14 Ağustos 2018 günü İtalya’nın Genova kentini Fransa’ya bağlayan ana otobanlardan biri olan A10 Autostrade’nin Polcevera kısmı üzerindeki viyadük, fırtınalı havanın da etkisiyle beklenmedik şekilde yıkıldı. (Resim 1, 2) 45 metre yükseklikteki betonarme tabliye büyük bir şiddetle yıkılırken üzerindeki 43 kişinin hayatını kaybetmesine neden oldu. Olayın şiddeti o kadar fazlaydı ki şok dalgaları köprünün altındaki görgü tanıklarını bile 10 metre geriye savurmuştu. Fırtınadan sonra daha netleşen görüntülere bakıldığında köprü ayaklarından birinin tamamen çöktüğü, ayağın yapısal bütünlüğünü zemine yakın noktaya kadar kaybettiği görülüyordu.

Bu olay erken modern ve modern karayolu köprülerinin durumları hakkında birçok soru işareti yarattı. Son yıllarda İtalya’da karayolu köprülerinde bazı ölümlü yıkılma olayları olduğu için konuyla ilgili gündemde zaten bir hassasiyet oluşmuştu.(1) Bu nedenle belli bir yaşın üstündeki

betonarme köprülerden bazıları tamir edilmiş, bazıları ise tamir edilmekteydi. Yıkılan Morandi Köprüsü de 2016 yılından beri tamirdeydi, ancak anlaşılan o ki yoğun kullanılan bu köprünün, tamir süresince trafiğe kapatılması göze alınamamıştı. Olay, İtalya’daki otobanların neredeyse yarısının işletme hakkını elinde bulunduran, Atlantia şirketinin ve bu şirketin % 50’den fazla hissesine sahip olan Benetton firmasının borsadaki değerlerini düşürecek kadar büyük sarsıntı yaşattı.(2) Ancak Renzo Piano’nun kelimeleri ile kendilerini “iyi inşaatçılar, harika tasarımcılar ve bilim insanlarının ülkesi”(3) olarak tanımlayan İtalyanlar için bu olayın yarattığı sarsıntı çok daha büyüktü. Ne de olsa hem çok büyük bir can kaybı oluşmuş hem de Riccardo Morandi gibi önemli bir mühendisin milli değer kabul edilen çok önemli bir eseri kaybedilmişti.

20. YÜZYIL İTALYAN MÜHENDİSLİĞİ

Her ne kadar bilim ve teknoloji tarihinde endüstri devriminin başladığı yer olarak İngiltere, geliştiği yerler olarak Batı Avrupa ve Amerika öne çıksalar da 19. yüzyılın sonlarından itibaren İtalyan mühendisliği İngiliz, Alman ve Fransız ekolleri ile başat rol oynamaya başlamıştı. Başta otoban olmak üzere özellikle karayolu ulaşımındaki yeniliklerin birçoğunun geliştiricisi olan İtalyan mühendisleri(4), mekanikte olduğu gibi inşaat mühendisliği alanında da önemli eserler vermişlerdi. Ancak 1920’lerden itibaren dünyada başlayan ekonomik daralmayla ve Mussolini dönemi ile birlikte ülkenin yeni politik ikliminin yarattığı yepyeni mücadelelerle boğuşmak zorunda kaldılar. Mussolini’nin politikalarının temelinde yatan diğer Avrupa ülkelerinden ekonomik olarak bağımsız kendi kendine yeten İtalya ideali, kısa süre içinde ülke sınırları içerisinde hammaddesi olmayan ürünlere kısıtlamalara dönüştü. Ülkede hammaddesi olmayan malzemelerden biri de çelikti.

