Asma köprüler ve yapım aşamasındaki detaylar
Asma köprüler gerek büyük açıklıkların geçilmesi, gerekse köprü altında kalan alanların kolayca kullanılabilmesi açısından benzerlerinden daha iktisadi mühendislik yapılarıdır. Asma köprüler mühendislik açısından da önemli yapılardır. Bu tip köprülerin yüksek inşa maliyetleri ve bulundukları bölgelerdeki lojistik önemleri göz önüne alındığında, bu tür mühendislik yapılarının yapısal davranışlarının çok iyi belirlenmesi gerektiği ortaya çıkmaktadır. Asma köprüleri kule, kablo, askı, ankraj ve tabliye olmak üzere ana elemanlar oluşturmaktadır. Kulelere mesnet oluşturan temellerde su içerisinde yapılması gerektiğinde, pahalı ve zor olduğu için önem kazanırlar.
Köprüler insanların eski zamandan beri hayatlarını kolaylaştıran en önemli yapılardan biridir. Çok önceden köprüler, akarsuların, hatta kıtaların, derin vadilerin geçilmesini sağlayan ve insanların birbirlerine erişmek için kullanılan bir yapıydı. Çok önceden yapılan köprüler ensiz, küçük açıklıklı ve az yükleri kaldırabilecek vasıfta, ahşap ve kargir malzemelerden yapılırken; son günlerde bu köprülerin yerini çelik ve betonarme köprüler almıştır. Bu maksatla şimdiki zamanda engin, uzun açıklıklı ve ağır yüklemeleri kaldırabilecek çelik ve betonarme köprüler yapı edilmektedir. Asma köprüler inşa edilirken önce kule ve ankraj sistemleri inşa edilir. Kule inşasından sonra ana kablo çekilir. Ana kablo çekildikten sonra askılar ana kobloya bağlanır ve bir vinç yardımıyla tabliye kademeli olarak ana açıklığın ortasından başlayarak iki uca doğru eşit sayıda monte edilmeye başlanır.
Asma köprüler tek, iki ve üç açıklıklı iki kuleli veya çok açıklıklı üç ya da daha fazla kuleli olarak inşa edilmektedirler. Üç açıklıklı asma köprüler en yaygın olanıdır. Çok açıklıklı asma köprülerde kulelerin tepesindeki yatay yer değiştirmeler yükleme durumuna bağlı olarak artabilir ve bu tür yer değiştirmeleri kontrol etmek için önlem olmak gerekli olabilir. Asma köprülerde kullanılan ana kablolar, paralel sarılı tellerden oluşmuş kablolardır. Askı halatları, tabliye takviye kirişlerini taşır ve yükleri kulelere aktarır. Askı halatları dikey veya çapraz olabilir. Genellikle, asma köprülerin askıları dikeydir. Severn Köprüsü’nde tabliyenin sönümünü artırmak için çapraz askılar kullanılmıştır. Bazen, dikey ve çapraz askılar daha fazla rijit yapı elde etmek için birlikte kullanılabilir.
İlk yapılan asma köprülerde, ana kablo olarak zincirler, delikli çubuk zincirler ya da başka malzemeler kullanılmıştır. Tel kablolar asma köprülerde ilk kez 19. yüzyılın ilk yarısında kullanılmıştır. Paralel telli kablolar ilk kez 1854 yılında Niagara Şelalesi köprüsünde kabul görmüştür. Soğuk haddelenmiş ve galvanizli çelik tellerse ilk kez 1883 yılında Brooklyn Köprüsü’nde uygulanmıştır. Bu tip hemen hemen tüm modern uzun açıklıklı asma köprülerde kullanılmıştır.
Askı veya askı halatları, tabliyelerdeki yükü ana kabloya aktarır. Dikey, çarpık, çarpık ve dikey birlikte olmak üzere üç şekilde inşa edilebilir. Her bir askı, tabliye-askı bağlantısı, kablo-askı bağlantısı ve askının kendisi ile üç elemandan oluşturulmaktadır. Askılar büklümlü tel halatlar, çelik çubuk veya paralel tel halatlar şeklinde olabilirler. Asma köprülerde genellikle en çok kullanılan askı türü, büklümlü tel halatlı olanlardır.
Tabliye, hareketli araç yüklerini yayan ve taşıyan boyuna yapılardır. Araçların kullanacağı tabliyenin taşıyıcı sistemini kutu kesitli betonarme oluşturmaktadır. Beton tabliyeler asma köprülerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Malzeme olarak beton yüksek basınç dayanımına ve düşük çekme gerilmesine sahiptir. Asma köprülerin tabliyeleri, çekme gerilmeleri kablolar ile azaltılmış olduğunda betonun kullanılması uygun olmaktadır. Kaldırma işlemleri ana kablolar arasında düzenlenmiş gezici inşaat makineleri vasıtasıyla yapılır.
Asma köprü tabliye destek (takviye) kirişleri; hareketli araç yüklerini dağıtan ve destekleyen, yapının aerodinamik istikrarını güvence altına alan ve yanal sistem için bağlama kirişi görevi yapan yapılardır. Takviye kirişleri genellikle iki mafsallı veya sürekli tip olarak ikiye ayrılır. İki mafsallı takviye kirişleri karayolu köprülerinde yaygın olarak kullanılır.
Takviye kiriş genişliği, anayol ve banket genişliğine göre belirlenir. Eğilme ve burulma rijitliğinin etkili olduğu takviye kiriş derinliği ise aerodinamik stabiliteyi sağlayacak şekilde belirlenir. Alternatif takviye kirişi şekilleri inceledikten sonra, kirişlerin aerodinamik stabilitelerini test etmek için rüzgâr tüneli testleri yapılmaktadır.
Asma köprülerde ana kablolar dış ankraj ve kendinden ankrajlı olmak üzere iki şekilde ankrajlanır. Dış ankraj en yaygın olanıdır. Kendinden ankrajlı ana kablolar bir ankraj yerine tabliye takviye kirişlerine sabitlenir ve eksenel basınç kirişler tarafından karşılanır.
