古代の橋の建造物にはハードコアな技術が隠されているのでしょうか?アーチ橋：時間と空間を越える技術

古代の建物の技術について話すとき、高い塔や壮大なホールを思い浮かべがちですが、目立たない存在である橋を見落としがちです。それほど華やかで荘厳ではありませんが、精巧な機械構造とエンジニアリングデザインが隠されています。今日は、その中でもベスト 3 を見てみましょう。

1. 趙州橋

現存する最古の石造アーチ橋です。過去 1,400 年間に 10 回の洪水、8 回の戦争、そして数え切れないほどの大小さまざまな地震を経験しましたが、今でも川は両岸を結んでいます。なぜそんなに安定しているのでしょうか? 「アーチ」構造は、下向きの重力と圧力の一部を両側の推力に分解できるため、橋の建設に非常に適しています。昔の橋は半円形のアーチがほとんどでしたが、スパンが大きいと橋床板も非常に高くなっていました。歩くのが疲れるだけでなく、工事も危険です。趙州橋は高さとスパンが1:5の円形アーチ設計を採用しており、人や車両が容易に通行できます。

一方、堅固な肩アーチを開放的な肩アーチに変更し、つまり大きなアーチの両端に2つの小さなアーチを配置しました。これは世界の橋梁史上初めてのことです。これは見た目が良く、材料を節約できるだけでなく、橋自体の重量も数百トン軽減されます。重力が減少すると、より安定します。 2 組の小さなアーチは依然として力に耐えることができるため、大きなアーチはよりリラックスした感じになります。 「アーチが互いに譲り合う」と言わざるを得ません（——同音異義語のしゃれは差し引いてください！）。雨期になると、路肩の小さなアーチが洪水の流量を増やし、橋体への影響を軽減することもできます。

見えない内部では、すべての石が橋の方向に沿って敷かれ、28個の独立したアーチの「ピース」にきれいに切断されます。いずれかのアーチが破損した場合は、個別に交換するだけでよいため、メンテナンスが非常に便利です。それで崩れてしまうのではないですか？心配しないでください。古代人は創造的な科学的手段を講じ、金属材料を使用して石の欠点を補いました。5本の鉄のタイロッドがアーチを貫通して固定され、シートベルトを締めるのと同じです（露出した丸い鉄球がシートベルトのヘッドです）。また、隣接する石の後ろには石を固定するための「腰鉄」があり、現代の鉄棒のように安定性を高め、石を手と手を取り合って安定した全体に接続することができます。

2. 盧溝橋

この橋と言えば、小学校の教科書に載っている「盧溝橋の石獅子」がまず思い浮かぶかもしれません。 500体を超える様々な大きさの石のライオンが橋を守っています。趙州橋とは異なり、11個の小さなアーチを備えた多アーチ橋であり、圧力を分散して洪水排水面積を拡大します。車両、馬、歩行者の重量を分担します。洪水が来ると、彼らは一緒に水を放出します。地震が起きると、彼らは一緒に圧力に耐えます。小さなアーチが連携して機能することで、この 200 メートルを超える長さの橋は 800 年以上も安全に維持されてきました。

各桟橋の水側は弓形の形状をしています。四角い形にすると川の水が当たり、時間が経つと簡単に壊れてしまいます。船の形をした橋脚により川の水がスムーズに流れ、衝撃が軽減されます。各橋脚には、一般に「竜退治の剣」として知られる独自の武器があり、これは邪悪な竜を追い払い、トラブルを起こさないようにするためのものです。しかし、実際は洪水の水を流し、氷を防ぐために設置された三角形の鉄柱です。

金属は表面で石を補助するだけでなく、石橋の奥深くに隠されています。盧溝橋の基礎が安定しているのは、太い鉄の棒で石を串のようにつなぎ、川底にしっかりと固定しているからだ。

3. 広済橋

石と木、アーチ橋と浮橋を組み合わせた橋です。この混合様式の古代橋は、降雨量が多く、台風や洪水が頻繁に発生する広東省潮州市にあります。そのため、広済橋の洪水対策には独自の技術が取り入れられています。たとえば、全体的な構造はトランスフォーマーのように柔軟にすることができます。両側には重厚な石橋が架けられていますが、中間部分は開閉式の浮橋となっており、横に18隻の木造船を連結し、その上に木の板を敷き詰めた構造となっています。洪水が発生した場合、ボートを解体して洪水を排水することができます。

人間の力では解決が難しい問題に遭遇すると、賢い頭脳が革新的な解決策を考え出し、徐々に技術が発展していきます。これらの古代の橋は過去と未来を繋ぐようで、古代人の力学に対する理解やさまざまな材料の独創的な使用法を知ることができます。そのため、古代の建物にも技術的な要素が満載です。

著者: ヒッカ・スレート修復グループ

査読者: 劉傑、北京交通大学建築芸術学院准教授

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司