2014年10月14日火曜日

土木工学と電気工学

若干こちらに書きましたが、過去の現場見学、そして現在も続けている現場見学が、特に今の講義作りに役立っています。

高専5年の後期に、何故か「電気工学概論」という授業があります。昨年までは、電気が専門の非常勤講師の先生に実施していただきましたが、今年は後任がいないとのことで、私が引き受けることにしました。

趣味で第2種電気工事士の国家資格を、安全衛生の観点から低圧電気作業主任者の資格を持っていたので、昨年の講義の内容を見て、私が実施しても問題なしと判断しました。とはいえ、せっかく土木の教員が、土木の学生に対して電気工学の授業をするのだから、魅力的なものにしたい、と考えています。もちろん、科目設置時の目的やシラバスを逸脱しない範囲で。

土木で電気というと、わかりやすい対象としては「ダム」がありますが、治水の観点、および、コンクリート構造・施工の観点で語られる事が多いと思います。発電としては、土木の学生は殆ど習うことはないのではないでしょうか。

たまたま私が大学院生の時には、電力中央研究所で横浜国大の非常勤講師を引き受けていただいていた青柳先生から「コンクリート工学特論」で様々なトピックを習ったのですが、内容的にはそれが一番近かったでしょう。殆ど忘れてしまっていますが。青柳先生といえば、原子力発電所のコンクリートの業績も有名です。

さて本題ですが、私が横浜国立大学教員としての在籍時に、多数の見学会に行ったこと・実施したことが、現在の糧になっています。

2008年3月には、教室見学会として、学生の有志が、横浜から自費にもかかわらず愛媛県の見学ツアーに参加しました。そのネタを提供されたのは、青柳先生の後任として、電力中央研究所から非常勤講師としていらっしゃっていたK先生でした。その見学会のメインは、当時建設中だった、愛媛県 波方の石油ガス地下備蓄の建設でした。地下の岩盤を掘り、そこに地下水による「水封」を用いて、天然の貯蔵庫とするものです。地下の岩盤を掘って、石油や石油ガス(LPG)の国家備蓄を行っている場所は、日本では数えるほどしかなく、当時は、波方と倉敷の2カ所しか施工されていませんでした。今後の新規建設は今のところはない、と聞いています。次の年の2009年には、もう一つの倉敷の地下備蓄基地の建設の見学でした。その両方に参加した土木工学系の教員・学生は、非常にレアではないのでしょうか。


水封トンネルの原理(JOGMECホームページより)

この参加経験は、発電・エネルギーという観点で、講義で生かせそうです。調べてみると、JOGMECのオフィシャルページとして、Youtubeにも、波方・倉敷の上記建設のビデオが公開されており、秀逸です。これも活用します。

倉敷国家石油ガス備蓄基地 建設の記録「地下岩盤に築く」


そういった見学会を企画・実行する横浜国大土木工学教室は凄いと思いますが、その中にいることができたのもラッキーでした。

コンクリート工学系の授業では、他にもっと教えることが多く、通常ダムの話をすることは無いですが、この電気工学概論を通じて、発電という観点から、ダムを教えることができます。それも、本体構造や河川水文学の観点だけでなく、発電所やそれに至る導水路(水圧鉄管)なども、対象になります。

黒部ダムの建設、高熱隧道なども、勉強して、そしてコンクリート研究室の夏合宿で行きましたし、先日のフランスのマルパッセダム崩壊現場の見学の話も、繋がります。田辺朔郎の京都インクライン、トンネルつながりで言えば、丹那トンネルを題材にした「闇を裂く道(吉村昭)」もしかり。発散しがちな内容をどうやってまとめていくかは最後の詰めで大事ですが、私の中では、これまでの見学会の集大成としての位置づけのように感じます。

そう見ると、特に発電の部分は素人だということに気づかされて、まだまだ勉強です。


上記の見学会の全てを一緒に経験した元上司の横浜国大の細田先生は、土木史の授業を受け持ち、文系の学生も含めた約200人の学生を相手に講義をしていますが、私もその気概でやっています。


原子力発電所などのセンシティブな所も、避けて通れませんが、これも横浜国大元教授のT先生から紹介を受けた、松永安左衛門の「爽やかなる熱情」でも語られている東京電力の誕生と大きく関係しています。そういう歴史経緯からも含めて、地震・津波の話もできるでしょう。そう考えると、私が欠席した浜岡原発の防潮堤の見学なども、行きたかったと今になって思います。

火力発電所は、まだまだ語るところまでは達していませんが、コンクリート系では、フライアッシュなどを切り口に、広げていきたいと思います。

土木工学は総合工学だというのはまさにそうで、今回は電気という観点から、土木工学や世の中を切り取って、技術者として何を知り、どう考えるべきなのかを提示していきたいと思っています。

