『Built』（2018年）は、社会の縁の下の力持ちともいえる構造エンジニアたちの物語を描いています。残念ながら、構造エンジニアリングがニュースになるのは、建物が倒壊したり橋が崩落したりといった事故の時だけです。『Built』では、アグラワルがエンジニアの全体像を示し、私たちの世界にある構造物とそれを築いた人々にまつわる多彩な物語や魅力的なエピソードを提供しています。
カテゴリー: テクノロジー＆未来
こんな人におすすめ：
- 建物がどのように作られるのか興味がある人
- 構造エンジニアを志す人
- 工学の歴史に興味のある学生
魔法のような建設の世界への旅
自然災害が発生したとき――たとえば地震や竜巻が起きたとき――自然の猛威に耐えた建物について耳にすることはほとんどありません。これは残念なことです。なぜなら、そうした堅牢な構造物にまつわる物語が決して語られることがないからです。
これらの物語――工学的創意工夫、複雑な計算、革新的思考、そして機転の利いた問題解決の物語――こそが、ここでお伝えする内容です。その過程で、構造工学の歴史をより深く理解し、私たちが生活し働く建物や、自撮り写真を撮るために訪れる驚異的な構造物の背後にある科学的スキルや芸術性についても理解が深まるでしょう。さらに、ここでは次のようなこともわかります。
- 人間の糞便がかつて貴重な資源だった理由；
- 乾燥地帯で水を確保する方法；
- ある動物が建物の良いモデルとなった理由。
エンジニアの仕事は、自然の力に耐えられる構造物を建てることです
しかし、構造工学の成功例は無数にあります。無傷で建っている建物はすべて、エンジニアが自然の力と、その力が人工構造物に及ぼす応力を深く理解していることの証です。大まかに言えば、構造物に応力を与える力には2種類あります。圧縮と引張です。物体に重りが乗せられると、力は重りから下向きに流れ、物体は圧縮されます。例えば、直立しているとき、脚は体重から受ける力を支えて圧縮されています。逆に、物体に重りが吊るされると、力は物体から下向きに流れ出し、物体は引張の状態になります。
例えば、ボウリングの玉を持ち上げると、腕は引張の状態になります。これらの力をうまく流せなければ、私たちは何も建てることができません。そこで、人類はそのための仕組みを早くから考案してきました。古代の祖先は、直感的にであっても、圧縮の流し方を心得ていました。知る限り、最初の構造物は平屋の泥の小屋で、荷重支持システムを利用していました。建物の重みは厚い泥壁を下向きに流れ、壁を圧縮状態にしていました。やがて、私たちの祖先は引張についても学びました。
適切な木を手に入れると、丸太を縛り合わせて家を建て始めました。そして、風雨をしのぐために動物の皮や植物の編み物を被せて構造物を密閉しました。泥の小屋と違い、このような構造物はフレームシステムを使っていました。建物の重みは丸太を伝わり、互いに押し合うことで引張状態になっていました。圧縮と引張、そしてそれらを流すために考案された2つのシステムは、最初の建物が建てられてから現代に至るまで、建設に欠かせないものです。
現代の建物は、建設の黎明期と変わらぬ多くの部材でできています
多くのエンジニアは子供の頃に建築に夢中になり、初めてのレゴブロックで建設の不思議を体験しています。実際、現代の建物はレゴの構造物とそう変わりません。どちらもさまざまな小さな部材で構成されています。ほとんどどんな構造物でも、その骨組みは梁、筋かい、柱、トラスのネットワークでできています。柱は直立した支柱で、通常は圧縮を流すのに使われます。
古代ギリシャ人とローマ人は柱の使用を極め、骨組みのこの垂直部分を芸術の域にまで高めました。特に印象的なのは、アテネのパルテノン神殿やローマのフォロ・ロマーノの柱です。梁は長くて頑丈な水平の支持材で、通常は木材、鋼鉄、鉄筋コンクリートで作られています。床や天井の骨格を形成するのに一般的に使われ、その上に人が立ったり屋根材が渡されたりすると、重みを外側の柱へと流します。水平でも垂直でもない骨組みの部分は筋かい、またはストラットと呼ばれます。
