Bazen arabayla yolculuk ederken koca koca köprülerin üstünden geçebiliyoruz. Muhtemelen hepimizin aklında aynı soru beliriyor, “Köprüler tonlarca ağırlık taşımasına rağmen nasıl batmıyor?”
Bu muhteşem yapılar, dalgalarla, rüzgârla ve diğer doğal etkenlerle muazzam bir şekilde başa çıkabiliyor. İyi de nasıl?
Köprülerin esas yapısı, sadece bir şeylerin üzerinden geçmekle kalmaz aynı zamanda altlarında nehir, demiryolu veya yol için boş alan bırakır.
Bu da köprülerin benzersiz bir yapısal meydan okuma sunduğu anlamına gelir. Normal bir yolda, kuvvetler doğrudan zemine aktarılır.
Ancak bir köprüde, bu kuvvetler köprünün her iki yanındaki ayaklara veya dayanaklara yoğunlaşır. Bu nedenle köprü altyapıları, gezegendeki en güçlü mühendislik sistemleri arasında yer alır.
Nehirler ve okyanuslar, ağır yükleri taşıyamayacak kadar yumuşak, çamurlu topraklara sahiptir. Peki, bu tür zeminlerde köprüler nasıl ayakta kalabiliyor? İşte burada devreye kazık temeller giriyor.
Kazıklar, toprağa çakılmış uzun direklerdir ve bu direkler, köprülerin ağırlığını taşıyacak şekilde tasarlanmıştır. Kazıklar, zemini sıkıştırarak ve yoğunlaştırarak etrafındaki toprakta sürtünme yaratır ve köprünün sabit kalmasına yardımcı olur.
İlk kazıklar ahşaptan yapılmıştır ancak ahşap zamanla çürür ve uzunluk açısından sınırlıdır.
Beton kazıklar bu sorunları çözer çünkü daha güçlü ve çeşitli boyutlarda olabilirler. Çelik kazıklar ise daha ince ve dayanıklıdır. Çelik boru kazıklar ve H-kazıklar, beton kazıklara göre daha kolay çakılabilir ve daha derinlere inebilir.
Kazıkların çakılması sırasında Newton’un üçüncü yasası devreye girer. Kazıkları derine itmek, eşit ve zıt bir tepki yaratır. Bu nedenle kazıklar büyük bir çekiçle çakılır. Süreç, kazığın zemine dayanma kapasitesini arttırır ve köprünün ağırlığını güvenle taşımasını sağlar.
Köprü ayakları genellikle su altında inşa edilir.
Su altında beton dökmek zordur çünkü su, betonu zayıflatabilir. Sorunu çözmek için tremi adı verilen bir boru kullanılır. Boru, betonu suyun altında dökerken su ile karışmasını engeller. Beton suyun altına yerleştirilirken suyu dışarı iter ve sağlam bir temel oluşturur.
Köprüler aynı zamanda yatay yüklerle de başa çıkmalıdır. Rüzgâr ve su akıntıları, köprüye yatay kuvvetler uygular. Bu nedenle kazıklar bazen eğimli olarak yerleştirilir ki bu da yatay yüklere karşı daha güçlü bir direnç sağlar.
Kısaca köprülerin denizlerin üzerinde sapasağlam durabilmesinin sırrı, mühendislik ve tasarımın harikalarında gizlidir.
