Çivi Kullanılmadan Yapılan Bir Köprü mü? Cambridge Matematik Köprüsü

Poohz/iStockphoto.com

Londra’daki Cambridge Matematik Köprüsü

Tamamen düz ahşap parçalarla yapılmasına rağmen göz alıcı bir kavis oluşturan bir köprü hayal edin. Cambridge Üniversitesi’ndeki Matematik Köprüsü, tam da böyle benzersiz bir yapı olarak karşımıza çıkıyor. İlk bakışta sıradan bir ahşap köprü gibi görünse de ardında ustalıkla tasarlanmış bir mühendislik çözümü yatıyor. Peki bu köprü nasıl tasarlandı? Gelin, bu sıra dışı yapının ardındaki mühendisliğe birlikte göz atalım.

Matematik Köprüsü Nasıl Tasarlandı?

Cambridge Üniversitesinde, Queen’s College yerleşkesinde yer alan ve Cam Nehri’ni geçen Matematik Köprüsü; yalnızca estetik görünümüyle değil, mühendislik tarihine bıraktığı izle de dikkat çeker. 1749 yılında tamamlanan bu ahşap yaya köprüsü, düz ahşap parçaların çivi kullanılmadan ustalıkla birleştirilmesiyle kemer şeklini almış nadir yapılardan biridir.

Köprünün mimari tasarımı, marangozluk konusunda ün kazanmış bir aileden gelen William Etheridge’e aittir. Ancak bu yapının ardındaki fikir daha da eskilere dayanır. 1737 yılında marangoz James King, Thames Nehri üzerine yapılması planlanan Westminster Köprüsü için benzer bir sistem önermiştir. Nehir donduğu için bu proje iptal edilse de King daha sonra bu projeyi ve özel yapım tekniğini başarıyla hayata geçirmiştir. Bu tasarım, köprünün inşa edilirken bile nehir trafiğini aksatmadan çalışmaların ilerleyebilmesini sağlamıştır. Köprünün inşaatı ise James Essex adında genç ve yetenekli bir marangoz tarafından gerçekleştirilmiştir. Bu proje, onun tek başına tamamladığı ilk büyük yapıydı ve Cambridge Üniversitesi tarafından büyük beğeni toplamasını sağlamıştı.

Matematik Köprüsü hem yapım tekniği hem de ardındaki hikâyelerle öğrenciler ve mühendislik meraklıları için hâlâ ilham verici bir yapı olmayı sürdürüyor.

Elena Zolotova/iStockphoto.com

Londra’daki Westminster Köprüsü

Neden Mühendislik Harikası? Matematik Köprüsü ve Kafes Sistemi

Matematik Köprüsü, “teğetsel ve radyal kafesleme” adı verilen özel bir yapım tekniğiyle inşa edilmiştir. Bu isim kulağa biraz karmaşık gelse de mantığı çok basittir. Köprüde kullanılan “teğetsel” parçalar, köprünün kenarları boyunca uzanan ve yükü taşıyan düz tahta kirişlerdir. “Radyal” parçalar ise köprüyü yukarıdan aşağı doğru çapraz şekilde kesen ve köprüye dengeli bir şekil kazandıran destek kirişleridir. Bu sistem sayesinde köprü hem güçlü hem de şık bir şekilde ayakta duruyor.

Alphotographic/iStockphoto.com

Matematik Köprüsü’nün en önemli özelliği, tamamen düz ahşap kirişlerden yapılmış olmasına rağmen belirgin bir kavisli şekle sahip olmasıdır. Köprüde iki farklı ahşap kiriş türü vardır. İlki, köprünün yanları boyunca uzanan teğetsel kirişlerdir. Diğeri ise üstten alta doğru uzanan ve aralıklarla radyal yani çapraz yerleştirilen kirişlerdir. Teğetsel ve radyal kafes sistemini diğer köprü tasarımlarından ayıran en önemli özellik, hasar gören kirişlerin köprünün tamamı sökülmeden kolayca değiştirilebilmesine imkân vermesidir.

Bu köprünün en ilginç özelliklerinden bir diğeri ise neredeyse hiç eğilip bükülmemesidir. Çünkü köprüyü oluşturan tahta parçalar farklı görevler üstlenir: Radyal yerleştirilen kirişler sanki bir ip gibi gerilerek çekme kuvvetini, teğetsel yani yatay duran kirişler ise üstten gelen ağırlığı bastırarak basınç kuvvetini taşır. Bunu şöyle hayal edebilirsiniz: Büyük bir karton kutuyu taşırken bir eliniz kutunun altından yukarı doğru iterken (çekme) diğer eliniz üstten bastırıp (basınç kuvveti) kutuyu dengede tutuyor. Bu durumda her iki eliniz de farklı bir görev yapar ama birlikte çalıştıklarında kutu dengede durur. Ya da bir salıncağın zincirlerinin yukarıdan çekilerek gerilmesi ile oturulan tahtanın aşağıdan bastırılması gibi iki kuvvet bir arada çalışarak dengeyi sağlar. İşte Matematik Köprüsü’ndeki tahtalar da aynı şekilde birbirini tamamlayarak köprüyü ayakta tutar. Tüm bu özellikleriyle Matematik Köprüsü, olağanüstü bir mühendislik çözümüdür.

Kaynaklar

• Atlas Obscura. (2019). Mathematical Bridge. https://www.atlasobscura.com/places/mathematical-bridge-2
• Immerse Education. (2024). Mathematical Bridge in Cambridge: Ultimate Guide. https://www.immerse.education/study-abroad/cambridge/mathematical-bridge/

Yazar Hakkında:

Elif Gürbüz Poyraz

ODTÜ Fen Bilgisi Eğitimi Doktora Öğrencisi