Çelik ithalatının askeri amaçlar dışında kısıtlanmasından ilk etkilenen inşaat sektörü oldu. Çünkü bu dönemde betonarme İtalya’da hem küçük hem de büyük ölçekli inşaatlarda en yaygın kullanılan yapım sistemiydi. İnşaat sektöründeki bu gerçeğe rağmen çelik, hükümet politikalarıyla bir anda “gayri-milli” bir malzeme haline geldi ve 1939 yılında ithalatı tamamen yasaklandı. Betonarme üzerine uzmanlaşan tasarımcı ve mühendisler bu dönemde alternatif çözümlere yönelmek zorunda kaldılar. Bu çerçevede çalışmaların bir kısmı betonun güçlendirilmesi için İtalya’da yerel olarak bulunan alüminyum, ahşap ve benzeri malzemelerin nasıl kullanılabileceğine odaklanırken; diğerleri betonarmenin daha az donatı kullanarak daha yüksek dayanım üretecek şekilde geliştirilmesi araştırmalarına yoğunlaştı.(5)

Çelik miktarını azaltmak için çalışanlardan ilki Pier Luigi Nervi idi. Nervi, ferro-cemento adını verdiği hasır tel donatı üzerine ince katmanlar halinde beton dökülmesiyle elde edilen bir yöntem keşfetti. Bununla yüksek dayanımlı betonarme ince kabuk strüktürler yapabiliyor ve geniş açıklıkları çok daha az çimento ve çelik kullanarak geçebiliyordu.(6) Çelik kullanımını en aza indirmeye yönelik girişimlerde Nervi’yi Morandi’nin öngerme, Sergio Musmeci’nin kabuk ile ilgili çalışmaları izledi. Savaş dönemini malzeme ve teknik konusunda çalışmalarla geçiren İtalyan mühendisleri savaş sonrası yeniden yapılanma döneminde betonarme konusundaki patentli buluşları ve bu malzemeyle yaptıkları döneminin hesaplama bilgisinin sınırlarını zorlayan ikonik eserleri ile dünya çapında tanınır hale geleceklerdi. Bu kuşağın mimarlık tarihinde en bilinen temsilcisi ince betonarme kabukları ile Nervi ise de, İtalyan mühendisliğinin milli gururu kabul edilen Riccardo Morandi, Silvano Zorzi, Giorgio Gianelli, Sergio Musmeci gibi isimler geniş açıklıklı ikonik köprüleri ve deneysel betonarme teknikleri ile birçok meslek dergisine kapak olacaklar ve savaş sonrası “İtalyan mühendisliğinin temsilcileri” olarak kabul edileceklerdi.(7) (Resim 3-5)

ÖNGERMELİ GERGİN ASKILI KÖPRÜ TEKNİĞİ: MORANDİ VE POLCEVERA VİYADÜĞÜ

1930’larda İtalyan inşaat sektörü, Mussolini politikaları etkisinde kriz yaşamaya başladığında, daha az çelik harcanan yüksek dayanımlı betonarme Avrupa’da bir süredir geliştirilme aşamasındaydı;(8) çünkü yaklaşan savaşın etkisinde silahlanma yatırımları ile çeliğin piyasada azalması tüm Avrupa’da hissedilir hale gelmişti. 1930’ların başında özellikle Almanya ve Fransa’da öngerme ile ilgili bazı patentler alınmış, çeşitli uygulamalar yapılmıştı. İlk sonuçlar gösteriyordu ki öngerme ile bir yapı elemanı yapıldığında konvansiyonel yöntem ile yapılana göre yaklaşık % 30 daha az çelikle ve % 40 daha hafif yapılıyor ve testlerde de daha iyi dayanım gösteriyordu.(9) Bu cazip sonuçlar, çelik sıkıntısı çeken İtalyan mühendisleri için de öngermeyi araştırma konusu haline getirdi. Bunlardan biri de Morandi’ydi. Morandi 1930’lardan itibaren konvansiyonel betonarmenin zorlandığı sıra dışı taşıyıcılar tasarlarken yeni yöntemler üretmeye başlamıştı. İlk işlerinde kemer sistemini tercih eden Morandi, kullandığı betonarme tekniğini geliştirdikçe kendine has tektonik bir dilde eserler vermeye başladı. Savaş dönemi boyunca öngerme üzerine araştırmalar yapacak ve 1944 yılında germe kablolarına düşük voltajlı elektrik verdiği kendi yöntemine “Morandi M5” adı ile patent alacaktı. Bu teknolojiyi başta 1953’te inşa ettiği Verona Arena’nın bir kanadı da dahil olmak üzere, birçok projede kullanacaktı.(10) Morandi gergin eğik askılı tasarımlarını öngerme betonarme ile inşa ederek büyük açıklıkları geçebilmeye başladığında kariyerinin zirvesine ulaşacak ve bu sistemle tasarladığı ilk uluslararası işi olan Venezualla’daki Maracaibo Köprüsü projesiyle dünyada tanınır bir mühendis haline gelecekti. (Resim 3, 4) Morandi tarafından bulunan bu sistem kısa zaman yayılmış ve 1970’lerde Danimarka’dan, Arjantin’e birçok ülkede kullanılmıştı.(11)

