Kemer köprüsü -Arch bridge

Bu makale yapı türü hakkındadır. Bu ada sahip belirli köprüler için bkz Arch Bridge (anlam ayrım) .
Kemer köprüsü
Japonya'da çift kemerli bir taş köprü
Japonya'da çift kemerli bir taş köprü
Ata Klaket köprüsü
Azalan Truss kemer köprüsü , ay köprüsü (duvar)
taşır Yayalar , araçlar , hafif raylı sistem , ağır raylı sistem , su
Açıklık aralığı kısadır, ancak genellikle büyük bir toplam uzunluk oluşturmak için uçtan uca ayarlanır
Malzeme duvarcılık , beton , ferforje , dökme demir , kereste , yapısal çelik
hareketli Numara
Tasarım çabası Düşük
Yanlış çalışma gerekli Evet

Bir kemer köprüsü , her iki ucunda kavisli bir kemer olarak şekillendirilmiş dayanakları olan bir köprüdür . Kemer köprüler, köprünün ağırlığını ve yüklerini kısmen her iki taraftaki payandalar tarafından sınırlanan yatay bir itme kuvvetine aktararak çalışır . Günümüzde genellikle daha ekonomik yapılar kullanılmasına rağmen, bir dizi kemerden bir viyadük (uzun bir köprü) yapılabilir.

Tarih

Ayrıca bakınız: Roma köprülerinin listesi , Almanya'daki ortaçağ taş köprülerinin listesi ve Fransa'daki ortaçağ köprülerinin listesi
Roma Alcántara Köprüsü , İspanya (MS 103-106)
Anji Köprüsü , MS 6-7 . yy

Muhtemelen mevcut en eski kemer köprüsü, MÖ 1300'den kalma Yunanistan'daki Miken Arkadiko Köprüsü'dür . Taş konsol kemerli köprü hala yerel halk tarafından kullanılmaktadır. İyi korunmuş Helenistik Eleutherna Köprüsü , üçgen bir bindirmeli kemere sahiptir. MÖ 4. yy. Rodos Yaya Köprüsü , erken bir kemer kemerine dayanmaktadır .

Gerçek kemerler Etrüskler ve eski Yunanlılar tarafından zaten bilinmesine rağmen , Romalılar - tonoz ve kubbede olduğu gibi - köprü inşası için kemerlerin potansiyelini tam olarak fark eden ilk kişilerdi. Mühendis Colin O'Connor tarafından derlenen Roma köprülerinin bir listesi, trafik için 330 Roma taş köprüsü , 34 Roma ahşap köprüsü ve 54 Roma su kemeri köprüsü içerir ; bunların önemli bir kısmı hala ayaktadır ve hatta araç taşımak için kullanılır. İtalyan bilim adamı Vittorio Galliazzo tarafından yapılan daha kapsamlı bir araştırma, 26 kadar ülkede (eski Yugoslavya dahil) çoğu taştan 931 Roma köprüsü buldu .

Roma kemer köprüleri genellikle yarım daire şeklindeydi , ancak bir kısmı yarım daireden daha az kavisli bir kemere sahip bir köprü olan segmental kemer köprüler ( Alconétar Köprüsü gibi) idi. Segmentli kemer köprünün avantajları, altından büyük miktarda taşkın suyunun geçmesine izin vermesiydi, bu da taşkınlar sırasında köprünün süpürülmesini önleyecek ve köprünün kendisi daha hafif olabilirdi. Genel olarak, Roma köprüleri , aynı boyut ve şekilde kama şeklindeki birincil kemer taşlarına ( voussoirs ) sahipti. Romalılar, Pont du Gard ve Segovia Su Kemeri gibi hem tek açıklıklı hem de uzun, çok kemerli su kemerleri inşa ettiler . Köprüleri erken zamanlardan itibaren, örneğin Roma'daki Pons Fabricius'ta (M.Ö.

Segovia Su Kemeri (c. 100 AD)

Romalı mühendisler, Opus caementicium adını verdikleri betonla köprüler inşa eden ilk ve sanayi devrimine kadar tek kişilerdi . Alcántara köprüsünde olduğu gibi, dışarısı genellikle tuğla veya kesme taşla kaplandı .

Romalılar ayrıca köprü yapımına segmental kemer köprüler getirdiler. Türkiye'nin güneybatısındaki 330 m uzunluğundaki (1.080 ft) Limyra Köprüsü , ortalama yükselme oranı 5,3:1 olan 26 dilimli kemere sahiptir ve bu, köprüye bin yıldan fazla bir süredir emsalsiz bir düzlük profili kazandırmaktadır. Trajan'ın Tuna üzerindeki köprüsünde (40 m yüksekliğindeki (130 ft) beton iskeleler üzerinde duran) ahşaptan yapılmış açık köşeli dilimli kemerler vardı. Bu, hem genel hem de bireysel açıklık uzunluğu açısından bin yılın en uzun kemer köprüsü olurken, mevcut en uzun Roma köprüsü 790 m uzunluğunda (2.590 ft) Mérida'daki Puente Romano'dur . Kapadokya'daki Geç Roma Dönemi Karamagara Köprüsü , sivri kemerli, ayakta kalan en eski köprü olabilir.

