bölgeden kuvvet mukavemeti daha yüksek olan bir başka bölgeye aktarılır. Böylece kuvvetlerin yıkıcı etkisi ile daha  dayanıklı bölgelerin savaşması sağlanır. Köprüler her iki yöntemi de değişik şekillerde uygular.

KİRİŞLİ KÖPRÜLER

KİRİŞLİ KÖPRÜ ÖRNEĞİ VE KİRİŞLERİ

Başka hiçbir köprü yapım tekniği bu kadar basit değildir. Kirişli köprü inşaatı için gerekli olan tek şey köprüye destek olacak iki dikey sütundur.  Sütunlar köprünün ve üzerinde akan trafiğin ağırlığını taşır.

Ancak kirişli köprüler bu ağırlığı taşırken hem çekme hem de basma gerilmesine maruz kalmaktadır. Bu kuvvetleri anlamak için basit bir modelleme yapalım. Daha önce kitaplar arasına yerleştirdiğimiz cetvel örneğini ele alalım. Cetvel üzerine ağırca bir cisim koyduğumuzda cetvelin eğildiğini gözlemleriz. Bu sırada cetvelin üst yüzeyi basma gerilmesi altında eğilmektedir. Ancak cetvelin alt yüzeyinde basma değil çekme gerilmesi etkili olur.

Kirişli köprülerin sütunlarında ağırlığı taşımak için beton ya da çelik kullanılmaktadır. Sütunun boyutları köprünün uzunluğu ve taşıyabileceği yük üzerinde belirleyicidir. Sütunların yüksekliğini artırmak gerilmeyi dağıtacak daha çok malzemeye sahip olmamızı sağlar ancak sütunların kuvvet etkisinde şekil değiştirmesini kolaylaştırır. Uzun bir çubuğu eğmek kısa bir çubuğu eğmekten daha kolaydır. Bu nedenle sütunların yüksekliği arttıkça mühendisler sütunları destekleyecek bir kafes ya da payanda kullanabilir. Sütunlar baskı altında kaldığında payandalar ( destekler ) sütunların üzerindeki gerilmenin bir bölümünü karşılar.

Destekleyici payandalara ve kafeslere rağmen, kiriş köprüler ancak çok sınırlı bir mesafe için uygundur. Uzun mesafelerde kirişli köprü yapılmak istenirse kullanılacak desteklerin ( payandalar ) köprünün kendi ağırlığını taşıyamayacağı bir noktaya gelinir. Bu tür köprülere şehiriçi yollarda sıkça rastlanmaktadır.

KAFESLİ KÖPRÜLER : DESTEKLENMİŞ SÜTUN KÖPRÜLER

SYDNEY HARBOUR BRIDGE KAFES SİSTEMİNE SAHİPTİR

Dünya üzerinde bugün onlarca farklı türde standart kirişli köprü varyasyonu bulunmaktadır. Tasarımda görülen en temel farklılık ise kullanılan kafesin yapısıdır.

Sanayi devriminin ilk zamanlarında kirişli köprü inşaatı hızlı bir şekilde gelişmiştir. Mühendisler çok çeşitli  kafes tasarımı ortaya koymuş ve mükemmele ulaşmak için telaşlı bir çaba içinde olmuşlardır. Mühendislerin çabası boşa gitmiş değildir. Ahşap köprüler yerini kısa sürede demir ve demir-ahşap kombinasyonu köprülere bırakmıştır.

Tüm bu kafes bileşenleri aynı zamanda kirişli köprü yapımında da kullanılıyordu ( halen de kullanılmaktadır -ahşap genelde dekoratif amaçlı ). Bazı kafesler köprünün üst kısmında yer alırken bazıları köprünün üst yüzeyinin altında bulunuyordu.

Herhangi bir uzunluğa sahip bir kiriş hem basma hem de çekme gerilmesi altındadır. Hatta üzerinde yük olmasa bile kendi ağırlığının etkisiyle bu gerilmeler oluşur. Kirişin en üst yüzeyi en yüksek basmaya, alt yüzeyi ise en büyük çekmeye maruz kalmaktadır. Kirişin orta kısmında bu kuvvetler küçülür hatta bir çizgide basma ve çekme birbirini nötürler. Bu nedenle üst ve alt yüzeylerde gerilmeleri karşılayacak daha çok malzeme sağlayan I profil yoğun şekilde kullanılmaktadır.

