Önemli profesyonel ve güvenlik notu: Bu bir arşiv uzmanı incelemesidir; bir tasarım, statik hesaplama, mevcut bir köprünün değerlendirmesi veya inşaat, inceleme veya rehabilitasyon talimatları değildir. Orijinal bölmeler, açıklıklar, oranlar, gerilimler, malzemeler, birleşim detayları ve inşaat çözümleri, profesyonel doğrulama olmadan aktarılmıştır ve modern bir spesifikasyon olarak kullanılmamalıdır. Köprülerin tasarımı ve çalışmaları, yetkili tasarımcı ve yüklenicilerin, mevcut yönetmelik ve standartların, jeoteknik ve hidrolojik verilerin, kalıcı ve değişken etkilerin, yorulma, rüzgar, sıcaklık, depremsellik, stabilite, temeller, montaj koşulları ve sağlamlığın hesaplanmasının yanı sıra malzemelerin, korozyonun, birleşim yerlerinin ve yapının gerçek durumunun test edilmesini gerektirir. Yapıya erişim, yüksekte çalışma, trafik, kaldırma, kaynak yapma, kesme ve montaj ölümcül riskler taşır ve özel bir koruma planı gerektirir.
İlgili Bilgiler: Projenize uygun ahşap pencereler. · Sipariş üzerine yapılan ahşap-alüminyum pencereler. · Evler, projeler ve ihracat için özel pencereler. · Sipariş üzerine ahşap ve ahşap-alüminyum kapılar. · Fiyat teklifi isteği gönderin.
Kemer köprüler
Her türlü darbeyi alabilen rijit kemerli gerçek kemer köprüler ve takviye kirişinin varlığıyla rijit bir sistemin elde edildiği çubuklardan oluşan kemer köprüler bulunmaktadır. Sertleştirilmiş bir kemer (Langer kirişi), menteşeli bağlantılar varsayımı altında hesaplanır, böylece kemer yalnızca normal kuvvetlerle yüklenir. Eğilme momentleri, kemerin kirişin üzerinde yer alması durumunda çekme rolünü de yerine getiren sertleştirici kiriş tarafından üstlenilir.
Kemerler ve Uzun kirişler, daha büyük açıklıklar için kirişli köprülere göre daha ekonomiktir çünkü eşit olarak dağıtılan tam yük yalnızca kemerin destek hattı tarafından alınır. Tamamlayıcı kuvvetler haricinde, momentler yalnızca kısmi yüklemeden kaynaklanır ve kemerlerde kirişlere göre önemli ölçüde daha küçüktür.
Şek. 1 — Izgara bağlantı noktaları
Şek. 2 — Kalay bağlantı noktaları
a) Kemer yapıları. Destek kenetlemesindeki zorluklar nedeniyle kenetlenmiş limanlar nadiren inşa edilir. En yaygın olanı iki eklemdeki bağlantı noktalarıdır. Üç menteşeli bağlantı noktaları, desteklerin hareketinin ve sıcaklık değişiminin bunlarda kuvvete neden olmaması avantajına sahiptir. Bunlar özellikle düşük f/l oranı ve güvenilir olmayan toprak durumları için geçerlidir. Sert portlar ızgara (şek. 1) veya metal destekler (şek. 2) şeklinde yapılır. Kemerli yapı yolun üstünde ve altında yer alıyor, estetik nedenlerle batık yollardan kaçınılıyor. Karayolunun üzerindeki limanlar, limanın itme kuvvetini karşılamak için destekler alır. Kemer bitişik açıklıkların kirişlerine sıkı bir şekilde bağlanırsa (şek. 1 c ve e), statik boyutlar geniş sınırlar dahilinde etkilenebilir.
b) Uzun kirişler nispeten güçlü kemerlere sahiptir, çünkü bükülme uzunluğu üst bağlantının düğüm noktalarının aralığına eşittir. Karayolunun altında kemerli çözümler (şek.3d) köprüler için nadiren kullanılır. Sertleştiriciler için kiriş sac veya ızgara olabilir. Her iki çözümle de bu ışın sürekli olarak komşu alanlara doğru devam ettirilebilir, böylece sürekli veya Gerber sistemleri oluşturulur (Şekil 1).3B). Şek.4Orta kirişli bir köprünün kesiti gösterilmiştir. Yük taşıyan yapı, bir çubuk kemerinden, sert askılardan ve burulma ve bükülme momentlerini alan takviye kirişi olarak kapalı içi boş bir kutudan oluşur.