Aslında ilk gergin eğik askılı köprüler “eye-bar” adı verilen çelik çubuklar ya da zincirlerle tabliyenin taşıyıcı kuleye bağlanması şeklinde 19. yüzyılın başlarında yapılmıştı.(12) Fakat bu yöntemde tabliyenin stabilizasyonu için çok sayıda kablonun taşıyıcı ayaklara bağlanması gerekiyordu. Morandi’nin A şeklindeki ayakların her birine 4 kablo askısı ile bağlanan tabliyeden oluşan sisteminin özgünlüğü, kablo askılı köprülerin hepsinden daha az sayıda askı kullanmasıydı. Onun keşfettiği yöntemle tabliye, taşıyıcı köprü ayaklarına içinde kabloların dışında öngermeli betonarme bir kabuğun olduğu gergin eğik askılarla asılıyordu. Bu sistemde kablonun etrafındaki beton kabuk sadece çeliği korumuyor aynı zamanda kabloların rijitleşmesini sağlıyordu. Böylece kabuk kompresyon etkisi altında sıkışarak hareketli yüklerin geçişi nedeniyle oluşan kablo sarkmalarını ve salınımları azaltıyor, kablonun dayanımına katkı veriyordu.(13)

Örneğin Morandi, Maracaibo’da bu sistemi kullanarak 235 metrelik bir açıklığı geçmeyi başarmıştı. (Resim 6) Daha sonra 280 metre geçtiği Libya’daki Wadi el Kuf Viyadüğü (Resim 7) ve 60 metre konsol taşıttığı Roma’daki Alitalia uçak hangarları üst örtüsü gibi birçok başka yapıda da bu tekniği kullanacak; ancak Polcevera Viyadüğü sadece taşıyıcı sistemiyle değil, aynı zamanda yapım koşulları ve benzeri birçok açıdan bu sistemle inşa ettiği en bilinen yapı haline gelecekti. Hatta köprü Morandi Köprüsü olarak anılmaya başlanacaktı.

Polcevera Viyadüğü için en önemli mühendislik sorunu, zaten var olan yoğun bir kentsel alanın üzerinden geçecek olmasıydı. (Resim 8) Viyadük, Polcevera Nehri, bir dizi önemli demiryolu hattı, ayrıca sivil ve endüstriyel binalar ile yoğun şekilde yapılaşmış bir vadi üzerinde yapılacaktı. Bu nedenle hem mevcut binalardan yüksek olmak hem de alttaki kent dokusunun işleyişini bozmayacak şekilde yere mümkün olan en az sayıda basmak zorundaydı. Üstelik yoğun konut bölgesi üzerinde inşa edilecek köprünün yere iskele kurmadan inşa edilebilecek şekilde tasarlanması gerekiyordu. (Resim 9)