空間が広すぎて梁だけでは支えきれない場合、トラスを使って安定性を高めることができます。トラスは柱、梁、ストラットからなる三角形の支持フレームです。各部材が運びやすく現場で組み立てられるため梁よりも実用的で、三角形の形状はもともと安定しています。トラスは橋の建設によく使われ、有名な例としてはゴールデンゲートブリッジを見てください。その全長にわたって三角形のパターンが見えますが、それがトラスの働きです。
ほとんどの構造物の骨組みは、この4つの基本部材だけで成り立っています。しかし、あまりに大きな建物は、コアという特別なものを必要とします。コアは建物の背骨のようなものと考えてください。通常は鉄骨かコンクリートで作られ、外部の力を流すのを助けます。強風などの力で建物に応力がかかると、中央に位置するコアがそれを受け止めて下へ流し、ほとんどたわまないため、建物はほとんど倒れなくなります。これとは別のアプローチをとる現代の建物もあります。
内部コアの代わりに外部フレームを使うもので、これはダイアグリッド、または外部ブレースドフレームと呼ばれます。有名な例としては、ロンドンのガーキンやパリのポンピドゥー・センターが挙げられます。
構造エンジニアは風や地震など、さまざまな自然の力を考慮しなければなりません
重力は侮れない力ですが、少なくとも予測可能です。エンジニアが対処しなければならない他の自然の力はそうはいきません。風はとりわけ厄介な問題を引き起こします。中規模の構造物なら、風はそれほど大きな問題にはなりません。エンジニアは建設地の通常の風速を測定し、あとは海からの距離、海抜高度、周囲の地形など、いくつかの要素を考慮に入れるだけです。
これで風の力の厳しさを正確に計算できます。超高層ビルになると、複雑さは指数関数的に増します。抽象的な計算ではなく、エンジニアは超高層ビルと周囲の地形の縮尺模型を作り、風洞でテストしなければなりません。超高層ビルはコアを必要とする建物の一つですが、コアだけでは風による揺れを防ぐには不十分な場合もあります。そこで、一部の巨大な建物ではチューンドマスダンパーを使います。チューンドマスダンパーは建物の中央に設置された巨大な振り子です。
風が当たると、振り子は建物の共振周波数に合わせて、建物の揺れとは反対方向に揺れ、風の力を相殺します。台湾にある高さ500メートルの台北101には、87階から92階の間に重さ660トンもの巨大なダンパーが設置されており、すでに少なくとも一度はタワーを救っています。2015年に台風ソウデロアが台湾を襲ったとき、ダンパーは1メートルの動きを記録しましたが、台北101は直立したままでした。しかし、エンジニアが立ち向かうのは風だけではありません。地震についても考えなければならず、別の種類のダンパーで対抗できます。地震の多い地域で建設するには、エンジニアは少し調査をする必要があります。過去の地震の周波数を調べ、建設する建物が同様の固有振動数を持たないようにしなければなりません。固有振動数は、物体が乱されたときに1秒あたりに振動する回数で測定します。
あるいは、構造物の柱をベアリングの上に設置する方法もあります。これは振動を大幅に吸収する大きなゴムパッドで、地震の力を緩和します。もう一つの方法は、柱、梁、筋かいの間にダンパーを配置することです。例えば、メキシコシティにある超高層ビル、トーレ・マヨールは、建物の骨組み全体にX字型に配置された油圧ショックアブソーバーのネットワーク（計96基！）のおかげで、ほぼ耐震化されています。
ある時、マグニチュード7.6の大地震が街を襲いましたが、トーレ・マヨールは無傷で持ちこたえたばかりか、中の人々は地震があったことにまったく気づかなかったのです。
災害からは、より良い建築手法について多くを学べます
1968年、ロンドンのキャニングタウンで、アイビー・ホッジという女性がお茶を入れようとして4人を死なせました。ホッジはプレキャストコンクリートブロックでできた高層ビルに住んでいました。ブロック同士は摩擦と少量のコンクリートだけでつなぎとめられていました。その日、不良のボイラーからホッジの部屋にガスが漏れており、彼女がコンロに火をつけたときに小さな爆発が起きました。鼓膜が破れるほどでもなかった爆発でしたが、上の階のパネルを支えていた台所の壁が吹き飛んだのです。