2014年9月23日火曜日

ガードレールのディテール

フランスの、ガードレースの標準断面は、特に変わった物はなかったのですが、始まりと終わりが、フェードイン、フェードアウトで統一されていました。

一般道、高速道路問わず。

これは、走行時に衝突して大けがを負わないように、なのかなと思っています。車は転倒しますが、突き刺さることは少ないのでは? 通常のガードレールが、急に飛び出ていると、車両がぶつかると突き刺さる事故もあると聞いたことがあります。

で、その末端がどうなっているかというと、地中に埋まっています。中を掘り返してみたいぐらいでしたが・・・。


では、そのオンパレードを。
(フランスは車は右側通行なので)これが、ガードレールの始まりです。地中に埋まっている所から始まります。


 これは、終わって、また始まっているところ。事故で壊れているわけではありません。

 近接すると、本当に、地面に埋まっています。

 カラーコーンは、事故で曲がっているところですが、やはり、末端は地面に潜っています。

 これも。


近代的なガードレールだけがそうかというと、そうでもなく、田舎道のコンクリート製(初出は木製と書きましたが、よく見るとコンクリートのようでした)のガードレールでさえも、地面に埋まっています。


勝手な妄想。
 フランス人「何故かって? ガードレールは,そういうもんでしょ」

というぐらい、古くから受け継がれているのでは?

鉄筋コンクリート電柱 その3 矩形中実断面

その3は、矩形断面です。

他の2つも併せて、すべて矩形断面です。遠心成形やプレストレスは入っていないようなので、単に横にして型枠にコンクリートを打込んでいるだけのように思います。

フレシネーの橋を巡っているタクシーの中で、これを発見し、止まってもらいました。気分的にせかされていて、詳細を観察できませんでした。もっと見ておけばよかったと思います。





鉄筋コンクリート電柱 その2 中空断面

続いて第二弾は、中空断面、と言っていいのか。

この数は少なかったと思います。

タクシーでフレシネーの橋めぐりをしていて、最後に最寄りの駅に到着したら、次の電車の発車10分前。駅の近くに、2種類の電柱を発見して、時間にせかされながら慌てて撮影したので、こちらについては、寸法を測ったり、詳細を観察する時間がありませんでした。

先ほどのH形断面のすぐ横にありました。中空部分が、良いアクセントになっています。これは、電線の軸方向がコンクリートの断面の強軸方向になっていますね。

反対面を近接撮影していないので、どちらが打ち込み面かわかりませんが、多分こちらが型枠底面でしょう。



鉄筋コンクリート電柱 その1 H形断面

パリ中心部は気にしていませんでしたが(地中化されていたのかどうかさえも思い出せない)、フランスのパリ郊外を廻っていて、特に鉄筋コンクリート製電柱が多いことに気づきました。

日本のように、円柱ではなく、角柱。その中でも、大きく分けて3パターンありました。

正式名称はわかりませんが、私が勝手に分類して名前を付けます。

まずは、H形断面のもの。高さ方向に、40cmおきぐらいに、補剛部材がついています。



 全景。日射のため陰影が付いて、のっぺりしていません。

近くに寄ったところ。

コンクリートの気泡が集中している面を見ると、この電柱は、横置きの状態で打込まれています。H形を横にして、打込まれています。写真手前右側の面が打込み時の上フランジで、左奥が下フランジです。下フランジの上面に気泡がたまっているからです。上フランジの上面は、仕上げ面です。



この電柱では、一部軸方向ひび割れも見えました。

 私が触れている面が、打込み面です。添加物が邪魔していますが。

地上から1.5m程度において、1辺の幅は35cm程度。



こちらは型枠底面。
これは別の場所ですが、2本並んだ風景です。

なお、車で走っていて、道路(電線)の方向に対して、上下フランジ面が配置されていることが多いように感じています。車で走っていて、補剛材の陰影がよく見えるからです。

道路(電線)の軸方向と直角方向に、電柱が強軸(断面二次モーメントが大きい)になっているように感じました。

フランスの高速道路 オーバーブリッジ編

フランスの高速道路について紹介します。


今回は、高速道路を跨ぐ、オーバーブリッジに焦点を当てます。系統立てているわけではありませんが、今回1000km移動した中で、特徴的なものは以下に集約されると思います。


片側のみの方杖ラーメン橋

 桁はよくわからないが、橋脚がV字形

ええっと、これはなんという形式でしたか。失念。

ちょっと斜めから。

鋼管トラスアーチ、でいいのでしょうか。横から見ると平面的ですが。
 斜めから見るとこうです。

 この辺はシンプルです。基本はこういうタイプが多いですが、何か意匠のペイントはしています。

 橋は特色はありませんが、親柱は!