Morandi, 90 metre yüksekliğinde A şeklinde üç büyük ayak ve iki büyük açıklık ile sık kentsel dokuya en az müdahale edilen bir çözüm önermişti. Üstelik bu köprü ayakları çatkı (trestle)(14) şeklinde olduğu için bastığı yerdeki sokak dokusunu zedelemeyecek ve köprünün altında yaşayanların hayatlarını engellemeyecekti. Dengeli konsol şeklindeki bu taşıyıcı aynı zamanda iskelesiz inşa sorunu için de bir çözümdü. Ayakların inşasından sonra boşlukta iki yana eklenerek inşa edilen tabliyeler, prefabrik parçalarla orta noktadan birbirine bağlanıyordu. İnşaat sırasında öngerme prosedürü belirleyiciydi. Germe işlemi uygulanana kadar yapılan kısımlar yapıyı dengede tutmak için güçlü bir geçici kablo paketi ile ayağa bağlanıyordu. Tüm parçalar tamamlandıktan sonra son olarak gerilmeler ayarlanıyor ve inşaat tamamlanıyordu.(15) Dört yıl süren çalışmanın ardından Eylül 1967’de trafiğe açılan Polcevera Viyadüğü İtalyan otoyollarının tarihinde hem teknik çözümün karmaşıklığı hem de yüksek estetik sonucu ile bir kilometre taşı kabul ediliyordu.

Ancak 1960’ların sonlarında halen elle hesaplama yapılıyor ve taşıyıcılıktan emin olabilmek için laboratuvar ortamında çeşitli ölçeklerde maketler yapılarak yükleme testlerine tabi tutuluyordu. Üstelik Morandi’nin önerdiği çözüm ne kadar modern olursa olsun dönemin beton kalitesi yeterince üst sınıf değildi. Beton üretim yöntemleri ile kayar kalıp sistemleri ise halen tam olarak endüstrileşmemişti. Köprünün kendisi kadar inşasıyla ilgili birçok yöntem ve araç gereci de tasarlamak zorunda kalan Morandi, dönemin koşulları içinde sadece mühendislik alanında değil inşaat teknikleri açısından da dikkat çekici bir başarı göstermişti. Öngerme konusundaki yenilikçi tavrı sayesinde 207.884 metrelik açıklığı sadece dört öngermeli betonarme askıyla geçmişti. İnşa yöntemi olarak da iskelesiz, yeni bir sistem yapmaya imkan veren bu fikri ve kusursuz bir dengeyle devasa açıklığı cesurca geçen yaklaşımı ile İtalyanlar için Polcevera Köprüsü, “bilimsel ilerlemeyi” temsil eden bir anıt niteliğindeydi. Poretti’nin(16) deyimiyle Morandi’nin öngermeli betonarme kablo askılı köprüsü “boşluğa yerleştirilmiş kusursuz bir denge figürü” gibi, sadece iki çift betonarme askı ile bağlanarak yerçekimine karşı bir zafer anıtı gibi kurgulanmıştı. Ancak, kablolardaki stresi azaltırken, rijit yapısı ile kablolara bükülmezlik kazandıran bu betonarme askılar, aynı zamanda Morandi tasarımının en zayıf noktasını oluşturuyordu.

Açılışından yaklaşık on yıl sonra Morandi, köprüyü incelemiş ve yapısal durumu hakkındaki kaygılarını dile getiren bir yazı yayımlamıştı. Köprünün yapıldığı bölge, atmosferik olarak agresif koşullara sahipti. Burası denizden yaklaşık bir km içeride bir vadi olduğu için tuzlu nem taşıyan şiddetli rüzgârlarla birlikte, bir de endüstriyel tesislerin asidik dumanlarının yoğun etkisi altındaydı. Üstelik köprünün açıldığı dönemden beri trafik yükü katlanarak artmıştı. Gözlemleri sonucu öngermeli yapısal elemanlarda yüzeysel çatlaklar tespit eden Morandi, bunun o dönem için sorun teşkil etmemekle birlikte köprünün üzerindeki artan trafik ve agresif hava koşulları etkileriyle birlikte ileride daha ciddi sonuçlar yaratabileceğini söylüyordu. Morandi’ye göre artan trafik yüküyle gerçekleşen bu çatlaklardan giren tuzlu ve kimyasal içerikli hava, metal aksamda yıpranmaya yol açabilirdi. Bu nedenle kısa vadede çatlakların reçine esaslı epoksi ile doldurulmasını ve düzenli bakım yapılmasını öneriyor ve “Er ya da geç […] her şeyin kimyasal dayanımı olan elastomerlerle kaplanması gerekecektir.” diyordu.(17)

