Köprünün mühendisi Riccardo Morandi, yani köprü ismini mühendisinden alıyor. Riccardo Morandi’nin belli köprülerine bakınca bir karakteristik göze çarpiyor. Morandi’nin bu tarz birçok köprüsü bulunuyor.
Yukarıda attığım köprü gergin eğik askılı köprüleri andırıyor (öyle), ama farkları var aşağıdakine göre.
Ana farkları tipik eğik gergin askılı köprülerde çok sayıda kablo bulunur ve bunlar çelik kablolardan oluşur. Morandi’nin köprülerinde ise bu eğik elemanlar öngermeli betonarme elemanlardan oluşuyor ve kulenin bir yönünde iki tane bulunuyor. Bu bahsettiğim iki konu ise tasarımı sorunlu bir hale getiriyor. Kendisi bu tasarımı seçerken betonBetonÇimento, agrega (kum, çakıl) ve suyun belirli oranlarda karıştırılmasıyla elde edilen, zamanla sertleşerek yüksek basınç dayanımı kazanan kompozit yapı malzemesi. ile çelik elemanları korozyona karşı korumayı ve betonarme eleman sayesinde bu eğik elemanların rijitliğini artırmayı amaçlamış. Yol açtığı sorunlar ise:
İlk sorun öngermeli betonarme: Eğik elemanlara beton pompalanması o yıllarda sorunluymuş ve zaten yapım aşamasında da bu konuda sorun yaşanmış. Sonuç olarak beton iyi bir şekilde yerleşmediğinden dolayı boşluklar kalmış. Betonun boşluklu yapısından dolayı da betonarmedeki çelik elemanlar çok daha hızlı korozyona uğramış. Normal betonarmede de korozyona uğrayan çelik donatılar sorun yaratır ancak öngermeli betonarme elemanlarda öngerme çeliklerinin korozyona uğraması çok daha büyük sorun yaratır. Bu nedenle öngermeli betonarme tasarımında çatlak sınırlamaları çok ufak tutulmaya çalışılır.
İkinci sorun ise yedeklenen elemanlar (redundancy): Yukarıda bahsettiğim gibi Morandi’nin köprüleri tipik eğik gergin askılı köprüler gibi birçok kablo ile bağlı değil. Kulenin her iki tarafında da sadece iki tane öngermeli betonarme eleman bu işi görmek için bulunuyor. Bu elemanlardan herhangi birisinin zarar görmesi durumunda ise diğer elemanlar çok ciddi bir yükün altına giriyor. Atıyorum bir tarafında beş kablo olsaydı her kablo sadece yükün %20’sini taşımak zorunda kalacaktı ve bir kablo kopsaydı, geriye kalan dört kablo ekstra bir %20/4= %5 yük taşımak zorunda kalacaktı. Yani normalde taşıdığı yükten sadece %25 daha fazlasını taşımak zorunda kalacaktı. Ama sadece iki tane olunca ve birisi kopunca diğer eleman taşıması gereken yükün iki katını taşımak zorunda kalıyor.
Köprünün yıkılma nedenlerine gelince de ilk olarak yıllar boyunca korozyona uğrayan çelik elemanlar var. Köprünün kullanım hayatı boyunca da düzgün bakım görmediği belirtiliyor. Özellikle eğik öngermeli betonarme elemanların bakımının çok zor olduğunu ve neredeyse hiç yapılmadığını dile getirmiş İtalyan yetkililer. Bunun üzerine bir de yorgunluğun ciddi etkisi olduğunu yazan bir makale okumuştum. Korozyon + yorgunluk nedeniyle kopan eğik elemanlardan birisinin ardından diğeri de ekstra taşıması gereken yükü taşıyamayınca komple bir tarafı yıkılmış.
Kısacası köprünün yıkılmasının ana nedenleri bakım yapılmaması ve yanlış/eksik tasarım denebilir. Mühendislikte genel kabul görmüş tasarımlardan fazla şasılmamasının nedeni bu tarz hatalar. Morandi zamanında bu tasarımları yaparken elemanlardan birinin kopması durumunu pek düşünmemiş herhalde, düşünmemesi de baya saçma geliyor ama. Günümüzde ise köprü tasarımında standart yüklemelerden birisidir kablo kopması veya bakım için bir kablonun değiştirilmesi durumları.
Morandi Köprüsü neden yıkıldı?
Köprüdeki öngerme çelik elemanları yıllar içinde korozyona uğradı ve yeterli bakım görmedi. Eğik elemanlardan biri koptuktan sonra yükü devralan diğer eleman bu yükü taşıyamadı ve köprünün bir tarafı yıkıldı.
Morandi Köprüsü'nün tasarımı tipik kablo destekli köprülerden nasıl farklıydı?
Tipik kablo destekli köprülerde çok sayıda çelik kablo bulunurken Morandi tasarımında eğik elemanlar öngerilmeli betonarme elemanlardan oluşuyordu. Kulenin her iki yönünde bu elemanlardan yalnızca ikişer tane bulunuyordu.
Morandi Köprüsü'nde yedeklilik neden önemliydi?
Az sayıda eğik eleman kullanılması, elemanlardan biri zarar gördüğünde kalan elemanların çok daha büyük bir yük üstlenmesine yol açıyordu. Bu nedenle tek bir elemandaki hasar, sistemin yük paylaşımını ciddi biçimde değiştirebiliyordu.
Öngerme çeliklerindeki korozyon neden ciddi bir sorun oluşturdu?
Yapım sırasında betonun iyi yerleşmemesi boşluklar bırakmış ve çelik elemanların korozyona uğramasını kolaylaştırmıştı. Öngerme elemanlarının korozyonu, bu elemanlardaki gerilme nedeniyle özellikle kritik hale gelir.
Morandi Köprüsü örneği bakım ve tasarım açısından ne gösterir?
Öngerilmeli betonarme eğik elemanların bakımı zor olduğundan düzenli bakım tasarımın önemli bir parçasıdır. Tasarımda bir kablonun kopması veya bakım için çıkarılması durumunda yükün nasıl devredileceği de dikkate alınmalıdır.
Yorumlar yükleniyor...