Şek. 3 — Uzun kirişler
Şek. 4 — Bir ara ana kirişli köprünün kesiti
c) Çerçeve köprüler. Açıklığın tüm genişliği boyunca profilin serbest yüksekliğini sağlamak gerektiğinde, çerçeveler, çerçevenin hareketi nedeniyle basit kirişlere göre daha düşük destek yüksekliği ile iki veya üç bağlantı üzerine uygulanır (şek. 5).
e) Hesaplama. Kemerler genellikle eksenlerinin deforme olmayacağı varsayımına göre hesaplanır. Ancak elastik deformasyonlar önemli olabilir. Asılı gerilimli çözümlerde deformasyona bağlı olarak statik değerler pek değişmezken, düz kemer ve Langer kirişlerinin deformasyonu statik değerler üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.
Şek. 5 — Çerçeve köprüler
Asma Köprüler
Kendisi rijit olan kafes asma köprüler çok nadir inşa edilmiştir. Modern asma köprüler, yoğun kuvvetlerden kaynaklanan bükülmeyi sınırlayan ve eşitleyen bir takviye kirişine sahiptir. Geniş açıklıklı asma köprüler, San Francisco yakınlarındaki Golden Gate Köprüsü (Şekil 6a) açıklığı 1280m ve New York yakınındaki Washington Köprüsü (Şekil 6b) açıklığı 1067m.
Sertleştirme kirişleri, sabit yükseklikte veya orta desteklerin üzerinde küçük bir yükseklikte artış gösteren metal levha veya kafestir. Bom-açıklık oranı çoğunlukla 1/9 ila 1/11 oranında seçilir. Çeşitli kazalar, düşük yüksekliklerde, özellikle de kendi ağırlığının düşük olması ve köprünün genişliğinin küçük olması durumunda sertliğin çok düşük olabileceğini göstermiştir.
Şek. 6 — Amerikan asma köprüleri: a) San Francisco’daki Golden Gate Köprüsü (1937), b) New York’taki Washington Köprüsü (1931), c) Brasilia’daki Florianopolis Köprüsü (1926)
Dişli
a) Birbirine serbestçe paralel uzanan ve bitişik alanlardan üst üste binen bağlantılarla birleşim yerlerinde birbirine bakan, genişletilmiş uçlu mafsallı bakla zincirleri iki şekilde yapılır - uçlarında lamellerden çivilenmiş takviyelerle veya dövme yoluyla elde edilen genişletilmiş uçlarla (şek. 7). Ren Nehri üzerindeki köprünün zinciri, çekme mukavemeti 5,5 ile 6,5 t/cm2 arasında olan nikel çelikten yapılmıştır. Daha küçük Amerikan asma köprülerinde zincir normal dökme çelikten, bazı durumlarda da alaşımlı veya sertleştirilmiş çelikten yapılır.
Şek. 7 — Florianopolis Köprü Zinciri
b) Spiral halat kabloları. Kapalı halatlar parlak telden yapılır. Telin iç katmanları kurşun minium kaplamayla korunurken, tek tek tellerin dış yüzeyleri koruyucu bir katmanla kaplanır.
Amerikan köprülerindeki spiral yuvarlak tel halatlar çoğunlukla sıcak daldırma galvanizli ve benzer şekilde kısmen sarılmış tellerden oluşur.
Soğuk çekilmiş köprü tellerinin kopma mukavemeti 12 ile 20 t/cm2 arasındadır. Soğuk çekilmiş tellerin dış yüzeyi kötü durumda ise yorulma mukavemeti önemli ölçüde azalabilir.