Bir kafes sistemi kuvvetleri kafes boyunca dağıttığı için tek bir kirişten çok daha yüksek bir mukavemete sahiptir. Köprülerde kullanılan kafes sistemlere uzaktan bakıldığında çok sayıda üçgen görülmektedir. Üçgen yapı oldukça rijit bir yapı sağlamakta ve kuvvetleri daha geniş bir alana daha iyi taşımaktadır.

Sanayi devrimi süresince kafesli köprüler yoğun bir şekilde yapılmış olsa da, kemer köprülerin tarihi çok daha öncelere uzanmaktadır. Kılıçlarınızı kuşanın ve yelkenlerinizi açın, çünkü orta çağa ve daha eski çağlara  gidiyoruz.

KEMER KÖPRÜLER

TARİHİ MOSTAR KÖPRÜSÜ BİR KEMER KÖPRÜDÜR

2000 yıldan daha uzun süredir mimaride kullanılmakta olan kemerler günümüzde de köprü tasarımlarında vazgeçilmez olmaya devam etmektedir. Çünkü kemerin yarı dairesel yapısı çok iyi şekilde üzerine gelen baskıyı bütün yapıya dağıtır ve ağırlığı her iki desteğine eşit şekilde aktarır.

Kemer köprülerde çekme gerilmesi özellikle ihmal edilecek seviyededir. Kemerin kavisli yapısı sayesinde köprünün alt kısmında oluşacak olan çekme gerilmesi çok iyi dağıtılır ve etkisi düşürülür. Ancak kirişler ve kafesler gibi, devasa kemerler de fiziksel kuvvetlere sonsuza kadar dayanamazlar. Daha büyük kavisler köprünün alt kısmında oluşan çekme gerilmesinin büyümesine yol açar ve sonunda köprünün tasarımının doğal olarak sağladığı avantajlar yetersiz kalır.

Kemer köprülerde çok çeşitli görsel çeşitlilik olmasına karşın temel yapıda bir değişiklik bulunmamaktadır. Roman, Barok ve Rönesans kemerlerinde mimari açıdan farklı olsalar da, ana yapı olarak aynı temele sahiptirler. Mimar Sinan’ın meşhur kemer köprüleri için de aynı şey geçerlidir.

Taş malzeme kullanılmış kemerlerde harç kullanımına dahi gerek olmayabilir ve çok uzun ömürlü olabilirler. Roma döneminde yapılmış olan kemer köprüler ve su kemerleri halen daha günümüzde ayakta durmaktadır ve  bazıları kullanılabilir durumdadır. Kemer köprü inşaatının püf noktası kemeri oluşturmaktır. Her iki uçtan başlayan inşaatta orta noktada kemer birleşene kadar bir bütünlük oluşmamaktadır. Bu nedenle kemer orta noktada birleşene kadar inşaatı destekleyecek harici bir iskelete ihtiyaç vardır.

Çelik ve öngerilmeli beton gibi modern malzemeler bizlere bugün Romalıların yaptıklarından çok daha büyük kemerler yapabilme olanağı sağlamıştır. Modern kemerler 61 ila 244 metre arasında uzunluğa sahip olabilir ( West Virginia’daki New River Gorge Köprüsü üzerinde bulunan kemer köprü 518 metre boyundadır.)

ASMA KÖPRÜLER

Golden Gate Bir Asma Köprüdür ( Burada rezonansa karşı kafes sistemi de net bir şekilde görülüyor )

Adından da anlaşılacağı gibi, Boğaz Köprüsü ve Fatih Sultan Mehmet Köprüsü gibi asma köprüler iki kule arasında yer alan ve kablolar, halatlar ve/veya zincirlerle asılmış köprülerdir. Köprü üzerinde oluşan basma kuvveti çelik halatlar yardımıyla kulelere iletilir ve kuleler bu kuvvetin çok büyük bir bölümünü taşıyarak toprağa iletir.

Taşıyıcı halatlar çekme gerilmelerini de taşımaktadır. Bu halatlar yatay olarak köprü ve ankorajalar arsına sıralanmıştır. Ankorajaların zemine bağlantı noktalarında genellikle ser taş ya da masif beton kullanılır. Çekme gerilmesi bu bağlantı noktalarından toprağa iletilir.

İlave asma köprülerde köprü altında desteleyici bir kafes sistemi bulunur. Bu kafes köprüyü dengeler, eğilme ve dalgalanmaya olan eğilimini düşürür. Asma köprüler rahatlıkla 2000 m ve üzerinde uzunluğa sahip olabilir. Ancak kullanılan malzemelerin yüksen niteliği, inşaat sürecinin zorlu oluşu ve tasarımın karmaşıklığı nedeniyle çok yüksek bir maliyetleri vardır. Bu nedenle genellikle kısa mesafelerde diğer köprü türleri tercih edilmektedir.