これらのパネルはすぐに崩れ、下の階のパネル、さらに下の階のパネルと次々に崩壊を誘発し、高層ビルの一角が瓦礫と化し、ベッドにいた4人が命を落としました。この悲劇はエンジニアたちに重要な教訓を残しました。実際、歴史に数々の倒壊がなければ、現代のエンジニアがこれほど強靭な構造物を作れることはなかったでしょう。まず、まともなエンジニアなら誰でも、構造物の部材は互いにしっかりと固定すべきであり、単一の故障点が建物全体に及ぶ不釣り合い効果を防ぐことが何より重要だと知っています。実際、現代史で最も有名な倒壊の一つであるワールドトレードセンターのツインタワーの崩落は、設計上の欠陥が原因でした。1973年に建てられたツインタワーは、どちらも頑丈な鋼鉄製のコアと、航空機の衝突に耐えられるよう特別に設計された外部フレームを誇っていました。
しかし、1973年の飛行機と2001年の飛行機では搭載できる燃料が異なり、衝突時の爆発は当初エンジニアが想定していたよりも大きく、フレームの鉄骨柱や梁を覆っていた保護塗料と、コアを火災から守る石膏パネルが損傷するほどでした。火は急速に燃え広がり、熱は極限に達しました。まもなく摂氏1000度近くになり、無防備になった柱が壊れ始め、上の階から順に下の階へと崩れ落ちました。この大惨事以来、エンジニアたちは安定したコンクリートコアを持つタワーを設計するようになりました。これにより安定性が確保されると同時に、災害時の避難経路も提供されます。
現代の構造工学の素材には長い歴史があります
レンガの建物を見たことがない人はいないでしょう。レンガ造りの家に住んでいる人もいるかもしれません。しかし、レンガが1万年以上も前から存在していることをご存じですか？紀元前9000年、新石器時代のエリコの住民たちはレンガを広く使っていました。
粘土を大まかなレンガの形に成形し、天日で乾かしてから、蜂の巣のような住居を建てました。これが紀元前2900年頃まで続き、インダス川流域の人々が窯を使ってレンガを焼き固めるようになりました。しかし、古代世界のレンガ作りの達人はローマ人でした。彼らは理想的な粘土の種類を知り、レンガをどれだけ乾燥させるべきかも正確にわかっていました。そして、レンガをあらゆるものに、とりわけアーチに使いました。アーチは圧縮を利用して重い荷重を支えるのに理想的で、レンガはアーチ造りに最適でした。
悲しいことに、ローマ帝国が476年に滅亡すると、ローマ人が極めたレンガ作りの技も失われました。西洋で再びこれほど優れたレンガ――あるいは見事なレンガのアーチ――が見られるようになるまで、600年を要しました。しかし、レンガだけがすべてではありません。実際、モルタルなしではレンガは無意味です。古代エジプトでは、石膏プラスターがレンガをつなぎ合わせるのに使われましたが、石膏は時間とともに水に溶けるため、十分な接着剤とはいえませんでした。代替品を探すことを余儀なくされたエジプト人は、乾くにつれて強度を増し、長く長く持ちこたえる石灰モルタルの混合物を考案しました。古代中国でもモルタルの革新が進んでいました。
例えば、万里の長城に使われたモルタルにもち米が混ぜられ、極端な天候でもひび割れないように「柔軟性」を加えていました。金属にも長い歴史がありますが、建設資材として実用化されたのは比較的最近のことです。鉄器時代は2200年以上前に始まりましたが、建物に金属が定期的に使われるようになったのは、鋼鉄の大量生産が可能になった19世紀になってからです。1856年、ヘンリー・ベッセマーという人物が鉄から不純物をすべて取り除く実用的な方法を発見しました。
彼は炉に温風の流れを通し、発熱反応を起こして石炭炉では除去できない不純物を燃やし尽くすほどの高温を作り出しました。この処理の後、金属に正確な量の炭素を加えるのは簡単で、強度を増し――こうして鋼鉄の時代が幕を開けました。ベッセマーが1898年に亡くなったとき、世界では1200万トン以上の鋼鉄が生産されていました。
コンクリートは思っているほど退屈なものではありません