Spiral halatın uzaması tellerin malzemesine ve halatın yapım yöntemine bağlıdır. Normal izin verilen gerilmeler alanındaki elastik genleşme 0,003 ila 0,004 arasındadır. Halatlar ilk yükleme sırasında kalıcı olarak plastik olarak 0,001 kadar gerildiğinden, bazen kullanımdan önce halatlar en büyük kuvvetle önceden yüklenir ve böylece gerilir. Bu esnemenin faydası sınırlıdır, çünkü “kalıcı esnemenin” önemli bir kısmı daha sonraki kurulum sırasında ipin gevşetilmesinden sonra kaybolur.
Tarihi birimler, çelik isimleri, koruyucu kaplamalar, mukavemetler, genişletmeler ve kablo başlarının yapım veya dökme yöntemleri modern özellikler değildir. Mevcut zincirlerin, halatların, ankrajların, kablo başlarının ve koruyucu kaplamaların durumu dokümantasyon, muayene ve testlerle belirlenir; bu genel metinden çıkarım yapılamaz.
Sabitleme
Ayak bileği zincirleri, sabitleme için temellere betonlanmış desteklerdeki tapalar kullanılarak sabitlenir.
Spiral halatların uçlarında karşılık gelen başlıklar bulunur (şek. 8). tellerin süpürge şeklinde çözüldüğü ve temizlendikten sonra beyaz metalle doldurulduğu. Ustalıkla dökülmüş başlıklar iple aynı dayanıklılığa sahiptir.
Şek. 8 — Kablo başlıkları: a) basit kafa, b) Amerikan kafa, c) Ren köprüsü kafası
Askı ve kablo bağları
Askılar yuvarlak çelikten, özellikle boru veya tel halatlardan yapılmıştır (şek. 9 ve 11). Kapalı halatlarda kablo halatları kablo bağları ile kapatılır (şek. 10). Ayrı kablo demetleri olması durumunda askılar, gerektiğinde bireysel halatların yenileriyle değiştirilebileceği şekilde tasarlanmıştır. Halat askıları kablo başlıkları ile bağlanırken, küçük uzunluk farklılıkları da şimlerle eşitlenir.
Şek. 9 — Süspansiyon, Ren Nehri üzerindeki eski köprü
Şek. 10 — Ren Nehri üzerindeki köprünün kablo bağları: a) yeni köprü, b) eski köprü
Şek. 11 — Kablo bağı ve askı halatları
Kuleler (direkler)
Asma köprülerin kuleleri alttan menteşelidir veya kelepçelenebilir, bu da çoğunlukla Amerika’da görülen bir durumdur. Zincir kulelere sıkıca tutturulmuştur. Hareketli destek, yalnızca sabit desteklerde meydana gelebilecek yatay kuvvetlerin kulelere verilemediği durumlarda gereklidir.
Büyük asma köprülerde alçak kamalı kuleler tercih edilir. Bu durumda, önce kuleler, ardından aynakol dişlileri ve askılar ve son olarak da takviye kirişleri monte edilebilir. Kendinden ankrajlı asma köprülerde statik sistem ancak takviye kirişi kapatıldığında harekete geçtiği için geniş bir iskeleye ihtiyaç duyulur.
Yol destekleri ve yol levhası
Trafik ve bakım açısından köprü üzerindeki kaplamanın karayolu veya demiryolunun bağlantı kısımlarındaki kaplamadan mümkünse farklı olmamasına dikkat etmeliyiz. Kaplamanın kendisi yeterli sağlamlığa sahip olmadığından, yatay yanal destek sağlayan bir sistemin yanı sıra dikey yönde de bir yüzey sistemine dayanmak zorundadır. Yol tahtası olarak adlandırılan parça, esas olarak uzunlamasına ve enine desteklerden oluşan yol destekleri üzerinde durur.