Her asma köprü çelikten bir modern mühendislik harikası değildir. Aslında ilk örnekleri eğrilmiş liften yapılmıştır. İspanyol kaşifler 1532 yılında Peru’ya geldiklerinde Incan İmparatorluğu tarafından yapılmış ve ülkeyi birbirine bağlayan ve 46 m uzunluğa ulaşabilen derin vadiler üzerine kurulmuş yüzlerce asma köprü ile karşılaştılar. Diğer yandan doğu ( burada Avrupa ) ilk asma köprüyü bundan yaklaşık 300 yıl sonra görebilmiştir ( Kaynak : FOER).

Elbette eğrilmiş bitkisel liflerden ( halat ) yapılmış köprülerin ömrü o kadar uzun değildi ve sürekli yenilenmesi gerekiyordu.Günümüzde And dağlarında boyu 27 m olan bu tür tek bir köprü bulunmaktadır.

HALAT DESTEKLİ KÖPRÜLER

Halat Destekli Köprü

İlk bakışta halat destekli köprüler asma köprüler gibi görünürler ancak benzer kuleleri ve asılı duran yolun sizleri kandırmasına izin vermeyin. Halat destekli köprüleri asma köprülerden ayıran en önemli farklılık ankoraja ve iki kuleye ihtiyaç duymamalarıdır. Bunun yherine yola bağlı halatlar tüm ağırlığı taşıyan tek bir kuleye bağlıdır. Kule basma kuvvetini absorbe etmekle ve taşımak durumundadır. Halatlar yola çeşitli şekillerde bağlanır. Örnek olarak radyal, paralel vb.

Mühendisler halat destekli köprüleri ikinci dünya savaşından sonra yapmaya başladılar ancak temelleri 16. yy da yaşamış Hırvat mucit Faust Vrancic’e aittir. Gökbilimci Tycho Brache ve Johannes Keppler ile aynı çağda yaşamış olan Vrancic, halat destekli köprünün ilk örneğine kitabı Machinae Novae’de yer vermiştir.

Bugün halat destekli köprüler asmak köprülerin avantajlarını çok daha düşük bir maliyetle sağladığı için yoğun olarak tercih edilmektedir ve 850 m’den uzun olanları vardır. Daha az çelik halat gerektirirler, daha hızlı inşaa edilirler ve hazır dökülmüş daha çok beton blok içerirler.

Bütün köprüler bol miktarda çelik ve betona ihtiyaç duymazlar. Bazen uzun bir ya da iki ağaç da aynı işi görebilir.

CANLI KÖPRÜLER

Meghalaya-Hindistan Canlı Köprüler

İlk köprüler kuşkusuz yarıklar üzerine devrilmiş tomruklardan oluşmaktaydı ancak insanlığın günümüze miras olarak bıraktığı tüm köprüler yapay olarak çeşitli malzemelerden yapılmış yapılardır. Ancak bunun en büyük istisnasını Hindistan’ın Meghalaya bölgesinde görmek mümkündür.

Muson mevsiminde bu bölgede yaşayanlar dünyadaki en ıslak koşullardan birine maruz kalırlar ve yükselen sular bölgeyi birbirinden izole edilmiş adacıklara böler. Örülmüş kütüklerden ya da yontulmuş tahtalardan bir köprü yaptığınızda yağmur ormanını nemi kısa sürede bunu çürüterek gübreye dönüştürür. Fotoğrafta da gördüğünüz gibi, yerel halk buna daha gelişmiş ve başarılı bir çözüm bulmuştur. Köprülerini doğal bitkilerden yetiştiriyorlar. Bu sayede köprünün yenilenme işinin büyük bir bölümün yine köprünün kendine bırakıyorlar.

Canlı bir köprü yapmak kuşkusuz sabır gerektiren bir iş. Yerel köylüler yapacakları köprüleri on yıl ya da daha önceden planlıyorlar. Khasis halkı kök yönlendirmeli bir sistem kullanıyor. İçi boş betel ağacı kütüklerini incir ağacı köklerini istedikleri yer yönlendirmekte kullanıyorlar. Basitçe kökleri bir yarık ya da nehrin üzerinden geçecek şekilde yönlendiriyorlar ve köklerin toprakla diğer tarafta buluşmasına izin veriyorlar. Bu şekilde yapılan en büyük köprü 30 m boyunda ve 50 kişinin ağırlığını kaldırabiliyor ve 500 yıl kadar hayatta kalabiliyor. (Kaynak : Merchant)

Köprüler yaya ve taşıt trafiğinden doğan kuvvetlerden çok daha fazlasına maruz kalmaktadır. Şimdi bu kuvvetleri inceleyelim.

