Rehber | Kategoriler | Konular
KöPRü
Alm. Brücke (f), Fr. Pont (m), İng. Bridge. Nehir ve vâdi gibi geçilmesi güç bir engelin iki kıyısını bağlayan bir yapı.
Târihi: Genellikle ormanlı bölgelerde ilk köprüler bir veya daha fazla ahşap kütüğün uzatılmasıyla meydana getirilmiştir. Tropikal bölgelerde ise lifli bitkiler bir araya getirilerek asma köprüler inşâ edilmiştir. Genellikle lifli asma ağaçları bu maksatla dünyânın çeşitli yerlerinde kullanılmıştır. Taşlı bölgelerde ise, ara ara taşlar yığılarak köprü ayakları yapılmıştır. Daha sonra bu ayaklar birleştirilmiştir.
İlk köprülerin Çin'de yapıldığı, oradan Hindistan'a yayıldığı tahmin edilmektedir. Arada ayaklar yaparak birden fazla açıklıklı köprüler inşâ edilmiştir. M.Ö. 4000'de Mezopotamya'da ve M.Ö. 3000 yıllarında Mısır'da ilk kemere benzer köprülere rastlanmaktadır. Kemer köprü sisteminde yükler kemerler tarafından alınır ve yönü değiştirilerek basınç kuvveti olarak kemer boyunca nakledilir ve köprü ayaklarında zemine verilir. O zamandan beri kemer köprü şekli klasik köprü tipi olarak kalmıştır. Kemer tipi eski Mısırlılar tarafından bilinmekteyse de yapı sistemi olarak kullanılmamıştır. Kemer sistemi, anahtar taşı olmaksızın kendi kendini taşıyan bir yapı türü değildir. Eski Yunanlılar kemer şeklini bilmelerine rağmen bunu yapılarda kullanmamışlar mîmârîde ilerlemelerine rağmen ancak birkaç köprü inşâ etmişlerdir. Sebebi ise ticârette daha çok deniz yolunu kullanmalarıdır. Gerçek taş örme köprü, ekonomik ve dayanıklıdır. Küçük nehirleri orta ayaklar kullanarak geçmek mümkündür. Bu tür şekil, yaygın olarak Çinliler ve Romalılar tarafından kullanılmıştır. Romalıların yaptıkları köprülerin ilki ahşap olup, M.Ö. 621 târihlerine kadar uzanır. M.Ö. 200 civârında taş köprülerin inşâsı başladıysa da, ahşap olanlara da devâm edilmiştir. Taş olanlardan günümüze kadar gelenler de mevcuttur. Genellikle yarı dâirevî kemerler kullanmışlardır. Sayıları yedi-sekize varan taş blokların kullanıldığı olmuştur. Taşlar birbirlerine harçsız oturtulmuş olup, ayaklar çok rijit olarak yapılmıştır. Bu sebepten herhangi bir açıklığın çökmesinin komşu açıklıklara zararı olmaz. Özellikle nehir ortasında yapılan köprü ayaklarına îtinâ göstermişlerdir. Orta ayakların inşâsı sırasında bitişik kazıklar çakarak, su ve zemini, sağlam zemin buluncaya kadar boşaltmışlar, ayağı daha sonra inşâ etmişlerdir. Romalılar ayrıca vâdileri aşmak için inşâ ettikleri köprüleriyle de meşhurlardır.
Romaİmparatorluğunun çöküşü ile köprü inşââtında bir duraklama görülür. Ancak 13. asırda taş kemer köprü inşâsı Avrupa yanında Orta Doğu'da ve Çin'de yaygınlaşmıştır. Kemerler, Romalılara nisbetle daha basık inşâ edilmiştir. Ancak inşâ tarzı daha az îtinâlı yapılmıştı. Rönesans ile köprü mühendisliğinde sınırlı bir gelişme kaydedilmiş fakat daha çok süsleme tarafı ağır basmıştır. Ancak teorik bir gelişme Andrea Palladio tarafından Leonardo da Vinci'nin gerilme prensibini pratik hâle getirmesiyle elde edilmiştir. Bu teknik, kısa ahşap elemanların kafes sistem meydana getirecek şekilde kullanılarak büyük açıklıkların geçilmesini mümkün kılmıştır.