Enine destekler
Enine kirişler hareketli yükleri ana kirişlere aktarır. Bunlar aynı zamanda bağlantıların önemli bir parçasıdır. Enine kirişler doğrudan ana kirişlerin üzerinde yer alır ve eğimli köprülerde açıklıkları ana kirişlerin aralığına eşittir. Enine destekler genellikle kısa uzunluklar ve sıradan haddelenmiş destekler için metal levhadır. Yüksekliklerinin 1/6 ila 1/8 aralığında olması faydalıdır, ancak büyük köprüler ve enine destekler arasındaki mesafenin küçük olması durumunda (özellikle kaldırım tahtaları durumunda), bu yükseklik 1/20 aralığında bile olabilir.
Kural olarak, enine kirişler, ana kirişlere sıkı bir şekilde bağlanan basit kirişler olarak kabul edilir, böylece köprünün kesitinde açık veya kapalı çerçeveler oluşturulur. Bu nedenle özellikle bağlantılarda dikkate alınması gereken sıkışma anları meydana gelir.
Şek. 12 — Çapraz çubuk bağlantısı
Kaldırımın aşağıda olması durumunda basit bağlantı açıları veya ile bağlantı yapılır. traversin içine (şek. 12) veya I kesitinin dikeylerine ve dişlerinin yerine (şek. 13) takılan yol plakaları. Şekil 2’deki çözüm. 14 özellikle serttir, çünkü konsol tabakası hem enine desteğe hem de dikey olarak gömülüdür, böylece köşedeki moment kesme cıvataları tarafından alınır. Diğer çözümlerle vidaların kısmen yırtılması ve bağlantı açılarının bükülmesi önlenemez. Şek. 12 ve 13 anın etkisi altında şekil 2’ye göre önemli ölçüde daha fazla deforme olur. 14. Diğer kaplama konumları için de benzer çözümler ortaya çıkıyor. Enine desteklerin ana destekler üzerine döşenmesi ancak yeterli yapısal yükseklik ile mümkündür. Daha sonra yükün etki ettiği yerlerde ana sac destekler güçlendirilmelidir.
Şek. 13 ve 14 — Çapraz kiriş bağlantısının çeşitleri
Boyuna destekler
Boyuna destekler karayolu altında ve yaya geçitlerinin altında olabilir. Genellikle köprü korkuluğuna bağlanan dış kirişe kenar boyuna kirişi denir. Boyuna destekler haddelenmiş ve sac desteklerden yapılmıştır. Menzilleri 12 m’ye kadardır. Boyuna kirişler hareketli yükün en doğrudan etkisine maruz kaldıklarından bükülmeye karşı sağlamlıkları özellikle önemlidir. Demiryolu köprülerinde 1/8 ila 1/10 açıklık aralığındaki kiriş yüksekliği hedeflenir. Yüksek kaliteli çelikten yapılmış boyuna destekler, yüksek bükülme nedeniyle genellikle uygun değildir. Birçok eski köprüde boyuna kirişlerin bağlantısı şekil 2’ye göre gerçekleştirilmiştir. 15. Bağlantı açılarından biri haddelenmiş desteğin bacakları arasında uzanırken diğeri çapraz desteğin tüm yüksekliğine dayanır. Bu tür bağlantılarda önemli ikincil gerilmeler meydana gelir ve çoğu durumda bunlarla birlikte yorulma kırılmaları ve bacağın kesildiği noktada çatlaklar meydana gelir. Bu nedenle demiryolu köprülerinde bu tür bağlantılara izin verilmiyor. Bacakların kesilmesi kaçınılmazsa, çatlak riskini önlemek için bu kesimler geniş yuvarlatılarak yapılmalıdır.
Şek. 15 — Boyuna destek bağlantısı
Drenaj
Köprülerin drenajına çok dikkat edilmelidir. Suyun hızlı ve tam drenajı, köprünün yanı sıra yol yüzeyinin uzun ömürlü olması için en önemli ön koşuldur. Artan paslanma ve artan bakım maliyetlerinin yanı sıra su tutan alanlar da donma hasarı nedeniyle tehlikelidir. Köprünün seviyesi buna izin veriyorsa, yol köprülerinin belirli bir boylamasına eğimi olmalıdır (1%’den az olmamalıdır), bu da suyun kanalizasyona akışını sağlayacaktır. Yağ ve tozla kirlenmiş su, oluklar vasıtasıyla tahliye edilir. Bu olukların düzenli olarak temizlenebilmesi için yeterli uzunlamasına eğime sahip olması ve erişilebilir olması gerekir.