KÖPRÜLERDE ETKİLİ DİĞER KUVVETLER : BURULMA VE KAYMA

Şimdiye kadar köprüler üzerinde etkili olan iki kuvvetten söz ettik: basma ve çekme. Ancak köprüler üzerinde onlarca farklı kuvvet etkilidir. Bu kuvvetlerin, gerilmelerin büyük bölümü genellikle dizaynın belli özel bölgelerinde etkili olurlar.


KÖPRÜLERDE BURULMA GERİLMESİ: Burulma özellikle asma köprülerin tasarımında dikkat edilmesi gereken bir gerilmedir. Burulma asma köprülerde özellikle şiddetli rüzgar olduğu zamanlarda etkili olur ve köprüyü dönmeye ve kıvrılmaya zorlar. Kemer köprüler ve kiriş köprülerde tasarım köprünün bu gerilmenin etkisinden korunmasını sağlar.  Asma köprülerde ise mühendisler burulma gerilmesinin etkisini daha önce de sözünü ettiğimiz kafes sistemi ile çözmüşlerdir.

Çok uzun asma köprülerde kafes sistemi tek başına yeterli olmayabilir. Mühendisler bu tür köprülerin modellerini yapımdan önce rüzgar tünellerinde test ederler. Rüzgar  tüneli testlerinde elde ettikleri verilerle aerodinamik kafes yapıları ve diagonal askılı halatlar kullanarak burulmanın etkisini azaltma yolunu kullanırlar.


KÖPRÜLERDE KAYMA GERİLMESİ : Kayma gerilmesi birbirine sıkıca bağlanmış elemanlar üzerinde zıt yönlü kuvvetlerin etkisi altında oluşur. Kayma gerilmesi cisimleri ortadan ikiye kesilmeye zorlar. Futbolda  kale direğine çarpan top, yere gömülü olan kale direklerinde kayma gerilmesine yol açar. Aslında burada eğilme gerilmesi de meydana gelmektedir ve kale direği bu iki gerilmenin bileşiminden etkilenmektedir. Bir kağıdı makasla keserken makasın kağıdı kesmesini sağlayan kuvvet de kayma gerilmesidir. Köprülerde kayma gerilmesi bağlantı elemanları ve bağlantı noktaları üzerinde özellikle etkili olur.

KÖPRÜLERDE REZONANS

Rezonansı anlamak için bir dağdan yuvarlanan küçük bir kar topunun büyüyerek kocaman bir çığ halini alması örneğini düşünmek faydalı olabilir. Rezonans önce mekanik sistemlerin küçük periyodik salınımları ile başlar, hafif bir meltemde hafifçe salınan yapraklar gibi zararsız görünür. Bununla birlikte köprülerde rüzgarlardan ve üzerindeki trafikten kaynaklanan bu titreşimler köprünün doğal titreşimleri gibi düzenli ve uyumlu değildir. Eğer kontrol altında tutulmazsa titreşimler oldukça büyüyebilir, tahrip edici bir hal alabilir ve köprü fırtınalı bir denizdeki dalgalar gibi burulma gerilmesi etkisi altında dalgalanmaya başlar.

Tarihte rezonansın yol açtığı dikkate değer en olumsuz olay 1940 yılında Amerika’da Tacoma Narrows Köprüsünün ( Tacoma Narrows Bridge – Washington ) yıkılmasına neden oluşudur. 190 km/s ve üzerindeki rüzgarlara bile dayanacak şekilde tasarlanmış olan köprünün 64 km/s hızla esen rüzgar etkisi ile rezonansa kapılarak yıkılması büyük bir şok etkisi yaratmıştı.

Olaydan sonra yapılan detaylı incelemelerde köprüdeki kafes sisteminin yeterli olmadığı görülmüş, ancak bunun köprünün bu şekilde yıkılması için yeterli olmadığı anlaşılmıştır. Araştırmalar sonucunda köprünün yıkıldığı gün rüzgarın köprüyü ölümcül rezonansa düşürmek için tam da doğru hızda estiği ve köprüye tam da doğru açıdan çarptığı anlaşılmıştır. Devamlı esen rügar titreşimlerin köprünün dayanamayacağı kadar şiddetlenmesine yol açmış ve köprü parçalanmıştır. Bu etki bir şarkıcının sesi ile cam bardakları kırmasına benzer bir etkidir.