1980’lerden beri köprü düzenli olarak gözlem altında tutulmasına rağmen Morandi’nin önerdiği işlem hiçbir zaman yapılmadı. Onun yerine konutların üzerindeki diğer ayakta 1993 yılında çelikle güçlendirme çalışması yapıldı; çünkü askı kirişlerin tabliyeye birleştiği bağlantı noktalarında çatlaklar gözlemlenmişti. (Resim 10) Yıkılan ayak için de bir süredir devam eden bir onarım çalışması bulunmaktaydı.(18) (Resim 11)

SONUÇ

İtalya’da, bu dikkat çekici mühendislik yapıları her zaman milli bir gurur olarak kabul edilmiş olsa da; tıpkı modern mimari miras gibi korunmaları ve belgelenmeleri konusunda son yıllara gelinene kadar bir koruma belgeleme bilinci oluşmamıştı. Ancak son dönemde, özellikle betonarme ile yapılan bu yapıların korunması ve güçlendirilmesi konularında bazı İtalyan üniversitelerinde kapsamlı çalışmalar gerçekleştirilmeye, doktora tezleri üretilmeye başlandı.(19)

Aynı şekilde, erken modern ve modern köprülerin korunmaya değer kültür varlığı olduğu konusunda mühendisliğiyle öne çıkan toplumlarda da bir artan bir bilinç var. Örneğin, demiryolu ve endüstrileşme tarihi ile özdeşleştiren İngiltere ve Amerika’da tarihî köprülerin korunması konusunda bazı enstitüler ve çalışmalar bulunuyor.(20)

20. yüzyıl mimarlık mirasının korunması konusunda dahi büyük bir bilinç eksikliği olan ülkemizde ise 20. yüzyıl mühendislik mirasının korunması konusu hayli yeni bir konu sayılmakta. Bugün kullanımda olan köprüler genel denetim süreçleri içinde bir şekilde gözlem altında bulunurken, çeşitli nedenlerle trafik hatlarından çıkarılan tarihî köprüler envanteri içinde yıkılmadan önce onları belgeleyecek ve belki restore edecek birini bekliyor. Bugün trafik hattı dışına çıkartılan tarihî betonarme köprülerin büyük çoğunluğu Karayolları Genel Müdürlüğü Tarihi Köprüler Şubesi’nin denetimi altında bulunuyor ve ne yazık ki geniş coğrafyamızdaki tüm zamanlara ait tarihî köprülerle birlikte ele alınıyorlar. Oysaki 20. yüzyıla ait bu yapılar malzeme, taşıyıcı sistem ve yapım teknikleri açısından kendilerinden öncekilerden tamamen farklı ve özgün bir değer taşıyorlar. Korunma ve güçlendirme çalışmalarında da bu nedenle uzmanlık bilgisine ihtiyaç duyuyorlar.

Bunların yanı sıra 2017 yılı verilerine göre, Türkiye’de karayolu hatları üzerinde halen kullanılmakta olan köprülerin % 20’si 1970 ve öncesinde yapılmış erken-modern ve modern köprüler grubuna giriyor.(21) Halen kullandığımız bu tarihî betonarme köprülerinin en önemli özelliği ise elle hesaplanmış ve büyük ölçüde endüstrileşmemiş ya da yarı-endüstrileşmiş yöntemlerle inşa edilmiş olmaları. 1950 öncesi betonarme ya da çelikle yapılmış olanların neredeyse tamamında malzeme sınıfı bugünkü kriterlere göre çok düşük sayılıyor, üstelik bu köprüler yapıldığı zaman için hesaplanan trafik yükünün çok üzerinde bir trafik yükü taşımak zorunda kalıyorlar. Demiryolu hatları üzerindeki proto-modern ve modern dönem köprülerle tehlikenin kapsamı daha da genişliyor.