Şek. 16 — Yol yüzeyinin drenaj ve koruyucu katmanları
Asfalt kaplamalar kesinlikle geçirimsiz değildir. Asfalt vibrasyonlu bir beton levhanın üzerinde bulunuyorsa ve bu levhanın kendisi büyük ölçüde geçirimsizse, asfaltın altındaki özel yalıtımdan vazgeçilebilir. Kaplama yağmur suyunun bir kısmının içeri girmesini sağlayacak kadar geçirimsiz değilse yalıtım sağlanmalıdır. Çelik köprüler için, asfalt bitüm veya terra vb. kaplamalar, yün keçe veya jüt dokumalı katı kağıt ekleri içeren bitümlü yalıtım kütlelerinin yalıtım katmanları ve ayrıca bakır veya alüminyumdan metal folyoların yalıtım katmanları dikkate alınır. Yalıtım katmanları koruyucu katmanlarla mekanik hasarlardan korunmalıdır.
Şelalelerin, olukların, asfaltın, beton levhaların, bitümlü kütlelerin, keçe, jüt ve metal folyoların tanımları tarihseldir. Modern drenaj, su yalıtımı, çelik koruma, penetrasyon detayları ve bakımı güncel mevzuatlara, iklim koşullarına, trafik ve fiili inşaatlara göre uyumlu bir sistem olarak tasarlanmıştır.
Şek. 17 — Köprünün kenarı boyunca drenajın detayı
Kaplinler
Kalay destekler, destek düzlemine dik yönde çok az sertliğe sahiptir, düğüm noktalarında varsayılan eklemlere sahip ızgaralar, enine yönde birden fazla hareket edebilir. Bu nedenle öncelikle mekansal olarak stabil yapılar oluşturmak için rüzgar desteklerine ve çapraz çerçevelere ihtiyaç vardır. Ayrıca ana mesnetlerin düzlemine enine etki eden yükleri almalı ve son olarak burkulmaya ve devrilmeye karşı konstrüksiyonu sağlamalıdır.
Rüzgara karşı kaplinler
Bu kaplinler rüzgar ve diğer yatay yüklerden gelen kuvvetleri alacak şekilde boyutlandırılmıştır. Kayışlara göre düz veya kavisli ızgaralar veya çerçeve desteklerinden oluşurlar. Rüzgâra karşı kaplin kayışları da çoğunlukla ana destek kayışlarıdır. Çoğu zaman enine destekler aynı zamanda rüzgara karşı kaplinin dikey kısımlarıdır.
Yüklü bir köprü için, yüksüz bir köprüye göre daha az rüzgar yükü alınır. Kesit izin veriyorsa, kafes köprülerde tercihen ana kirişlerin kirişleri arasında iki rüzgar desteği bulunur. Şekil 2’deki sistem çizimlerine bakın. 18 Rüzgar önleyici kaplinler ve enine kaplinler kesikli çizgilerle işaretlenmiştir.
Enine bağlantıların sayısı ve türü, mekansal olarak rijit bir sistem oluşturmaya yeterli olmalıdır. Izgaraların bilyeli mafsal durumunda da stabilite sağlaması yaygındır. Limanlar ve Gerber kirişleri, küçük köprüler hariç, rüzgâra ve burkulmaya karşı özel kaplinlerle güçlendirilmiştir. Ana desteklerin birleşim yerlerinde kaplinler, bağlantıların hareketini etkilemeyecek şekilde yapılmalıdır, şek. 18e.
Şek. 18 — Rüzgara karşı kaplinlerin yerleşimi
Sac veya betonarmeden yapılmış geniş kaldırım levhalarının düzlemleri oldukça rijittir. Açıklıklar çok büyük değilse, kaplama levhası uygun rolü üstlenebileceği için rüzgara karşı özel bağlantılardan vazgeçilebilir. Sadece montaj sırasında enine kuvvetleri alacak şekilde önlem alınmalıdır.