Şeytan köprüsü , Céret , Fransa (1341)

Ortaçağ Avrupa'sında , köprü inşaatçıları daha dar payandalar , daha ince kemer varilleri ve köprülerde daha yüksek açıklık oranları kullanarak Roma yapılarını geliştirdiler . Gotik sivri kemerler de tanıtıldı, yanal baskıyı azalttı ve eksantrik Puente del Diablo'da (1282) olduğu gibi açıklıklar arttı.

Özellikle 14. yüzyıl, köprü inşasının yeni zirvelere ulaştığını gördü. Yığma kemer inşaatı tarihinde daha önce duyulmamış olan 40 m'lik (130 ft) açıklık uzunluklarına artık İspanya ( Puente de San Martín ), İtalya ( Castelvecchio Köprüsü ) ve Fransa ( Şeytan köprüsü ve Pont Grand ) kadar çeşitli yerlerde ulaşıldı. ) ve yarım daire, sivri ve dilimli kemerler kadar farklı kemer tipleri ile. 15. yüzyılda yıkılan Trezzo sull'Adda'daki köprü, 1796'ya kadar eşleşmeyen 72 m'lik (236 ft) bir açıklığa bile sahipti.

Ponte Vecchio , Floransa , İtalya (1345 )

Beğenilen Floransalı segmental kemer köprüsü Ponte Vecchio (1345) gibi yapılar, ses mühendisliğini (5,3'e 1'in üzerinde yayılma oranı) estetik çekicilikle birleştirdi. Rönesans Ponte Santa Trinita'nın (1569) üç zarif kemeri, dünyadaki en eski eliptik kemer köprüsünü oluşturur. Bu tür düşük yükselen yapılar , Nürnberg'deki Venedik Rialto köprüsünde ve Fleischbrücke'de (yükselme oranı 6.4: 1) binlerce ahşap kazık üzerine kurulmuş, yanal köprüyü daha etkin bir şekilde etkisiz hale getirmek için kısmen eğik olarak zemine çarpmış devasa dayanaklar gerektiriyordu . itme.

Richmond Köprüsü , Avustralya'daki en eski operasyonel köprü (1825)

Çin'de, mevcut en eski kemerli köprü, MS 605 tarihli Zhaozhou Köprüsü'dür ve 5.2:1'lik çok düşük bir açıklık-yükselme oranını, köşebent kemerlerin (demir dirseklerle desteklenmiş) kullanımıyla birleştirmiştir. 167 fit (51 m) uzunluğa ve 123 fit (37 m) açıklığa sahip olan Zhaozhou Köprüsü, sel suları için daha büyük bir geçişe izin veren dünyanın ilk tamamen taş açık köşeli kemer köprüsüdür. Delikli köşelere sahip köprüler, Çin'de olduğu gibi dünya çapında bulunabilir ( Zhaozhou Köprüsü , 7. yüzyıl). Yunanistan ( Arta Köprüsü , 17. yüzyıl) ve Galler ( Cenarth Köprüsü , 18. yüzyıl).

Daha modern zamanlarda, Thomas Telford , Isambard Kingdom Brunel ve John Rennie de dahil olmak üzere birçok inşaat mühendisi tarafından taş ve tuğla kemerler inşa edilmeye devam edildi . Önemli bir öncü, çok daha dar payandalar, revize edilmiş hesaplama yöntemleri ve son derece düşük açıklık-yükselme oranları kullanan Jean-Rodolphe Perronet'ti . Kemer köprülerinin yapımında dökme demir , çelik ve beton gibi farklı malzemeler giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Basit sıkıştırma kemer köprüleri

Basit malzemelerin avantajları

Monroe Street Bridge , Spokane, Washington'un merkez kemerinde sahtecilik . 1911.
Kerava , Finlandiya'daki Kerava Nehri üzerindeki eski taş kemer köprüsü