1747'de Fransa'da ?Ecole des Ponts et Chaussées? ilk mühendis mektebi olarak kurulmuştur. Bu okulda teorik bilgiler, tecrübe ile elde edilenlerle berâber verilmiştir. 1750'de ilk ahşap kafes sistem köprü İsviçre'de ve ilk demir köprü de 1779'da İngiltere'de inşâ edilmiştir. On dokuzuncu yüzyılda ise köprü inşâsında önemli ilerleme kaydedilmiştir.
Türklerde köprü inşâsı: Türkler, eski yurtları olan Ortaasya'dan başlamak üzere bulundukları memleketlerde, bâzıları hâlen ayakta olmak üzere, birçok köprüler inşâ etmişlerdir. Anadolu'nun bol akarsulu yapısı da buranın Türk sanatında ehemmiyetli bir yeri olan köprülerin meydana gelmesine sebeb olmuştur. Artuklulardan başlayarak Osmanlı Devletinden zamânımıza kadar gelen köprüleri memleketimizin her yerinde görmek mümkündür. Bunların belli başlıları şunlardır: Malabadi Köprüsü (Diyarbakır), Haburman Köprüsü(Çermik), Harran Köprüsü(Urfa), Tekgöz Köprüsü, Çoban Köprüsü(Erzurum), Kızılırmak Köprüsü, Nülifer Hâtun Köprüsü(Bursa), Uzunköprü (Edirne), Koca İshak Paşa Köprüsü(Köstendil), Hünkâr Köprüsü(Saraybosna), Vardar Köprüsü(Üsküp), Sokullu Mehmed Paşa Köprüsü(Lüleburgaz), Büyük Çekmece Köprüsü, Sinanlı Köprüsü(Alpullu), Mostar Köprüsü(Hersek), Sokullu Mehmed Paşa Köprüsü (Vişigrad). Bu eserler, Selçuklu veOsmanlı dönemlerinden kalma en önemli köprülerdir.
Ahşap köprüler: 1800'lerde yapılan ahşap köprüler daha çok sanatkarlar tarafından inşâ edilmiştir. Kafes sistem türünden taşıyıcı sisteme önem verilmiştir. Ayrıca kemer türünden ahşap taşıyıcı sisteme de ahşap köprülerde rastlanır. Kafes sistem köprülerde alt başlık çekme geçirilmelerine mâruzken, üst boşluk basınç gerilmeleri taşırlar. Köşegen türünden olanlar ise kesme kuvvetine karşı koyarlar. Daha sonra ahşap köprülerde demir çubuklar kullanılmıştır. Ancak 1870'den sonra bakımının masraflı olması dolayısıyla ve modern trafik yüklerine karşı yeterince mukavim olmamasından yavaş yavaş terk edilmiştir.
Demir ve çelik köprüler: On dokuzuncu yüzyılda bu tür köprülerde önemli ilerlemeler yapıldı. Önceleri taş ve ahşap köprü yapım tekniğine uygun demir ve çelik köprüler yapılmışsa da, daha sonra bu tür malzemenin kendine has imkânlarının olduğu anlaşılmıştır.
Bu köprülerin bir türü olan asma köprülerde, köprü tabliyesi, iki ayağa bağlı çelik halatlara asılı olarak taşınır. Diğer bir tür de kafes taşıyıcı sistemi olan çelik köprülerdir. Bunların özelliği yüksek titreşimlere mukavim olmalarıdır.