Dolgu seçimi yapılırken genel olarak çubuklardaki kuvvetlerin küçük, çubukların bükülme boylarının büyük olduğu dikkate alınmalıdır. Bu nedenle kısa çubuk uzunluklarına sahip kafesler (örn. K-sistemi veya eşkenar dörtgen sistem) tercih edilir. Bazen bükülme uzunluğunu azaltmak için rüzgar önleyici kaplin yol desteklerine asılır. Kaplamanın üzerindeki bağlantılarda genellikle dikey olmayan eşkenar dörtgen sistem kullanılır.
Kuplin’in rüzgara karşı yükseklik konumu temel olarak yapısal koşullara göre belirlenir (şek. 19). Mümkünse burada da eksantrik bağlantıdan kaçınılır. özellikle yüksek kuvvetlerde ve rüzgara karşı kaplin, çubukların milleri ana desteklerin düzlemlerinde kesişecek şekilde ayarlanır (şek. 20).
Şek. 19 — Rüzgar önleyici bağlantının rakım konumu
Şek. 20 — Rüzgar Önleyici Bağlantı Düğümü
Çapraz çerçeveler
Üzerinde yol bulunan köprüler, şekil 1’e göre hafif kafes çerçevelerle güçlendirilebilir. 22. Sac kirişlerin ana takviyelerine çerçeve şeklindeki enine bağlantılar bağlanabilir. Şek. 21 birçok kablo, iki bağlantı noktası üzerindeki gergi çerçevesi üzerine, yani traversin altındaki ızgara üzerine yerleştirilir, böylece orta inceleme yolundan erişilebilirler.
Şek. 21 — Enine çerçeve ve montaj kılavuzu
Şek. 22 — Kafes çapraz çerçeve
Altında yol bulunan köprülerde enine çerçevelerin şekli araçların geçişine uygun serbest profil tarafından belirlenir. Kafes enine çerçeveli köprüler, Şek. 23d. Kısmi yükte bile tüm ana desteklerin işbirliğini sağlamak amacıyla ızgaralarda yükü dağıtan enine çerçevelere (şek. 24) ihtiyaç vardır. Eğri hatlı bir demiryolu köprüsü ise veya ana kirişler kavisli ise, kaplinlerin statik hesabında bu durum dikkate alınmalıdır.
Şek. 23 — Enine kaplin ve ana destek örnekleri
Şek. 24 — Herdecke yakınındaki Ruhr Nehri üzerindeki köprüde yük dağıtımı için kesit ve çapraz kiriş
Yan darbe bağlantısı
Demiryolu köprülerinin boylamasına destekleri arasında (şek. 23c), araçların yan darbelerini karşılamak için özel bir bağlantı sağlanması gereklidir. Boyuna I-kirişler enine yönde orantılı olarak çok az rijittir, dolayısıyla yanal darbelere karşı bağlantının yanal burkulmaya karşı güvenliklerini artırması arzu edilir (Şekil 25).
İncir.25— Yan darbe kavraması
Fren önleyici kavrama
Enine kirişler, aracın frenlenmesi veya hareket ettirilmesi sırasında meydana gelen, köprünün uzunlamasına yönünde etki eden kuvvetleri alamazlar ve frenleme önleyici kaplinler takılarak bu kuvvetlerin hafifletilmesi gerekir. Bunlar kafes düz destekleridir (şek.26) uzunlamasına destekleri rüzgara karşı kaplinle birleştiren (şek.27). Taşıyıcı ile kaplin arasında genellikle yükseklik farkı bulunur. Desteklerin uzunluğunun rüzgar önleyici kaplinle doğrudan bağlanabildiği durumlarda, rüzgar önleyici kaplini dolduran çubuklar önemli bir bükülme yükü alamadığından özel bir frenleme önleyici kaplin gereklidir. Bazı durumlarda, tek hatlı rüzgar önleyici kaplin, yan darbe önleyici kaplin ve frenleme önleyici kaplin şeklinde birleştirilebilir.
Şek. 26 — Fren önleyici kavrama sistemi
Şek. 27 — Fren önleyici kavrama