一見すると、コンクリートは特に刺激的な物質には思えないかもしれません。しかし、コンクリートがなければ、ローマの2000年前の巨大なパンテオンから現代の超高層ビルに至るまで、世界で最も畏敬の念を起こさせる構造物は決して建てられなかったでしょう。コンクリートは単純な素材から作られる複雑な全体です。基本的なレシピはこうです。石灰石と粘土を用意します。
よく混ぜ、摂氏1450度まで加熱して固まるまで焼きます。この塊を粉にすり潰します。この粉がセメントです。セメントに水を加えると、乾燥したときに極めて強い物質ができます。セメントが足りなければ、砂や砂利を加えると、強度を損なわずに混合体の体積を増やせます。
これでコンクリートのできあがりです。この地味な物質にはいくつか驚くべき特性があり、大きな建設プロジェクトに最適です。第一に、分子構造のおかげで、コンクリートは信じられないほどの圧縮に耐えられます。レンガの最大16倍もの圧縮抵抗力です。また、コンクリート構造物は一体成型できるため、弱点がありません。レンガ構造物はモルタルでつなぎ合わされた部分が常に弱点になるのに対し、コンクリート構造物は全体的に均一な構造的健全性を持つという利点があります。しかし、これらの長所がある一方で、コンクリートには一つの「短所」があります。引張に弱いのです。
これは1860年代まで問題でした。フランス人の庭師ジョセフ・モニエが解決策を思いつくまでは。モニエの粘土製の鉢には厄介な癖があり、よくひび割れたのです。モニエはコンクリートで鉢を作り始めましたが、まったく同じことが起きました。そこで彼は工夫を凝らしました。
金属ワイヤーを使って格子のようなものを作り、それでコンクリートの鉢を補強したのです。結果は画期的でした。圧縮に耐えるコンクリートと、引張に耐えるワイヤーの組み合わせが、驚くほど強い材料を生み出しました。1867年、モニエはパリの万国博覧会でこの革新を披露し、鉄筋コンクリートは今日に至るまで最も多用途で頑丈な建設材料の一つであり続けています。
現代の構造物は空を目指します
超高層ビルは本質的に象徴的です。それは人類の最も偉大な資質――例えば野心や、尽きることのない革新力――の象徴です。しかし、私たちが期待するほどの高さの建物を実際に建設し始めたのは、つい最近のことです。ほぼ4000年の間、世界で最も高い構造物は紀元前2560年に完成したギザの大ピラミッドで、高さ146メートルは今日の基準ではかなり低いものでした。
14世紀以降は、一連の大聖堂が最も高い建物の座を譲り合い、悪天候で尖塔が折れるたびにその称号が移りました。最初の超高層ビルであるシカゴのホームインシュアランスビルが建ったのは1884年のことです。それ以来、巨大な構造物を建てる私たちの能力は大幅に向上しました。1889年に完成したエッフェル塔は300メートルにも達しますが、現在最も高い建物であるドバイのブルジュ・ハリファの828メートルという驚異的な高さの前では小さく見えます。
しかし、このような高さはエレベーター、とりわけ安全エレベーターなしでは実現不可能でした。エレベーター自体は何千年も前から存在しましたが（例えばローマの剣闘士をコロッセオの闘技場に上げるのに使われていました！）、つい最近まで安全とは言えませんでした。ロープが切れれば、重傷や死の危険がありました。この問題を解決したのはエリシャ・オーティスという人物で、彼はかつてニューヨークの倉庫の一掃を任されていました。階から階へ手作業で物を動かすのにうんざりしたオーティスは、機械的に行う方法を考え出しました。彼は、圧縮すると平らになり、解放されると弓なりになるワゴンスプリングを、切り欠きのあるガイドレールに沿って走る蝶番つきのフレームに取り付けました。エレベータを吊るケーブルが切れない限り、張力がスプリングを圧縮し続けます。しかしケーブルが切れると、スプリングが弓なりになり、フレームがガイドレールの切り欠きにロックされてエレベーターが停止します。
1853年、ニューヨークの万国博覧会でオーティスはこの発明を披露し、5年も経たないうちに最初の蒸気式安全エレベーターが設置されました。このエレベーターによって、人々はますます高い階へ行けるようになりました。今日、エレベーターは72時間ごとに約70億人に利用されています。
