Asma ve Kiriş Köprülerin Yük Taşıma Kapasitelerini Karşılaştıralım

Bilmekte Fayda Var!

Konoplytska / iStock

Köprüler; aralarında boşluk ya da engel bulunan iki noktayı birbirine bağlayan yapılardır. İnsanlar tarafından çok eski zamanlardan beri kullanılan köprüler, teknolojideki gelişimeler doğrultusunda ahşap, taş, betonarme, metal gibi farklı malzemeler kullanılarak inşa edilebiliyor. Ayrıca zorlayıcı koşullara maruz kaldıkları için köprülerin güçlü malzemelerden inşa edilmesi ve korozyona karşı dayanıklı kaplamalarla korunması gerekiyor.

Yapım tekniği bakımından köprüler; kiriş, asma, kemerli, halat gergili köprüler gibi farklı şekillerde sınıflandırılıyor.

A7880S / Alamy

Bunlardan en yaygın olanları kiriş ve asma köprülerdir.

Kiriş Köprü

Tekinturkdogan / iStock

Adıyaman’da bir nehrin üzerindeki kiriş köprü

Kiriş en basit ve geçmişi en eskiye dayanan köprü yapısıdır. Bir engeli aşmak için uzun taşlar ve ağaç gövdeleri ile inşa edilen basit yapılar kiriş köprülerin ilk örnekleridir. Örneğin bir nehri geçmek için yere konan bir tahta kalas bile basit bir kiriş köprü sayılabilir. Kiriş köprüler her iki uçta yükseltilmiş parçalar tarafından desteklenir. Daha büyük engellerin aşılması için kiriş alttan ayaklarla desteklenir.

Asma Köprü

Ahmet Pektas / iStock

Çanakkale Boğazı’na inşa edilen Çanakkale Köprüsü bir asma köprüdür.

Asma köprüler, kiriş köprülerle aşılamayacak büyük açıklıkları geçmek için en çok tercih edilen köprü türüdür.

Asma köprülerde yol ana halata asılı hâlde bulunur. Köprüdeki kuleler, ana halatı taşır. Ankrajlar ise ana halatın gergin kalabilmesi için halatı aşağı ve kenarlara doğru çeker. Aynı zamanda ana halatın taşıdığı yükün yere aktarılmasını sağlar. Ankrajlar kaya gibi zeminin sağlam olduğu yerlerde doğrudan zemine, zayıf olduğu yerlerde ise büyük beton bloklara bağlanır. Askı halatlarıysa tabliyedeki yükün ana halata aktarılmasını sağlar. Tabliye, demir yolunu ya da kara yolunu taşıyan yapılardır.

Şiddetli rüzgârların yol açtığı aerodinamik kuvvetler asma köprülerde ciddi sorunlara yol açabilir. Örneğin 1940’ta ABD’nin Washington eyaletinde bulunan Tacoma Narrow Köprüsü şiddetli rüzgârın yol açtığı rezonans sonucu çökmüştü.

Tasarla ve Yap köşesinin bu projesinde, asma köprü ile kiriş köprünün yük taşıma kapasitelerini gösteren bir düzenek yapıyoruz.

Nelere İhtiyacımız Var?

• 2 adet 10 cm x 55 cm boyutlarında karton
• 2 adet 4 cm x 10 cm boyutlarında karton
• 6 adet 1,5 cm x 4 cm x 15 cm boyutlarında tahta
• 4 adet 25 cm uzunluğunda kalın pipet
• 2 adet 15 cm uzunluğunda kalın pipet
• 4 adet 5 cm uzunluğunda kalın pipet
• 4 adet 4 cm uzunluğunda kalın pipet
• 2 adet harita çivisi
• 2 adet ataç
• İp
• Kurşun ağırlıklar
• Kurşun kalem
• Makas
• Silikon tabancası ve silikon
• Cetvel
• Oyuncak araba
• Elektrik bandı

Uyarı:

Kesici ve delici aletleri kullanırken dikkatli olalım. Silikon tabancasının elimizi yakmamasına dikkat edelim.

Ne Yapıyoruz?

Video kurgu: Halil Karakaya

Ne Oldu?

Basit kiriş köprü ve asma köprünün yük taşıma kapasitelerini karşılaştırdığımızda asma köprünün kiriş köprüden daha fazla yük taşıma kapasitesine sahip olduğunu gözlemledik.

Çizim: Halil Karakaya

Asma köprülerde bulunan askı halatları tabliyedeki yükü ana halata aktarır. İki adet ana taşıyıcı kule ise ana halatları taşır. Kuleler genellikle çelikten veya betondan yapılır. Rüzgârın ve depremin köprü üzerindeki etkisini azaltmak için farklı şekillerde kuleler yapılabilir.

Kulelerin dışında bulunan ankraj sistemi ana halatın taşıdığı yükün yere aktarılmasını sağlar. Ankrajlar kaya gibi sağlam zeminlere sabitlenir. Aksi takdirde köprü çökme riski ile karşı karşıya kalabilir.

Kaynaklar:

• Komisyon, 7. Sınıf Fen Bilimleri Ders Kitabı, Millî Eğitim Bakanlığı Yayınevi, Ankara, 2015.
• https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/CE_p007/civil-engineering/suspension-bridges#procedure
• https://www.britannica.com

Yazar Hakkında:

Namdar Gürsönmez

İzmir Çiğli-Karşıyaka Aydoğan Yağcı Bilim ve Sanat Merkezi

Uzman Fen Bilimleri Öğretmeni