Rüzgar köprüleri rezonansa düşürecek tek etki değildir. Bir asma köprü üzerinden kalabalık bir askeri birlik geçiş yapacaksa, askerler alışılagelmiş şekilde uygun adımda yürümezler. Uygun adımda yürümemeleri için emir alırlar. Çünkü uygun adımda yürüyen askerlerin oluşturacağı düzenli ve ritmik titreşimlerin köprüyü rezonansa sürükleme riski vardır. Hemen her yıl Avrasya maratonu sırasında boğazda yer alan köprüler için de benzer konuda endişeler ortaya çıkmakta ve medyada bir süre tartışılmaktadır.

Rezonans etkisini elimine etmek için mühendisler rezonans  dalgalarını kesmek ve büyümesini engellemek için günümüzde sönümleyiciler kullanmaktadır.

Rezonans dalgalarını engellemenin bir yolu da bu dalgaların gezinebileceği alanı küçültmektir. Eğer bir köprüde yol tek bir yapıdan (monoblok) oluşuyorsa rezonans dalgaları kolayca köprüyü boydan boya kat edebilir. Ancak eğer köprü yolu plakalar halinde yapılırsa rezonans dalgalarının bir plakadan diğerine geçmesi gerekecektir. Rezonans dalgaları plakadan plakaya geçiş sırasında zorlanacaktır ve plakalar arasında oluşan sürtünme rezonans etkisini büyük ölçüde elimine edecektir. Buradaki püf nokta rezonans dalgasının frekansını bozacak kadar sürtünme elde etmektir. Çünkü bir köprünün rezonansa düşmesi belli bir frekansa sahip titreşim dalgalarında meydana gelir. Bu frekansın altında ya da üstündeki titreşim dalgaları rezonans oluşturmaz.

Aşağıdaki videoda rezonans nedeniyle Tacoma Narrows Köprüsünün yıkılışını izleyebilirsiniz:

Ancak bir köprünün düşmanı olan daha başka etkiler de söz konusudur. Şimdi biraz da bunlardan söz edelim.

KÖPRÜLERİN YOK EDİCİSİ : HAVA

Rüzgarın köprüleri parçalanmaya zorlayan rezonans dalgaları oluşturmasının yanı sıra, hava bir bütün olarak insanların inşaa ettiği köprüler üzerinde yıkıcı etkiye sahiptir. Gerçekte aralıksız olarak yağmur, buz, rüzgar ve tuz kaçınılmaz bir biçimde yapılan köprüleri an be an kaçınılmaz sona sürüklemektedir.

Köprü mimar ve mühendisleri geçmişteki hatalardan çıkardıkları deneyimlerden çok şeyler öğrendiler. Demir ahşabın yerini aldı ve çelik de demirin. Öngerilmiş beton günümüzde köprü inşaatlarında hayati bir öneme sahiptir. Her yeni materyal ve tasarım tekniği geçmişte alınan dersler üzerine geliştirilmiştir. Burulma, rezonans ve zayıf aerodinamik tasarım tüm köprülerin yıkılmasına yol açar, ama mühendisler sürekli olarak tasarımda karşılaştıkları sorunları aşmak için yeni çözümler arayışında olmuştur ve bu devam etmektedir.

Tüm bunlara rağmen hava sabırlı ve tahmin edilemez bir düşmandır. Hava kaynaklı nedenlerle yıkılan köprüler tasarım hataları nedeniyle yıkılan köprülerden kat kat fazladır. Bu istatistik henüz havanın köprüler üzerindeki yıkıcı etkisinin üstesinden gelecek bir çözüm bulamadığımızı gösteriyor. Bugün hiçbir özel malzeme, teknik ve tasarım havanın olumsuz etkilerini elimine edememektedir. Her şeyden önce sözünü ettiğimiz güç, sürekli olarak hiç yorulmadan dağları törpüleyen ve yerkabuğunun şeklini yavaş ama emin bir şekilde değiştiren bir güç. İnsan yapısı bir köprü bu güç ile boy ölçüşemez. İnkaların ip halatlardan yaptığı asma köprüler gibi, bu güç karşısında yapabileceğimiz tek şey, köprüleri sürekli yenileyerek önlem almaktır.
SAYFA BAŞI

 Leave a Reply

(required)

(required)

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>