Günümüz de bile betonarme en yeni ve hakkında en az bilgi sahibi olduğumuz yapı malzemelerinden biri olarak, bir yandan büyük potansiyel vadederken, diğer yandan da uzun dönem davranışı hakkında yeterince bilgi sahibi olmadığımız bir materyal olarak karşımıza çıkıyor. Henüz ilk betonarme yapıların 100 yaşını yeni geçtiği günümüzde betonarmenin zamana karşı dayanımı hepimiz için bir muamma. Bazı teoriler beton kürünün kimyasal olarak sonsuza dek sürdüğünü ve mermerleşme sürecine dönüşeceğini öne sürerken, bazıları da tozlaşmanın olacağını söylüyor.(22) Bunca karmaşaya rağmen dikkat çekici plastik özellikleri, monolitik bir yapı oluşturması ve açıklık geçme konusundaki kapasitesi özellikle Morandi gibi tasarımcı mühendisler için betonarmeyi vazgeçilmez derecede cazip hale getiriyor. Her ne kadar betonarme ile deneysel çalışmalar yapan bu mühendisler, malzemeyle deneysel çalışmalar yaparak tasarımlarının dayanımı konusunda güvenlik koşullarını test ediyorlarsa da, bu yapıların uzun dönem davranışları konusunda halen kimse bilgi sahibi değil.

19. yüzyıl sonu betonarmede kullanılan çeliğin en yüksek st32 standardında olması, nervürlü yapılmaması, betonun elle üretilmesi ve inşaat sırasında soğuk derzlerin oluşması, dönemin betonarme hesaplama tekniklerinin ve yapım teknolojilerinin zayıflığı ve benzeri nedenler bu köprüleri bugün ile kıyasladığımızda zaten riskli hale getirirken; bunun üzerine artan trafik yükü ve zamana bağlı yıpranma da eklenince “Erken modern ve modern köprüler tehlikeli mi?” sorusu daha kritikleşiyor. Ama bu köprülere riskli diyerek bunları terk etmek de aynı şekilde hem ekonomik değil hem de tarihî değerlerini görmezden gelmek anlamına geliyor.

Bugün, 1925 yılında trafiğe açılan ilk betonarme köprü olan Irva Köprüsü’nün İstanbul’da halen kullanılmakta olduğu düşünülürse gözlem, onarım ve belgelemenin ülkemiz için önemi daha çok ortaya çıkıyor. Ankara’da kent içi trafiğin en yoğun olduğu Opera’daki Nervi Köprüsü(23) ise yıllardır tamir görmediğinden oldukça kötü durumda. (Resim 12) Her yıl Karadeniz bölgesinde yaşanan sellerde bir erken dönem köprüsünün yıkıldığını duyuyoruz…

Bu durumda yapılacak en önemli şey bu yapıların gözlemlerini sıklaştırmak ve bakımlarını artırmak. Unutmayalım ki bugün Cumhuriyet döneminde inşa edilen ilk betonarme köprüyü halen kullanıyoruz.

* Ülkemizdeki köprü inşaatları incelendiğinde geç Osmanlı döneminde özellikle demiryolu hatları üzerinde sınırlı sayıda çelik köprü olmakla birlikte, köprü inşaatında betonarmenin ilk kullanımının Cumhuriyet dönemi ile başladığı görülür. 1925 yılında ilk betonarme köprünün inşasından 1938 yılına kadar 43 kadar betonarme köprü inşa edilmiş; savaş dönemindeki çelik sıkıntısı nedeniyle köprü inşası yavaşladığından bu sayı 1945 yılına kadar ancak 65’e kadar yükselmiştir. Bu dönem içinde yapılan betonarme köprüler beton standardının düşüklüğü, nervürsüz demir kullanımı, elle döküm vb. özellikler gösterirken; açıklık geçmek için teknolojik olarak daha çok kemer, bowstring vb. tekniklerde yapılırmış. Savaş sonrasında ise daha üst sınıf beton ve çelik kullanılarak daha geniş açıklıkları kolayca geçen gerber tipi karayolu köprüleri yapılmaya başlanmıştır. Bu yazıda savaştan önceki dönemde üretilen erken modern (proto-modern) köprüler ile savaş sonrasından 1970’lere kadar inşa edilen modern dönem köprülerinin tamamı, endüstrileşmiş beton üretim teknikleri, gelişmiş sınıf malzemeler ve modern hesaplama biçimleri ile yapılmadıkları için, “tarihî betonarme köprüler” olarak anılacaktır.