美しい橋の役割と成長と発展を支える建築の魅力

建築

Bridges need to be functional, safe and durable, but they should also be elegant and beautiful, says structural engineer Ian Firth. In this mesmerizing tour of bridges old and new, Firth explores the potential for innovation and variety in this essential structure — and how spectacular ones reveal our connectivity, unleash our creativity and hint at our identity.

構造エンジニアのイアン・ファース氏は、橋は機能的、安全、耐久性が必要ですが、エレガントで美しいものでなければならないと述べています。

新旧の橋をめぐるこの魅惑的なツアーで、ファースは、この重要な構造における革新性と多様性の可能性を探求します。そして、壮大な橋がどのように私たちのつながりを明らかにし、創造性を解き放ち、私たちのアイデンティティを示唆するかを探ります。

タイトル Bridges should be beautiful
橋は美しくなければなりません
アップロード 2018年7月19日
キャスト イアン・ファース
スポンサーリンク

Bridges should be beautiful(橋は美しくなければなりません)

要約

橋の重要性

  • 橋は単に川や障害物を越えるための構造物ではなく、人々やコミュニティをつなげる象徴であり、社会の成長と発展に欠かせない存在です。

橋がないことの影響

  • 世界の貧しい地域では、橋がないために教育や医療、市場へのアクセスが制限され、発展が停滞しています。安全な橋がないことで、1億以上の人々が日常生活に支障をきたしています。

文化と歴史における橋

  • 橋は古代から技術と文化の象徴として存在してきました。例えば、フランスのポン・デュ・ガールやペルーの草の吊り橋は、耐久性と地域の特徴を反映しています。

美しい橋の必要性

  • 橋は機能性だけでなく美しさも求められます。優雅で魅力的な橋は、人々の生活を豊かにし、地域のランドマークとなります。フランスのミヨー橋やスイスのサルギナトーベル橋などがその例です。

技術とリスク管理

  • 橋の設計には、リスク管理が不可欠です。エンジニアは安全性を確保しつつ、革新を追求します。過去の失敗(例えばタコマナロウズ橋の崩壊)は技術の進歩に教訓を与えます。

新技術と未来の橋

  • 軽量化や新素材(カーボンファイバーなど)の利用により、より長いスパンの橋が可能になっています。浮遊橋などの新しい技術は、これまで考えられなかった場所での橋梁建設を可能にします。

デザインと調達の重要性

  • 良いデザインの橋を建設するためには、デザインコンペティションなどを通じて優れたアイデアを調達することが重要です。美しい橋は長期にわたって人々に影響を与え続けます。

文字起こし

The world needs bridges.

Have you ever thought about what it would be like not to have any? It’s hard to imagine a civilization without bridges because they’re so essential for the growth and development of human society, but they’re not just about a safe way across a river or an obstacle. They shout about connectivity — community. They reveal something about creativity, our ingenuity — they even hint at our identity.

And when bridges fail, or are destroyed in conflict, communities struggle, development stagnates, people suffer. Even today, there are over one billion people living in poor, rural communities around the world that do not have safe, year-round access to the things that you and I take for granted: education, medical care, access to markets … which is why wonderful organizations like Bridges to Prosperity build bridges in this kind of place — this is in Rwanda. They make such a difference, not only to those lives immediately around the bridge, but the impact of these bridges is huge, and it spreads over the whole community, far, far away.

Of course, bridges have been around for an awfully long time. The oldest ones are stone because it’s a very durable material. I don’t know about you — I love to look at the development of technology to learn about what people did with the materials and tools available to them at the time. So the Pont Du Gard in the center is a wonderful example — a Roman aqueduct in the South of France — a fantastic piece of technology built using massive stones put together, dry — there’s no mortar in those joints. They’re just dry stone joints — fantastic and almost as good as new today.

Or sometimes up in the mountains, people would build these suspension bridges, often across some dizzy canyon, using a vine. In this case, this is in Peru. This is using grass which grows locally and is woven into ropes to build these bridges. And do you know they rebuild this every year? Because of course, grass is not a durable material. So this bridge is unchanged since Inca times.

And bridges can be symbols of their location. Of course, Golden Gate and Sydney are well familiar. In Mostar, the bridge was synonymous with the name of the place, and to such an extent that in the war in 1993 when the bridge was destroyed, the town all but lost its identity until the bridge was reconstructed.