構造物の運命は、その下にある地面によって決まることがあります
設計図を引いたり計画を立てたりする前に、エンジニアは建設する地面についてほぼすべてを知らなければなりません。そうしなければ、深刻な長期的影響が生じる可能性があります。例えばメキシコシティの歴史的中心部は、過去150年の間に約10メートルも沈下しました。この地盤は何百年も問題を抱えてきました。
実際、かつてはテスココ湖という湖でした。1325年、アステカ人がこの湖の島に都市を築き、テノチティトランと名付けました。テノチティトランへ行くには、木製の杭で支えられた粘土と土の土手道を歩かなければならず、これらが都市と本土をつないでいました。この土手道は非常によくできていたため、現在でもメキシコシティの主要道路として機能しています。16世紀、スペインの征服者たちがアステカの都市を破壊し、巨大なアステカの寺院の基礎の上に自分たちの都市を建設しました。その過程で周囲の木をすべて伐採したため、浸食と頻繁な洪水が引き起こされました。
さらに都市を拡張しようとしたとき、彼らは湖を土で埋め立てて地下水位を上昇させ、さらなる問題を引き起こしました。雨が降るたびに大洪水が起きたのです。この問題は20世紀になって、余剰水を排出するための一連の地下水路が建設されるまで解決しませんでした。その間ずっと、都市は沈み続けました。メトロポリタン大聖堂は、この一般的な問題の良い例です。大聖堂の設計者たちは、これほど大きな構造物がメキシコシティの水分の多い土壌にすぐに沈み始めることを十分に承知していました。
そこで1573年に建設が始まったとき、彼らはまず大聖堂を支えるための巨大なプラットフォーム、いかだ基礎を築きました。しかし、この計画には欠陥がありました。下の土壌が均一に縮まっていなかったのです。そのため、1910年までにメトロポリタン大聖堂には顕著な傾きが生じ、片方の角がもう一方より2.4メートルも高くなっていました。この憂慮すべき傾斜を修正するために、エフライン・オバンド＝シェリー博士は大聖堂の下の実際の土壌サンプルを用いて塔の模型を作り、大聖堂の歴史の中で土壌の各セクションがどの程度圧縮されたかをシミュレートしました。
このデータに基づき、オバンド＝シェリーとチームは32本のアクセスシャフトを掘削しました。これらのシャフトには合計1,500の抽出孔があり、それぞれ長さ6メートルから22メートルでした。これらの穴を通して4,220立方メートルの土壌を取り除き、傾斜はほぼ修正され、将来の不均一な沈下も軽減されるはずです。
革新的な建設は乾燥地域に水を供給するのに役立ちます
文明は、木が水のあるところに生えるのと同じように、水のある場所に発生する傾向があります。しかし、水がまったく見えなくても、構造エンジニアにはそれを見つける方法があります。実際、創造的なエンジニアたちは数千年もの間、水源を探し当ててきました。イランの中央部には、砂漠に囲まれた広大な乾燥した高原があります。
この地域が古代ペルシャの一部だった頃、きれいな水源は乏しく、ペルシャ人は解決策を考え出す必要に迫られました。その結果生まれたのがカリーズと呼ばれる巧妙な構造物です。カリーズの建設は少し手間がかかります。まず、丘の斜面に穴を掘ります。湿った土が見つからなければ、別の丘を探してまた掘り始めます。水分を見つけたら、第二段階として、その湿った穴の部分にバケツを数日間置きます。
バケツに水がたまり始めたら、帯水層、つまり岩の中の地下水の貯蔵庫を見つけたことを意味します。第三段階は、丘を通って一連の穴を掘り、井戸の列を作ることです。それぞれの井戸は前の井戸より少しずつ深くすることが重要で、そうすれば第四段階、つまりこれらの井戸を水平のトンネルでつなぐとき、水は丘のふもとまで流れ、容易にアクセスできるようになります。イランには推定3万5000のカリーズがあり、その多くは今も使われています。例えばゴナバード市にある2700年前のカリーズは、現在も4万人の市民に水を供給しています。しかし、十分な飲料水を見つけるのに苦労するのは砂漠に住んでいるからとは限りません。500万人以上の住民を抱える小さな島、シンガポールを考えてみてください。