Modern köprüler: Çeliğin ucuzlaması bunun daha yaygın kullanılmasını sağlamıştır. Ayrıca kaynak tekniğinin ilerlemesi daha sağlam birleşme yerlerinin yapımını sağlamıştır. Çeliğin mukâvemetinin yüksekliğinden dolayı, taşıdığı yükün ağırlığına oranı yüksektir. Değişik çelik alaşımlarının kullanılması çelik köprülerin mukâvemetinin daha yüksek ve dış tesirlere daha dayanıklı olmasını sağlamıştır. Her ne kadar alüminyum kullanılmasıyla, daha hafif köprüler elde edilebilirse de pahalı olması bunların yaygınlaşmasını önlemiştir. Ancak daha sonra betonarme yapı türünün gelişmesi ve 1950'lerden sonra öngerilmeli betonun uygulanmağa başlanması, köprü inşââtında önemli adımların atılmasına yol açmıştır. Köprü inşaatında önemli gelişmeleri ayrıca matematiksel ve deneysel araştırmalar, bilgisayar kullanımı hızlandırmıştır. Bu tür metodları kullanarak, mühendisler statik ve dinamik yükler altında köprüde ortaya çıkacak gerilmeleri daha kesin elde edebilecek duruma gelmişlerdir. Bu sûretle daha büyük açıklıkların daha nârin köprülerle geçilmesi mümkün olmuştur.
Betonarme köprüler: İlk betonarme köprüler taş köprülere benzer şekilde inşâ edilmiştir. Ancak 20. yüzyılda bu tür malzemenin kendisine has özelliği fark edilmiş ve farklı yapım türü geliştirilmiştir. Özellikle kemer köprülerin daha nârin yapılabilmesine imkân vermiştir. Yol, bu kemerin üstünde, kemerle düşey kolonlarla bağlı olabileceği gibi, altta kemere asılı da düzenlenebilir. Genellikle büyük açıklıklı betonarme kemer köprüler, üç açıklıdır.
Öngerilmeli beton köprüler: 1940'larda öngerilmeli betonun gelişmesiyle, betonun düşük çekme gerilmesi mahzuru önlenmiştir. Öngerilme, köprülere beton dökümünden önce gerilen ve betonun dökülmesi ve sertleşmesinden sonra serbest bırakılan çelik çubuklarla verilebilir. Diğer bir tür öngerilme verme şekli de betonun dökülüp sertleştikten sonra, yerleştirilen öngerilme kablolarına kuvvet tatbik edip bunun uçlarından ankre edilmesidir. Öngerilmede, betonun yüksek basınç mukâvemeti, çeliğin yüksek çekme mukâvemetiyle birleştirilmektedir. İlk öngerilmeli beton köprüler 1936'da Almanya'da ve daha sonra Fransa'da yapılmıştır.
Çelik köprüler:
Kiriş köprüler: En yaygın köprü şekli olup, kısa ile orta açıklıklarda uygulanır. Basit ve ekonomik oluşu, tercih sebebidir. Karayolu köprülerinde I şeklindeki çelik kirişler mesnetler arasına yerleştirilir. Daha sonra üstüne 20 santimetre betonarme plak dökülür. Demiryolu köprülerinde ise demiryolu boyunca kirişlere konulan enlemlere mesnetlendirilir. Kiriş köprüler tek açıklıklı olabileceği gibi, sürekli kiriş şeklinde çok açıklıklı da olabilir. Kaynaklı olabildiği gibi perçinli de yapılabilir. Büyük açıklıklar için, mesnetlerden gelen kablolar açıklık boyunca tabliyenin taşıyıcılığını arttırırlar. Kiriş, bir yüzü yola gelmek üzere kutu kesitli olarak da tertiplenebilir. Düşey çelik plaklar kutu kesitine kaynaklanarak, köprünün taşıyıcılığı arttırılır.
Kafes kiriş köprüler: Tek açıklıklı kafes kiriş köprülerde açıklık ortalarında yükseklik arttırılarak daha uygun taşıyıcılık elde edilir. Bu sûretle malzeme ekonomik şekilde kullanılmış olur. Kafes kiriş köprüler sürekli de yapılabilir. Bunların yükseklikleri mesnet bölgesinde de büyüktür. Bu tür köprüler diğer tür köprü şekilleriyle berâber de kullanılabilir. Kafes kiriş, kemer şeklinde olabildiği gibi konsol olarak da düzenlenebilir. Asma köprülerde tabliye, kafes kiriş türünden de tertip edilebilir.