And bridges are enormous features in our landscape — not just enormous, sometimes there’s small ones — and they are really significant features, and I believe we have a duty to make our bridges beautiful. Thankfully, many people do. Think of the stunning Millau Viaduct in the South of France. French engineer Michel Virlogeux and British architect Lord Foster collaborated together to produce something which is a really spectacular synergy of architecture and engineering. Or Robert Maillart’s Salginatobel Bridge in the mountains in Switzerland — absolutely sublime. Or more recently, Laurent Ney’s beautiful and rather delicate bridge for Tintagel Castle in the UK. These are spectacular and beautiful designs and we need to see more of this.

Bridges can be considered in three convenient categories, depending on the nature of the structural system that they adopt as their principal support. So, bending, of course, is the way a beam will behave — so, beams and bending. Or compression is the principal way of operating for an arch. Or for the really long spans you need to go lightweight, as we’ll see in a minute, and you’ll use tension, cables — suspension bridges. And the opportunity for variety is enormous. Engineers have a fantastic scope for innovation and ingenuity and developing different forms around these types.

But technological change happens relatively slowly in my world, believe it or not, compared to the changes that happen in mobile phone technology and computers and digital technologies and so on. In our world of construction, the changes seem positively glacial. And the reason for this can be summarized in one word: risk.

Structural engineers like me manage risk. We are responsible for structural safety. That’s what we do. And when we design bridges like these, I have to balance the probability that loads will be excessive on one side or the strength will be too low on the other side. Both of which, incidentally, are full of uncertainty usually, and so it’s a probabilistic problem, and we have to make sure that there’s an adequate margin for safety between the two, of course. There’s no such thing, I have to tell you, as absolute safety. Contrary to popular belief, zero risk doesn’t exist. Engineers have to do their calculations and get their sums right to make sure that those margins are there, and society expects them to do so, which is why it’s all the more alarming when things like this happen.

I’m not going to go into the reasons for these tragedies, but they are part of the reason why technological change happens quite slowly. Nobody wants this to happen. Clients don’t want this to happen on their projects, obviously. And yet of course they want innovation. Innovation is vital. As an engineer, it’s part of my DNA. It’s in my blood. I couldn’t be a very good engineer if I wasn’t wanting to innovate, but we have to do so from a position of knowledge and strength and understanding. It’s no good taking a leap in the dark, and civilization has learned from mistakes since the beginning of time — no one more so than engineers.

Some of you may have seen this film before — this is the very famous Tacoma Narrows Bridge collapse in Tacoma, Washington state, 1940. The bridge became known as “Galloping Gertie” because she — she? Is a bridge female? I don’t know. She was wobbling like this for quite a long time, and notice this twisting motion. The bridge was far too flexible. It was designed by a chap called Leon Moisseiff, no stranger to suspension bridge design, but in this case he pushed the limits just that little bit too far and paid the price. Thankfully, nobody was killed. But this bridge collapse stopped suspension bridge development dead in its tracks. For 10 years nobody thought about doing another suspension bridge. There were none. And when they did emerge in the 1950s, they were an understandable overreaction, this sort of oversafe response to what had happened.

But when it did occur in the mid-60s, there was indeed a step change — an innovation, a technological step change. This is the Severn Bridge in the UK. Notice the aerodynamically streamlined cross section in the center there. It’s also a box which makes it very torsionally stiff — that twisting motion which we saw at Tacoma would not happen here. And it’s also really lightweight, and as we’ll see in a moment, lightweight is really important for long spans, and everybody seems to want us to build longer spans. The longest at the moment is in Japan. It’s just under 2,000 meters — one span. Just under two kilometers. The Akashi Kaikyō Bridge. We’re currently working on one in Turkey which is a bit longer, and we’ve designed the Messina Bridge in Italy, which is just waiting to get started with construction one day, who knows when.
(Laughter)

I’m going to come back to Messina in a moment. But the other kind of long-span bridge which uses that tension principle is the cable-stayed bridge, and we see a lot of these. In fact, in China, they’re building a whole load of these right now. The longest of these is the Russky Bridge in Vladivostok, Russia — just over 1,100 meters.

But let me take you back to this question about long-span and lightweight. This is using Messina Bridge as an example. The pie chart in the center represents the capacity of the main cables — that’s what holds the bridge up — the capacity of the main cables. And notice that 78 percent of that capacity is used up just holding the bridge up. There’s only 22 percent of its capacity — that’s less than a quarter — available for the payload, the stuff that the bridge is there to support: the railway, the road and so on. And in fact, over 50 percent of that payload — of that dead load — is the cable on its own. Just the cable without any bridge deck.

If we could make that cable lighter, we could span longer. Right now if we use the high-strength steel wire available to us, we can span, practically speaking, around about five or six kilometers if we really push it. But if we could use carbon fiber in those cables, we could go more than 10 kilometers. That’s pretty spectacular.

