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太平洋に浮かぶゴールデンゲートブリッジを観察していると、美しいサスペンションケーブルシステムに目を奪われることがあります。もしこのケーブルシステムがなかったら、橋はどうなってしまうのでしょうか。簡単に言えば、第3時になります。

今回は太平洋の激しい潮流に耐え、ゴールデンゲートブリッジの設計責任者であるジョセフストラウス氏と一緒に橋を建設してみましょう。そして、ゴールデンゲートブリッジが成し遂げた魅力的な光学的異業に迫ります。是非ご参加ください。

ゴールデンゲートブリッジは釣り橋です。非常に乾燥化した釣り橋は、このような方法で作ることができます。海の両端に2つのタワーを立て、タワーの間に長いケーブルを吊るすだけです。このケーブルは放物線に禁止しています。

さあ次は、柱でコンクリート製のロードデッキを取り付けましょう。これで明らかにロードデッキの端が支えられます。メインケーブルとロードデッキの間にサスペンションケーブルを接続すると、端の長さ方向にも支えられるので、先ほどのようにロードデッキが壊れることはありません。これこそが釣り橋の基本設計です。

ゴールデンゲートブリッジについて詳しく探る前に、まず技術がなぜこの場所に釣り橋のデザインを選んだのかを理解していきましょう。ゴールデンゲートの2つの海岸線の間にある距離は、なんと2.7kmです。ここに従来の桁橋をかけてみましょう。

ロードデッキが様々な脚で支えられているのが分かると思います。この脚があることで、下を通る船の動きが遮断されてしまうのです。ご想像の通り、水深3ftのところに建設するのは莫大なコストがかかります。よって、ここでは桁橋の設計は意味をなさないわけです。

では、アーチ橋について考えてみましょう。これなら間違いなく船の通路を確保できます。しかしアーチの形状を維持するためには、端の高さを非常に高くしなければなりません。このような構造では、建設がかなり複雑になってしまいます。

そこでジョセフストラウスは、これまで紹介してきた欠点を効率的に克服できる吊り橋の設計を選択したのです。では、その釣り橋の設計を詳しく見ていきましょう。この設計には1つ重大な問題があります。このように橋を作ると、タワーが図のように内側に曲がってしまうのです。

メインケーブルには大きな引っ張り過重がかかっており、これがタワーに力を加えています。この力を解消すると、タワーの内側にアンバランスな水平力が作用していることが分かり、タワーが曲がってしまう理由が分かりますよね。この問題を解決する方法はあるのでしょうか。

この水平方向の力を打ち消すには、同じ力を反対方向に作用させる必要があります。メインケーブルを延長し、アカーシステムで地面に固定するのが成功法です。しかしこの橋の建設に必要な財源は、もっとシンプルなアイデアで最適化することができます。

タワー同士を互いに近づけるだけでいいのです。これで支えられていないブリッジデッキの長さが短くなり、このためケーブルの張力は減少します。これならケーブルの断面積を小さくすることにつながります。メインケーブルの幅は、平均人間の身長の半分以上にもなるのです。

ゴールデンゲートブリッジの近くには、観光名所としてこの圧巻のメインケーブルの一部が展示されていることでも有名です。しかしこの通りの設計で橋を作ると、橋は長持ちしません。なぜそうなるのか予想できますか。どんな構造システムでも切合部は最も弱い部分です。

コンクリートはもろい素材なので、鋼鉄性のつり具とコンクリート性の床板が直接繋がっていると、床板にひび割れが生じてしまうわけです。ではストラウス氏がどのようにこの問題を解決したのかを見ていきましょう。

ストラウス氏はサスペンダーを鋼鉄の構造物に接続することにしました。鋼鉄と鋼鉄の接続は常に強力です。こちらではサスペンダーと鉄骨構造物の接続の様子を示しています。この構造物の上にロードデッキが設置されているわけです。