海に囲まれているにもかかわらず、住民は安全な水源を一度も確保できたことがありませんでした。長い間、シンガポールの水はマレーシアから得ていました。しかしシンガポールは、干ばつや紛争が人道的災害につながる可能性を考え、他国に依存したくありませんでした。そこでシンガポールは水管理のリーダーとなりました。
現在、シンガポールは雨水の90パーセントを集めており、これは世界のどの国よりも多い割合です。また、大量の排水を再利用しており、2005年には最初の淡水化プラントを開設し、1日あたり3000万ガロンの飲料水を生産しています。これらの革新的な取り組みだけでシンガポールの水の50パーセントをまかなっており、2060年までにその割合は85パーセントに上昇する見込みです。
人間の排泄物の歴史には文明の歴史が含まれています
ある文化が人の排泄物をどのように扱うかは、その文化の進歩度合いを示すかなり良い指標です。日本はその好例です。中世の日本では農民が肥料に不足していました。島に家畜は多くなく、人間の人口は増加していて食料を必要としていました。
そこで、農民は作物の肥料として人糞、つまり「肥え」を使い始めました。そしてすぐに、その市場は活況を呈しました。実際、大便を売ることがあまりに儲かるようになったため、家主が借主の大便の合法的な所有者になる法律が制定されました。小便は良くも悪くも生産者の所有物のままでした。1700年代半ばまでには、大便の適正価格を設定することだけを目的とするギルドや組合に独占権が与えられました。しかし公平さを強制しようとする努力にもかかわらず、価格は不当に高いままで、多くの農民が大便を盗んで投獄の危険を冒しました。
欠点はあったものの、このシステムは20世紀までうまく機能しました。その時点で人口ブームが不快な問題を引き起こし、日本の都市の3分の2で下水システムが完全に不十分だったのです。ロンドンもまた、その分以上の糞尿問題に対処せざるを得なかった都市です。ロンドンの歴史の大半において、人間の排泄物――大便、小便、死体など――はすべて単にテムズ川か、そこに流れ込む小さな川に投げ捨てられていました。当然ながら、これが原因でコレラの大流行を含む不快な波が何度も押し寄せました。
ついに事態があまりにひどくなり、議会は行動を起こさざるを得なくなりました。1858年、ロンドンは記録的な猛暑に見舞われました。20万もの汚水だめと、すっかり汚れきったテムズ川が熱せられ始め、やがて街全体に腐敗した悪臭が漂いました。「大悪臭」として知られるようになったこれがきっかけで、庶民院は長らく提案されていた下水道網の整備に着手しました。設計を任されたジョセフ・バザルジェットは、テムズ川とその支流の下を走り、街の廃棄物を人里離れた海まで運ぶトンネルのネットワークを考案しました。
幸いなことにバザルジェットは人口の増加を見越し、将来誰も新しいシステムを作りたがらないだろうとも考えました。そこで、当時のロンドンの人口の2倍にあたる約400万人の排泄物を処理できる下水道を建設したのです。1875年、2100キロメートルのトンネルからなるロンドンの下水道が完成し、それ以来、ロンドン市民の生活は格段に良くなりました。
一握りの先駆的な女性たちが、工学の分野でジェンダー不平等と闘ってきました
男性優位の業界で女性であることは大変なことです。壁に裸の女性の写真を貼る習慣のある建設作業員と真剣な議論をしようとするのは、控えめに言っても難しいものです。だからこそ、女性エンジニアを志す人は、過去からインスピレーションを得ることが大切です。正式な訓練は受けていませんが、ニューヨークのブルックリン橋の建設を完成させたエミリー・ウォーレン・ローブリングを見てみましょう。