But of course, superspans are not necessarily the way to go everywhere. They’re very expensive and they’ve got all sorts of other challenges associated with them, and we tend to build multispan when we’re crossing a wide estuary or a sea crossing. But of course, if that sea crossing were somewhere like Gibraltar, or in this case, the Red Sea, we would indeed be building multiple superlong spans and that would be something spectacular, wouldn’t it? I don’t think I’m going to see that one finished in my lifetime, but it will certainly be worth waiting for for some of you guys.

Well, I want to tell you about something which I think is really exciting. This is a multispan suspension bridge across very deep water in Norway, and we’re working on this at the moment. The deep water means that foundations are prohibitively expensive. So this bridge floats. This is a floating, multispan suspension bridge. We’ve had floating bridges before, but nothing like this. It stands on floating pontoons which are tethered to the seabed and held down — so, pulled down against those buoyancy forces, and in order to make it stable, the tops of the towers have to be tied together, otherwise the whole thing would just wobble around and nobody will want to go on that. But I’m really excited about this because if you think about the places around the world where the water is so deep that nobody has given a second thought to the possibility of a bridge or any

kind of crossing, this now opens up that possibility. So this one’s being done by the Norwegian Roads Administration, but I’m really excited to know where else will this technology enable development — that growing together, that building of community.

Now, what about concrete? Concrete gets a pretty bad name sometimes, but in the hands of people like Rudy Ricciotti here, look what you can do with it. This is what we call ultra-high performance fiber-reinforced concrete. It’s a bit of a mouthful. Us engineers love those kinds of words.
(Laughter)
But what you do with this — this is really superstrong, and it’s really durable, and you can get this fantastic sculptural quality. Who said concrete bridges are dull?

We could talk about all sorts of other new technologies and things which are going on, robots and 3-D printing and AI and all of that, but I want to take you back to something which I alluded to earlier on. Our bridges need to be functional, yes. They need to be safe — absolutely. They need to be serviceable and durable. But I passionately believe they need to be elegant; they need to be beautiful. Our bridges are designed for a long time. We tend to design for 100 years plus. They’re going to be there for an awfully long time. Nobody is going to remember the cost. Nobody will remember whether it overran a few months. But if it’s ugly or just dull, it will always be ugly or dull.
(Laughter)

Bridges — beauty enriches life. Doesn’t it? It enhances our well-being. Ugliness and mediocrity do exactly the opposite. And if we go on building mediocre, ugly environments — and I believe we’re becoming numb to that stuff — if we go on doing that, it’s something like a large-scale vandalism, which is completely unacceptable.
(Applause)

This is a bridge in Lyon in France, which was procured through a design competition. And I think we need to start talking to those people who procure our bridges and our structures, because it’s the procurement which is often the key. Design competitions are one way to get good design, but it’s not the only one. There’s an awful lot of procurement going on that is absolutely prejudiced against good design. So yes, technology happens a bit slowly sometimes in my world. But I’m really excited about what we can do with it. Whether it’s saving lives in rural Africa or stretching the boundaries of long-span technology or just crossing the road next-door, I hope we continue to build elegant and beautiful stuff that saves lives and builds communities.

Thank you.
(Applause)

和訳

世界には橋が必要です。

橋が全くない世界を想像したことがありますか?橋なしの文明なんて想像しにくいですよね。橋は人間社会の成長と発展に不可欠です。しかし、橋は単に川や障害物を安全に越えるためだけのものではありません。橋はつながり、コミュニティを象徴し、私たちの創造性や機知、さらにはアイデンティティさえも示しています。

橋が失敗したり、紛争で破壊されたりすると、コミュニティは苦しみ、発展が停滞し、人々が苦しみます。今日でも、世界中の貧しい農村地域には安全な年間通行可能な橋がないため、教育や医療、市場へのアクセスなど、私たちが当たり前に思っていることができない人々が10億人以上います。だからこそ、「ブリッジズ・トゥ・プロスペリティ」のような素晴らしい組織が、こうした場所に橋を建設しています。これはルワンダの例です。

これらの橋は、その周囲の生活に大きな変化をもたらすだけでなく、その影響はコミュニティ全体に広がります。橋は非常に長い歴史を持っています。最も古い橋は石でできており、とても耐久性のある材料です。私は、人々がその当時利用できた材料と道具で何をしたかを学ぶのが大好きです。中央にあるポン・デュ・ガールは、その素晴らしい例です。フランス南部にあるローマの水道橋で、巨大な石を使って組み立てられた技術の素晴らしい作品です。これらの石は乾燥状態で接合され、モルタルは使われていません。驚くべきことに、今日でもほぼ新品同様です。