Taş, tuğla ve benzeri diğer malzemeler, sıkıştırmada ve bir şekilde kesmede güçlüdür , ancak çekmede çok fazla kuvvete karşı koyamazlar . Sonuç olarak, yığma kemer köprüleri, mümkün olduğu kadar sürekli olarak sıkıştırma altında olacak şekilde tasarlanmıştır. Her kemer, merkezleme olarak bilinen geçici bir sahte çerçeve üzerine inşa edilmiştir . İlk sıkıştırma kemer köprülerinde, köprünün ortasındaki bir kilit taşı , köprünün geri kalanının ağırlığını taşıyordu. Köprüye ne kadar ağırlık verilirse yapısı o kadar sağlamlaşıyordu. Yığma kemer köprüleri, köprü üzerindeki bu ölü ağırlığı artırmak ve yükler köprü boyunca hareket ederken kemer halkasında gerilim oluşmasını önlemek için kemerin üzerinde bir miktar dolgu malzemesi (tipik olarak sıkıştırılmış moloz) kullanır. Bu tür köprüleri inşa etmek için kullanılan diğer malzemeler tuğla ve betonarme idi. Yığma (kesme taş) kullanıldığında, kesme kuvvetlerini en aza indirmek için yüzlerin açıları kesilir. Rastgele duvarcılık (kesilmemiş ve hazırlanmamış taşlar) kullanıldığında, bunlar birlikte harçlanır ve iskele kaldırılmadan önce harcın priz almasına izin verilir.

Geleneksel yığma kemerler genellikle dayanıklıdır ve yerleşmeye veya oyulmaya karşı bir şekilde dirençlidir. Bununla birlikte, modern alternatiflere göre, bu tür köprüler çok ağırdır ve kapsamlı temeller gerektirir . Ayrıca, işçilik maliyetlerinin yüksek olduğu yerlerde inşa etmek pahalıdır.

İnşaat sırası

Limyra'daki Roma Köprüsü'ndeki iş akışı : alt kemer kaburgası tamamlanır tamamlanmaz sahte yapı başka bir açıklığa taşındı
  • Kemerlerin bir su yolu yatağında (iskelelerde veya kıyılarda) kurulduğu durumlarda, su yönlendirilir, böylece çakıl ilk önce kazılabilir ve iyi bir temel (güçlü malzemeden) ile değiştirilebilir. Bunlardan, temel payandaları , yay olarak bilinen bir nokta olan, kemerlerin amaçlanan tabanının yüksekliğine kadar dikilir/yükseltilir .
  • Sahte merkezleme (İngiliz İngilizcesi: kemer çerçevesi), tipik olarak kereste ve tahtalardan üretilir. Çok kemerli bir köprünün her kemeri komşularına bir itme kuvveti uygulayacağından, ya köprünün tüm kemerlerinin aynı anda yükseltilmesi ya da çok geniş payandaların kullanılması gerekir. Uç kemerlerden gelen itki, kanyon duvarlarındaki önemli (dikey) temeller veya kemerlerden de oluşturulabilen köprüye bir anlamda rampalar oluşturan büyük eğimli düzlemler tarafından toprağa alınır.
  • Birkaç kemer, merkezleme üzerine inşa edilmiştir (veya tek kemer). Her bir temel kemer fıçısı inşa edildikten sonra, kemerler, yatay olarak uzanan bağ sıraları (katmanları) halinde döşenebilecek olan dolgu duvar ile stabilize edilir (veya kemer ). Bunlar, daha sonra uygun gevşek malzeme ve molozla doldurulan köşebentler olarak bilinen iki dış duvar oluşturabilir .
  • Yol asfalttır ve parapet duvarları trafiği köprüye koruyucu bir şekilde sınırlar.

Kemer köprüsü türleri

Corbel kemer köprüsü

Ayrıca bakınız: Corbel kemeri

Bindirmeli kemer köprüsü, her biri art arda daha yüksek olan (katman) konsolların bir öncekinden biraz daha fazla olduğu bir duvar veya taş köprüdür. Kemerin yuvarlak bir şekle sahip olması için duvarın basamakları kesilebilir. Bindirmeli kemer, kemerin altında itme veya dışa doğru basınç oluşturmaz ve gerçek bir kemer olarak kabul edilmez. Bu itmeye sahip olmadığı için gerçek bir kemerden daha kararlıdır. Dezavantajı, bu tür kemerlerin geniş açıklıklar için uygun olmamasıdır.

