ピサの斜塔を安定化するためのエンジニアリングの課題

要約

本記事では、ピサの斜塔の歴史、なぜ斜めになっているのか、そして何世紀にもわたる安定化のエンジニアリングの課題について探求します。現代のエンジニアが使用した革新的な解決策や技術についても掘り下げます。最終的に、1999年に斜塔を安定させることに成功した方法についても紹介します。

ピサの斜塔の歴史

12世紀に、ピサの豊かな海洋共和国は、市の大聖堂広場に壮大なランドマークを作ることを決めました。彼らは、後にピサの斜塔として知られる自立式のカンパニーレ、または鐘楼を建設しました。塔の建築家たちは、比較的短い構造物には3メートルの基礎が十分だと考えていました。残念ながら、塔の下の地盤は湿地で不安定であり、完成する前に塔が傾き始めてしまいました。

斜塔が傾く理由

塔の基礎が重量を支えるのに十分な深さでなかったため、塔が沈み、一方に傾き始めました。建設はほぼ1世紀にわたって中断され、土壌が落ち着くのを待ちました。建設が再開されたとき、作業員は、南側の次の数階をより高くすることで、塔のわずかな傾きを補償しました。しかし、余分な石積みの重量がその側をさらに沈めてしまいました。何世紀にもわたる傾きに対する試みは失敗し、エンジニアは塔の致命的な角度を特定することができず、倒壊を止める方法を考案することができませんでした。

斜塔を安定化するための何世紀にもわたる失敗した試み

基礎を調べるために周りを歩道で囲む、モルタルを注入して基礎を強化するなど、エンジニアは傾きに対処するために多数の戦略を試みました。しかし、支える砂を取り除くことで傾きは悪化し、モルタルの均等な分布は別の急落を引き起こしました。沈み続ける基礎は、塔を傾ける点に近づけました。

現代のエンジニアリングの解決策

第一次世界大戦後の数年間、研究者たちは、塔を安定化するための欠落している変数を特定するためのテストを開発しました。1970年代には、エンジニアたちは塔の重心を計算し、新しいコンピューティング技術を使用して、土壌の硬さと塔が立っているために必要な正確な発掘量をモデル化しました。

斜塔をまっすぐにする

1999年、イタリア政府は、斜塔を安定させるためにトップエンジニアを起用しました。チームは、斜塔の北端から38立方メートルの土を取り除くために対角線のトンネルを掘りました。彼らは、600トンの鉛インゴットで構造物を一時的にカウンターバランスし、その後、基礎を鋼索で固定しました。建設から6世紀以上が経過した後、斜塔はついに約4度の傾きでまっすぐになりました。