山間部では、しばしば目もくらむような渓谷を越えるために、つるを使って吊り橋を作ることがあります。これはペルーの例で、現地で育つ草を編んでロープを作り、橋を作ります。この橋は毎年再建されます。草は耐久性のある材料ではないからです。この橋はインカ時代から変わっていません。

橋はその場所の象徴になることがあります。ゴールデンゲートブリッジやシドニーのハーバーブリッジはよく知られています。モスタルでは、橋が場所の名前と同義であり、1993年の戦争で橋が破壊されたとき、町は橋が再建されるまでそのアイデンティティを失っていました。

橋は風景の中で非常に重要な存在です。小さな橋もありますが、非常に重要な存在であり、美しい橋を作る義務があると私は信じています。幸いなことに、多くの人がその義務を果たしています。フランス南部のミヨー橋はその素晴らしい例です。フランスのエンジニア、ミシェル・ヴィルローと英国の建築家、ノーマン・フォスターが協力して、美しい建築と工学のシナジーを生み出しました。スイスの山中にあるロベルト・マイヤールのサルギナトーベル橋も絶妙です。最近では、イギリスのティンタジェル城にあるローラン・ネイの美しい橋も注目されています。これらはすべて壮大で美しいデザインであり、もっと多くの美しい橋が必要です。

橋はその構造システムに基づいて、三つの便利なカテゴリーに分類できます。曲げ(ビームや曲げ)、圧縮(アーチ)そして長いスパンの場合は軽量化が必要な場合(吊り橋)です。技術的な変化は私の世界では比較的ゆっくりと起こります。携帯電話技術やコンピューター、デジタル技術の変化と比べると、建設の世界での変化はまるで氷河のようにゆっくりです。その理由は一言で言うと「リスク」です。

構造エンジニアとして、私はリスクを管理しています。私たちは構造の安全性に責任を持っています。橋を設計するとき、私は荷重が過剰になる可能性と強度が低すぎる可能性のバランスを取る必要があります。これらの両方は通常、不確実性に満ちています。そのため、確率的な問題であり、安全のための適切な余裕を確保する必要があります。絶対的な安全というものは存在しないとお伝えしなければなりません。ゼロリスクは存在しません。エンジニアは計算を行い、その余裕が確保されていることを確認しなければなりません。社会はそれを期待しているため、このような事故が発生すると非常に憂慮されます。

このような悲劇が技術的な変化を遅らせる一因となっています。誰もこのようなことが起こることを望んでいません。顧客もプロジェクトでこのようなことが起こることを望んでいません。それでも革新が求められています。革新は重要です。エンジニアとして、それは私のDNAの一部です。血に染み込んでいます。革新を望まずにはいられませんが、知識と理解の位置から行わなければなりません。闇の中で飛び込むのは無意味です。文明は時間の始まりから間違いから学んできました。エンジニアはその誰よりもそうです。

皆さんの中には、この映画を見たことがある方もいるかもしれません。これは1940年、ワシントン州タコマでの非常に有名なタコマナロウズ橋の崩壊です。橋は「ギャロッピング・ガーティー」として知られるようになりました。この橋は長い間このように揺れていました。このねじれの動きに注目してください。橋は非常に柔軟すぎました。この橋は、吊り橋設計に詳しいレオン・モアシーフによって設計されましたが、今回は限界を少しだけ超えてしまい、その代償を払うことになりました。幸いなことに、誰も亡くなりませんでした。しかし、この橋の崩壊は吊り橋の開発を完全に停止させました。10年間、誰も吊り橋を考えませんでした。そして1950年代に再登場したとき、その反応は理解できるほど過剰に安全を求めるものでした。

しかし、1960年代半ばに発生したとき、それは確かに技術的な変革の一歩でした。これは英国のセヴァーン橋です。中央にある空力的に流線型の断面に注目してください。これはトーション剛性を非常に高くします。タコマで見たようなねじれの動きはここでは起こりません。また、非常に軽量です。そして長いスパンでは軽量が非常に重要です。現在最も長いスパンは日本にあります。2,000メートル未満の一つのスパンです。アカシカイキョウ橋です。現在、トルコでこれより少し長い橋に取り組んでおり、イタリアのメッシーナ橋を設計しましたが、いつ建設が始まるかはわかりません。
( 笑い )