Konsol kiriş köprüler: Bu, çeşitli şekillerde olabilir. Meselâ, uç mesneti yakın mesnete birleştiren kiriş konsol olarak diğer açıklığa doğru uzayabilir. Bu şekilde köprü kirişi ilâveten ara mesnetteki kuleye de asılabilir. Konsol kirişin tam uç noktası serbest olduğundan küçük çökmelere ve dönmelere müsâade edebilir. Genellikle kirişin yüksekliği değişkendir. Mesned üstünde büyük yüksekliğe sâhib olur. Dünyânın en uzun çelik konsol kirişi Kanada'da Quebec demiryolu üzerinde olup 549 metrekarelik bir açıklık geçilmektedir. 1900'de inşâatına başlanan köprünün yapımı sırasında iki defâ kazâ olmuş ve köprü 1917'de tamamlanabilmiştir.
Kemer köprüler: Kemer köprülerin en masif olanı mesnetlere bağlı olanıdır. Mesnetler dönebilecek şekilde, mafsallı olarak düzenlenebildiği gibi bâzı köprülerde tam tepe noktasında dönmelere müsâade edilebilir. Bunlar daha az masiftirler. Bu tür köprülerde yol köprü üzerinde olabilir ve yük basınç elemanlarıyla kemere verilir. Yol köprünün altından da geçebilir. Bu halde yolun yükü çekme taşıyan elemanlarla köprüye iletilir. Bâzı durumlarda yolun seviyesi kemerin üzerinden de geçebilir. Eğer mesnet zemini, sağlam değilse, mesnetler birbirine bağlanabilir. Kemerler genellikle basınç taşıdıklarından burkulmaya karşı da korunmaları gerekir. Dünyânın en uzun kemer köprüsü New York'da 1931'de inşâ edilen 504 m açıklıklı Bayonne köprüsüdür.
Asma köprüler: Yirminci yüzyılda uzun açıklıklar için asma köprüler yaygınlaşmıştır. Bunlar kablo, kule ve ankraj olmak üzere üç elemanla belirlenir. Kablolar, köprünün tabliyesini taşıyan yüksek mukâvemetli çelik tellerden ibârettir. Genellikle kablolar helisel şekildedir, bu sûretle daha kolay îmal edilirler. Köprünün kulelerine kablolar bağlanır ve bunlar köprünün tabliyesine mesnetlik teşkil ederler. Bunlar genel olarak çelik taşıyıcılardır, ancak betonarme de olabilirler. Kabloların bir uçları büyük bloklara bağlanır. İstanbul Boğazı üstünde uzunlukları bakımından dünyâdaki emsalleri arasında başlarda yer alan Boğaziçi (1074 m) ve Fâtih Sultan Mehmed (1090 m), Asma köprülerimiz meşhurdur. (Bkz. Boğaziçi ve Fâtih Sultan Mehmed köprüleri)
Hareketli köprüler: Hareketli köprüler, gemi ve büyük deniz vâsıtalarına geçit verirler. Özellikle gerekli yükseklikte sâbit köprü yapımı pahalı veya mümkün değilse bu tür köprü tercih edilir. Hareketi için ilâve düzenlerin projelendirilmesi gerektiğinden, genellikle görünüşleri zarif değildir.
Terâzi tipinden hareketli köprüler, tür olarak çekilen orta çağ köprülerine benzerler. Hareket sırasında bir uç sâbit kalırken, diğer uç kaldırılır. Bunun tanınmış örneği 1894'ten kalan Londra'daki Tower Köprüsüdür. Bâzı köprülerde ise hareket, düşey eksen etrafında dönme ile sağlanır. Bunların açılıp kapanmaları zaman alırsa da her türlü geçişe uygundur.
Değişik bir hareket köprünün bir parçasının tamâmen düşey hareket edebilmesini sağlamakla elde edilebilir. Diğer türlere nazaran daha ucuz olarak inşâ edilebilirler ve hareket için daha az güce ihtiyaç gösterirler.
Köprünün hareketi, yatay hareketle de gerçekleştirilebilir. Ancak köprünün içeri çekilmesi için büyük yere ihtiyaç olması mahzurludur. Bunun bir örneği geçmiş dönemde İstanbul'daki Mecidiye (Galata) Köprüsüdür.