Su kemerleri ve kanal viyadükleri

Bazı yerlerde, örneğin bir kanal veya su kaynağının bir vadiyi kapsaması gerektiği gibi, nispeten yüksek bir yükseklikte geniş bir boşluk bırakmak gerekir. Aşırı büyük kemerler veya çok uzun destekleyici sütunlar (taş kullanmak zor) inşa etmek yerine, tabanda daha geniş yapılarla birlikte bir dizi kemerli yapı birbiri üzerine inşa edilir. Romalı inşaat mühendisleri , tasarımı geliştirdi ve yalnızca basit malzemeler, ekipman ve matematik kullanarak son derece rafine yapılar inşa etti. Kemerlerin yansımaları daire veya elipslerin görsel bir izlenimini oluşturduğundan, özellikle su boyunca uzanırken hoş bir şekle sahip olduğu için bu tip hala kanal viyadüklerinde ve yollarda kullanılmaktadır.

güverte kemer köprüsü

Bu tip köprü, güvertenin tamamen kemerin üzerinde olduğu bir kemer içerir. Kemer ile güverte arasındaki alan, spandrel olarak bilinir . Köşelik katı ise, genellikle bir duvar veya taş kemer köprüsünde olduğu gibi, köprüye kapalı köşeli güverte kemer köprüsü denir . Güverte, kemerden yükselen bir dizi dikey sütun tarafından destekleniyorsa, köprü, açık açıklıklı güverte kemer köprüsü olarak bilinir . Alexander Hamilton Köprüsü , açık yaylı kemer köprüsüne bir örnektir. Son olarak, eğer kemer güverteyi sadece kemerin tepesinde destekliyorsa, köprüye katedral kemer köprüsü denir .

Ayrıca bakınız: Kategori:Güverte kemer köprüleri
Ayrıca bakınız: Desteklenen en uzun üç güverte kemer köprüsü açıklığının zaman çizelgesi

Kemer köprüsünden

Ana madde: Kemer köprüsünden
Ayrıca bakınız: Kategori: Kemerli köprüler üzerinden
Cotter Köprüsü , açık köşelere sahip bir geçişli kemer köprüsü

Bu tip bir köprü, tabanı güvertede veya altında olan, ancak üstü onun üzerinde yükselen bir kemere sahiptir, bu nedenle güverte kemerden geçer . Güvertenin orta kısmı, bağlı kemerli bir köprüde olduğu gibi, asma kabloları veya bağlantı çubukları aracılığıyla kemer tarafından desteklenir . Köprünün uçları, bir güverte kemer köprüsünde olduğu gibi alttan desteklenebilir. Aşağıdaki kemerden desteklenen herhangi bir parça, kapalı veya açık köşelere sahip olabilir.

Sidney Liman Köprüsü ve Bayonne Köprüsü , kiriş tipi bir kemer kullanan bir geçişli kemer köprüsüdür.

bağlı kemerli köprü

Ana madde: Bağlı kemerli köprü

Bir kiriş kemeri olarak da bilinen bu tür kemer köprüsü, kemerin iki zıt ucu arasında bir bağ içerir. Bağ genellikle güvertedir ve normalde bir kemer köprünün payandalarına uygulanacak olan yatay itme kuvvetlerine dayanabilir.

Güverte kemerden asılır. Kemer, katenerin gergin olduğu bir asma köprünün aksine sıkıştırılır . Bağlı kemerli bir köprü, açık kemerli bir köprü de olabilir.

menteşeli kemer köprü

Namur, Belçika'daki üç menteşeli bir kemer köprüsünde yaylanma noktası menteşesi (solda) ve taç menteşesi (sağda)
Ana madde: Menteşeli kemer köprüsü

Yapısal elemanlar arasında harekete izin vermek için menteşelere sahip bir kemer köprüsü. Tek menteşeli bir köprünün kemerin tepesinde bir menteşesi vardır, iki menteşeli bir köprünün her iki yay noktasında menteşeleri vardır ve üç menteşeli bir köprü üç konumda da menteşelidir.

Galeri

Modern malzemelerin kullanımı

Çoğu modern kemer köprüler betonarme yapılır . Bu tip köprü, kalıpları, takviye çeliğini ve kürlenmemiş betonu desteklemek için geçici bir merkezleme yapılabileceği durumlarda uygundur. Beton yeterince yerleştirildiğinde, kalıplar ve kalıplar kaldırılır. Prekast betondan betonarme bir kemer inşa etmek de mümkündür , burada kemer iki yarıya inşa edilir ve daha sonra birbirine yaslanır.

Çelikten veya betonarme betondan yapılmış birçok modern köprü, yüklerinin bir kısmını genellikle yapıları içindeki gerilimle taşır. Bu, abutmentlere karşı olan yatay itmeyi azaltır veya ortadan kaldırır ve daha zayıf zeminlerde yapılarına izin verir. Yapısal ve analitik olarak bunlar gerçek kemerler değil , kemer şeklinde bir kiriştir . Bu tip hakkında daha fazla bilgi için kafes kemer köprüsüne bakın .

Kemer köprüsünün modern bir evrimi, uzun açıklıklı kemer köprüsüdür . Bu, çelik ve öngerilmeli beton gibi çekmede güçlü olan hafif malzemelerin kullanılmasıyla mümkün olmuştur.

Ayrıca bakınız

Dipnotlar

Referanslar

Dış bağlantılar