メッシーナ橋に戻ります。しかし、もう一つの長いスパンの橋は、ケーブルステイ橋であり、これを多く見かけます。実際に中国では現在、多くのこれらの橋を建設しています。最も長いのはロシアのウラジオストクにあるルースキー橋で、1,100メートルを超えています。

しかし、長いスパンと軽量について戻ります。これはメッシーナ橋を例に使用しています。中央の円グラフは、メインケーブルの容量を表しています。これは橋を支えるものです。そして、その容量の78%が橋を支えるために使用されています。容量の22%しか、つまり4分の1未満しか、ペイロードに使用できません。ペイロードとは、橋が支えるために存在するものです:鉄道、道路などです

。そして実際、ペイロードの50%以上がケーブルだけです。ケーブル自体にはデッキがありません。このケーブルを軽量化できれば、より長いスパンを実現できます。現在、高強度のスチールワイヤーを使用すれば、実際に約5〜6キロメートルのスパンが可能です。しかし、これらのケーブルにカーボンファイバーを使用できれば、10キロメートル以上のスパンを実現できます。それは非常に壮観です。

しかし、スーパー長スパンが必ずしもどこでも必要なわけではありません。それらは非常に高価であり、他の多くの課題があります。私たちは、広い河口や海を越えるときに、多スパンの橋を建設することが多いです。しかし、もしその海峡がジブラルタル海峡や紅海のような場所であれば、私たちは確かに複数の超長スパンの橋を建設することになり、それは非常に壮観なものになるでしょう。それを私の生涯中に完成するのを見られるとは思いませんが、あなたたちの一部にとっては確かに待つ価値があります。

さて、本当に興奮するものを紹介したいと思います。これは非常に深い水域を越える多スパンの吊り橋です。私たちは現在これに取り組んでいます。深い水域では、基礎が非常に高価になるため、この橋は浮いています。これは浮遊する多スパンの吊り橋です。以前にも浮遊橋がありましたが、これほどのものはありません。この橋は浮遊するポンツーンの上に立っており、海底に固定されています。浮力に逆らって引っ張られているのです。そして安定性を保つために、塔の頂上が結び付けられています。そうでなければ、全体が揺れてしまい、誰もそこを通りたがらないでしょう。

私はこれに非常に興奮しています。なぜなら、非常に深い水域で橋や何かの交差を考えたことがない場所がたくさんあるからです。この技術はその可能性を開きます。これはノルウェー道路管理局によって行われていますが、他にどこでこの技術が発展を可能にするのか、とても興奮しています。

さて、コンクリートについてです。コンクリートは時々悪い評判を受けますが、ルディ・リチオッティのような人々の手にかかれば、このようなことができます。これは超高性能繊維強化コンクリートと呼ばれるものです。エンジニアとして、このような言葉が大好きです。
( 笑い )

しかし、このコンクリートは非常に強力で、非常に耐久性があり、素晴らしい彫刻品質を持つことができます。コンクリートの橋が退屈だと言ったのは誰ですか?

私たちは他の新しい技術やロボット、3D印刷、AIなどについて話すことができますが、先ほど触れたことに戻りたいと思います。橋は機能的である必要があります。安全でなければなりません。サービス可能で耐久性がある必要があります。しかし、私は橋が優雅で美しいものであるべきだと強く信じています。橋は非常に長い間設計されています。私たちは100年以上の設計をしています。それらは非常に長い間存在します。誰もコストを覚えていません。数ヶ月の遅延があったかどうかも覚えていません。しかし、醜いか退屈なものであれば、それは永遠に醜いか退屈なままです。
( 笑い )

橋、美しさは生活を豊かにします。そうではありませんか?それは私たちの幸福を高めます。醜さと凡庸さは正反対の効果をもたらします。もし私たちが凡庸で醜い環境を作り続けるなら、それは大規模な破壊行為のようなものであり、完全に受け入れられません。
( 拍手 )

これはフランスのリヨンにある橋です。デザインコンペティションを通じて調達されました。そして、私たちは橋や構造物を調達する人々と話し始める必要があると思います。なぜなら、調達がしばしば鍵だからです。デザインコンペティションは良いデザインを得るための一つの方法ですが、それだけではありません。良いデザインに対して偏見を持つ調達が非常に多いのです。

ですから、私の世界では技術の変化は時々非常にゆっくりと進行します。しかし、私たちができることに非常に興奮しています。それがアフリカの農村部で命を救うことであれ、長スパン技術の限界を押し広げることであれ、近くの道路を渡ることであれ、美しいものを作り続け、人々の命を救い、コミュニティを築くことを希望します。

ありがとう。
( 拍手 )

タイトルとURLをコピーしました