Askerî köprüler: Bunların özellikleri hareketli, kolay ve hızla kurulabilen türden olmalarıdır. Askerî köprüler genellikle yüzen orta ayakların üzerine mesnetlendirilirler. Her açıklık parçası hareket edebilir. Ancak amaçları îtibâriyle geçici olarak inşâ edilirler. Bu tür ilk köprüyü M.Ö. 537'de Mezopotamya'da Persler yapmışlardır. Bu tür köprülerin diğer bir mahzuru her açıklığın kendi başına çalışmasıdır. Bunun sonucu bir açıklığın fazla yüklenmesi, diğer açıklıklar ona yardım edemeyeceği için, çökme ile sonuçlanır. Diğer bir çeşit askerî köprü, yol tabliyesinin ahşap bloklar üzerine mesnetlendirilmesiyle inşâ edilir. Askerî kiriş köprüler, prefabrike çelik ve alüminyum elemanların yan yana getirilip monte edilmesiyle inşâ edilir.
Köprü projelendirilmesi ve inşâası: İlk adım köprünün gerekli olup olmadığını belirlemektir. Bu tamâmen ekonomik problemdir. Daha sonra ilgili sâhanın kamulaştırılması gerekir. Bu adımda mühendislik çalışmaları başlar. Arâzinin topografik haritası çıkarılır, temel sondajları yapılır. Bundan sonraki adım, köprü tipinin seçilmesidir. Bu; yerine, amacına, açıklığına, kullanılacak malzemeye ve çevre ile uyuşumuna bağlı olarak seçilir. Ekonomik olması yönünden, kiriş köprüler 6-300 m; kemer köprüler 60-300 m; kafes sistem köprüler 60-450 m; konsol köprüler 150-550 m ve asma köprüler 300-1500 m arasında tercih edilir.
Köprünün projelendirilmesinde dış kuvvetlerin yapıya olan tesirleri inceden inceye analiz edilir. Dış yükler, köprü ağırlığı gibi statik yükler olabildiği gibi, trafik yükü gibi dinamik de olabilir. Dinamik yükler ağırlık bakımından önemli olmasalar bile, meydana getirecekleri titreşim yönünden önemlidirler. Rüzgâr yükü de bu yönden mühimdir. Özellikle dikkat isteyen bir nokta da, köprü ayaklarının inşâsıdır. Ağır yük taşıdıkları gibi, akıntıya, dalga ve buz hareketine karşı dururlar. Köprülerin projelendirilmesinde bilgisayarlar her geçen gün daha önemli olmaktadırlar. Köprünün çeşitli yükler altındaki analizi bilgisayar ile yapıldığı gibi, model deneyleri de yapılabilir.
Köprü temellerinin inşâsı, üst yapısı kadar pahalı olabilir. En önemli zorluğu temelin su içinde yapılması arz eder. En eski metodlardan biri köprü ayağı kadar bir yeri kazıklarla çevirip suyunu boşaltıp, temelin inşâasıdır. Diğer bir inşâ tarzı da altı açık bir kutunun temel zeminine indirilip, basınçlı hava ile suyun itilip, temelin yapılmasıdır. Köprü ayağı, çakılan kazıklar üzerine de oturtulabilir.
Köprü ayaklarının inşâsı bittikten sonra iş üst yapının yapılmasına gelir. Bu özellikle köprünün tipine bağlıdır. Bir metod da iskele yapılarak köprü iskele üzerine inşâ edilir, sonra iskele kaldırılır. Ancak iskelenin yapılması mümkün olmayabilir. Diğer bir yol da, köprü parçalarının yüzdürülerek getirilip, daha sonra monte edilmeleridir. Özellikle konsol köprülerde, köprü adım adım inşâ edilerek ilerler. Yeni kısımlar, eski kısımlara taşıttırılır. Kafes sistem köprülerde ise, köprü karada inşâ edilir. Daha sonra diğer kıyıya sürülür. Asma köprülerde ise inşâ, ayaklardan başlar, ortaya doğru asma kabloya bağlı olarak ilerler. Her metodda, köprünün inşâ edilmesi için bu durumda da emniyetin sağlanması pek önemlidir.
e-posta adresimize mail atabilirsiniz.