エミリーは昔から工学が大好きでした。そのため、著名なエンジニアであるジョン・オーガスタス・ローブリングの父の跡を継ぐことを決めたワシントン・ローブリングと結婚したのも当然のなりゆきでした。ワシントンが建設技術を学ぶためにヨーロッパに行ったとき、エミリーも同行して研究を手伝いました。エミリーとワシントンが結婚した1865年、ジョン・オーガスタス・ローブリングはニューヨークとブルックリンを結ぶ橋の設計と建設を請け負いました。悲しいことに、建設が始まってわずか数週間後、ジョン・オーガスタスは破傷風にかかって亡くなりました。後継者として明らかだったワシントンが主任技師の役割を引き継ぎました。
しかし、またしても悲劇がすぐそこに迫っていました。橋の基礎工事に使われた圧搾空気の水密室で長時間過ごしていたワシントンは減圧症にかかり、建設現場を離れなければならなくなりました。幸い、エミリーが代役を買って出る準備ができていました。彼女はまず夫の指示をすべて書き留め、夫が回復しないかもしれないと心配して、彼の通信を代行し、高等数学や複雑な工学原理の勉強を始めました。まもなくエミリーはワシントンの役割をすべて引き継ぎ、現場で働き、作業員と直接コミュニケーションを取りました。
しかし、彼女のしっかりとした管理にもかかわらず建設は問題に直面し、ワシントンに代わる新しい主任技師がほぼ見つかりかけました。最終的には市がワシントンに代理人を通じてプロジェクトを完成させることを許可し、その代理人であるエミリーは、1883年に橋が公開されたとき、チェスター・A・アーサー大統領の隣に立っていました。
構造工学には明るい未来があります
あなたは今や、工学の歴史について多くを知っています。ではその未来はどうでしょうか？新しい技術が次々と登場する中で、未来はますます明るくなっているようです。ここでは、高価で時代遅れの建築技術に取って代わり始めている、より安価で現代的な建築技術の例をいくつか紹介します。コンクリート構造物の合板の型枠を作るのには多額の費用がかかります。
実際、建物自体よりも型枠の方が予算の多くを消費し、しかも使った後は通常廃棄されます。この無駄が多く法外な方法の代替案として、プラスチック製の型枠を使う方法があります。柔軟性のない合板の型枠とは違い、プラスチック型枠はしなやかで、比較的安価で、持ち運びも簡単です。しかもプラスチックとコンクリートは接着しないため、再利用も可能です。このアイデアは1950年代に考案されましたが、普及し始めたのはごく最近のことです。次に、すでに新たな工学の地平を切り拓いている3Dプリンティングがあります。
3Dプリンティングのおかげで、部品をはるかに低価格で製造でき、リサイクル素材からも作れます。まさに未来の手法のようです。例えば2016年には、マドリードで完全に3Dプリントされた歩道橋が完成しました。この橋の建設を支援したもう一つの新しい技術がロボットです。このケースでは、ロボットは橋がどれだけの重量に耐えられるかの分析を助けました。しかしロボットは、レンガ積みやコンクリート打設といった、より日常的な建設プロセスでも使われ始めています。
最後に、バイオミミクリー（生物模倣）の進歩は、自然の独創的なバイオエンジニアリングを私たちの建物に活かすのに役立っています。シュトゥットガルトのランデスガルテンシャウ展示ホールは、ウニの骨格を模して作られました。ウニと同様に、この構造物はドーム状で、はめ合わされたプレート（この場合は合板のシート）で構成されており、強くて軽い構造が実現しています。また、リーズ大学のフィル・パーネル教授は、人間の体内の白血球のように、インフラ（道路やユーティリティパイプなど）の弱点を分析し、必要な修理を行えるロボットの設計に取り組んでいます。工学の未来を予測することは不可能ですが、一つだけ確かなことがあります。革新を続ければ、未来の構造物に対する主な制約は、私たちの想像力と野心だけになるでしょう。
まとめ
現代建築の傑作は、何千年もの建築経験の集大成です。この豊かな歴史をよりよく理解することで、身の回りの構造物をより深く味わえるようになります。自然が構造物に及ぼす力を計算したり、その構造物が建つ地面を分析したりすることにせよ、エンジニアの仕事は決して単純でも平凡でもありません。そして、予想もしなかった技術を備えた未来のエンジニアたちにとっては、状況はますます刺激的なものになるでしょう。