 橋脚の一部のテクスチャにこだわっています。

 桁の縁形状とともに橋脚のテクスチャが。
 これは、あとから外ケーブル補強をしているような。
確か、この写真のみ高速道路ではありませんが、古いアーチ橋。
方杖ラーメン橋。実はその向こうに見える海が、地中海です。ニース、コートダジュールの近くです。
斜材が一見ランダムな配置のアーチ橋。

パリのエレベーターに感動

フランスに出張した際のパリ市内のあるホテルでのエレベーターが秀逸だったので、紹介したい。

ここでは、デザインや走行性、等ではなく、ボタンを押して目的の階に止まるシステム(専門用語は知らないが、仮に「エレベーターの配車システム」と呼ぶ)、のことを述べる。

これは、たまたまあるホテルが採用しているだけのようなので、パリがすべてこのようになっているわけではない、と思う。


さて、使用法は、次の通り。



1)エレベーターは、並んで3基ある。A,B,Cと名前が付けられている。
2)乗りたい人は、写真に示した、パネルの前に行き、目的階を押す。すると、一瞬で、A,B,Cの記号が表示されるので、それを覚える。
3)2)で出てきた記号のエレベーターに乗ると、すでに押した目的階の数字のランプが光っており、その階に止まる。
4)エレベーター内には、目的階を押すボタンはない。開と閉のみ。

例えば、自分が3階に行きたければ、3を押した直後にBと出たら、Bのエレベーターに乗り込む。例えば、そのエレベーターには、他の客もいて、3、4、7階のみ止まる(私以外に、4階、7階に行きたい人が、Bと表示されて乗ってきた訳である)。



テンキーの所に、フランス語以外に英語でも表示があったので、問題は無かったが、初めはそれを読んでおらず、来たエレベーターに乗ったら自分の階に止まらずに、何度もやり直したことがあった。


一瞬、ホテルだから、セキュリティ上の観点で目的階以外に止まらないようにする配慮かなと思ったが、乗る前には自由に好きな階のボタンが押せるので、その意味は無い。


私の解釈では、エレベーターを制御するための合理的なシステムであると考えた。

普通のエレベーターで良くあるが、自分が1階から10階まで行きたいときに、スムーズに行けるときと、同乗者が途中の階で何度も降りたり、途中の階から何度も乗ってきたりすると、非常に時間がかかる。後から自由に選べることは、殆ど制御していないに等しい。もちろん、エレベーターに乗る際の配車システムは、エレベーターメーカー各社が工夫して練り上げられているが、それは乗るまでであって、乗ってからは無法地帯である。



このホテルの方法は、次のようなメリットがあると思う。(推定)

1)1つのエレベーターが、たくさんの階に止まらないように制限できる。よって、素早く目的階にたどり着ける。
2)別々の客でも、同じ階を選んでいる客には、同じ籠になるように目的階を集約している。
3)多分、降りる階に連動して、その階から乗る人も連動しており、トータルでも効率が良い。


デメリットとしては、次があろう。

1)慣れない人が来ると、作法を知らないので一度は失敗する。
 →1回しか使用しないような場所には不向きで、ホテルのように数回利用する場合は適する。
2)次々に客が訪れると、毎回ボタンを押すという作業があるので、混雑する。
 →操作パネルは、増やしても良いので、軽減できるはず。
3)2)とも関連するが、客が一度に同時に多数集まるような場所は、テンキーの渋滞や、テンキーが終わった人が交錯するので、ふさわしくないだろう。そもそもそういう場所にエレベーターを使うことは少ないので、問題は少ないだろう。
4)籠の中に嫌な客がいれば、自分が降りる際に、嫌がらせに全部の階を押してさっと逃げることができない(笑)。

++++++

エレベーター内に、目的階を押すボタンがなかったのは、目からうろこであった。なんと合理的なのだろうか。シンプルなシステムに、美を感じてしまう。



なお、別途私が提唱しているのは、満員のエレベーターをやり過ごして、次回を「予約するボタン」である。現状の問題点は、今の籠が満員になった(orなっていた)ので、その籠が次の階へと動き出さないと「上や下」ボタンを押せないことや、押すタイミングがちょっとでも早いと、改めてその満員の籠が開いてしまい、時間のロスと冷たい視線を浴びることである。誰か商品化して欲しい。公開しているので、特許はいらないということです(笑)

ブログの移動(に近いもの)

表現活動の主体をnoteに移行しました。時間をかけた論考などはnoteに集約するようにします。こちらのブログはアーカイブとして残しますが、過去に力を入れた執筆したものは、再編集してnoteに投稿することもあります。 https://note.com/hayakazuh このブログ...