特集 東日本大震災における公共施設の復旧に向けた取り組み

東北新幹線の被災状況と復旧

東日本旅客鉄道株式会社設備部課長

まつ お

しん じ

しもやま

たか し

松尾伸二・課長下山貴史

１． はじめに

２． 地震の検知と列車抑止

２０１
１年３月１１日に発生したM９．
０の東北地方太地震計が地震動を捉えたことにより，東北新幹平洋沖地震は，広範囲に長時間の揺れをもたら

線では東京〜新青森間の全線にわたり列車を運行し，巨大津波を発生させるなど，鉄道に対してもする電気を止める警報を発令した。特に，震源にさまざまな被害をもたらした。

近い仙台付近では，太平洋沿岸に設置していた地鉄道では，線路沿線や海岸付近に地震計を配置

震計がいち早く地震の揺れを検知して，警報を出し，地震動を観測し列車の運行を規制しており，すことにより，列車の運行中止基準に相当する強JR東日本では，地震の観測指標に構造物の被害

い揺れが線路に到達する１２〜１５秒前に列車の非常と相関性が高いといわれているSI値を用いていブレーキを動作させることができた。

る。３月１１日に発生した東北地方太平洋沖地震では，新幹線の新藤田変電所で１０７．
７kine（中止基準値１８kine）を記録した。

３． 新幹線施設の被災状況と復旧

地震発生後，速やかに構造物の点検を実施し，被害状況の把握に努めた。補修が必要と判断した

表―１および図―１に東北新幹線の主な被害内箇所については，復旧計画の策定を行い，当社グ容と箇所数および被害地点を示す。３月１１日の本

ループ，施工会社の総力を結集して復旧工事に取震では大宮〜いわて沼宮内まで広範囲でさまざまり組むとともに，社外の多くの方々からご協力をな構造物が多数被災した。地上設備全体では約いただいた。また，復旧中にも余震がたびたび発

１，２００カ所の被害が発生し，４月７日には復旧未生し，４月７日の余震では，新たに多数の被害が完了箇所は約９０カ所を残すまでになったものの，発生したものの，津波被害のあった線区以外は４当日の余震で新たに約５５０カ所の被害が生じた。

月中に運転を再開することができた。
本稿は，東北新幹線の地上設備の主な被災状況と復旧に関して紹介するものである。

今回の地震では，高架橋・橋梁の倒壊や落橋等の致命的な被害はなく，耐震補強を実施した柱等の被害も発生していない。また，トンネルについては新潟県中越地震のような覆工コンクリートの３
２ 建設マネジメント技術

2011 年 10 月号

東日本大震災における公共施設の復旧に向けた取り組み 特集

表―１〜北上間の高架橋柱の損傷および復東北新幹線の主な被害内容と箇所数
３／１
１本震

４／７以降余震

径間のRCラーメン構造である。高

４／７時点で被害箇所数 復旧未了の被害箇所数

被害箇所数

電化柱の折損・傾斜・ひび割れ

約５
４０カ所

約６０カ所

約２７０カ所

架線の断線高架橋柱等の損傷
軌道の変位・損傷

約４
７０カ所
約１００カ所
約２０カ所

約３０カ所
――

約２００カ所
約２０カ所
約２０カ所

変電設備の故障
防音壁の落下・傾斜・剥離
天井材等の破損・落下

約１０カ所
約１０カ所
５駅

１カ所
―
１駅

約１０カ所
２カ所
２駅

橋桁のずれ
橋桁の支点部損傷
トンネル内の軌道損傷

２カ所
約３０カ所
２カ所

―
――

７カ所
約１０カ所
―

合

約１
２００カ所

約９０カ所

約５５０カ所

主な被害

計

旧後の状況を示す。本高架橋は，４架橋の端部柱に被害が大きく，軸方向鉄筋のはらみ出し，内部コンクリートの剥落が発生した。この損傷は，曲げ降伏した後地震動の繰返しにより断面内のコンクリートが損傷したものと推定される。
写真―２に３月１１日の本震で被災した一ノ関〜水沢江刺間の橋梁の橋脚の損傷および復旧後の状況を示す。PC桁を支える円形橋脚（直径４．
５m，高 さ 約１５m）の 軸 方 向 鉄 筋

崩落はなく，軽微な損傷であった。の段落し部付近からひび割れおよびコンクリートの剥落が生じたものである。

! RC高架橋およびRC橋脚
写真―１に３月１１日の本震で被災した水沢江刺

3／11本震による被害

これらの高架橋柱や橋脚は，応急復旧として，ひび割れにエポキシまたはアクリル樹脂を注入し4／7余震による被害

図―１ ３／１
１本震・４／７余震による東北新幹線の主な被害地点

建設マネジメント技術

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!

復旧前

!

復旧前

復旧後

写真―３

高架橋中層梁の損傷と復旧

復旧後

写真―１

高架橋柱の損傷と復旧!

東北新幹線（１９８３年）

復旧前

写真―４

東北本線
（２００６年）

高架橋柱の損傷ものである。復旧の考え方は，中層梁の耐力を増加させないこととし，ひび割れにエポキシまたはアクリル樹脂注入，および無収縮モルタル等によ
復旧後

写真―２

橋脚の損傷と復旧

る断面修復を行った。
写真―４に仙台の南，東北本線長町駅付近の新幹線と在来線のRC高架橋の状況を示す。１９
８３年て，鉄筋を再配置した後，無収縮モルタルにて断開業の東北新幹線の柱には前述のような被害が生面修復を行い，被災前と同程度以上の性能に回復じたのに対して，写真右側の２００６年に使用開始しした。なお，高架橋柱や橋脚の被災箇所は，引きた東北本線の高架橋は微細なひび割れ程度で，新続き鋼板巻き等の耐震補強を行うとともに，高架しい耐震基準で建設された高架橋の耐震性能の有橋については，被災した高架橋柱と同じブロック効性が検証されたと考えている。の柱も鋼板巻きなどの耐震補強を行うことで本復!

旧としている。

橋桁のずれ

写真―３に３月１１日の本震で被災した郡山〜福写真―５に３月１１日の本震で被災した仙台駅構島間の高架橋中層梁の損傷および復旧後の状況を内にあるスパン７３mの合成桁橋の支承部の損傷お示す。線路直角方向の中層梁にひび割れが生じた

よび復旧後の状況を示す。ピン支承と呼ばれる固３４ 建設マネジメント技術

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mm移動していた。復旧は，ジャッキを用いて桁を元の位置に戻すとともにピンを設置して，支承の両側にあるコンクリート壁から支承を押さえる移動制限装置を新設した。
写真―６に４月７日の余震で生じた仙台〜古川!

復旧前

間の桁式高架橋のRCサイドブロックの損傷および復旧後の状況を示す。RC桁が線路直角方向に動いてRCサイドブロックを破損したと考えられる。復旧は，ジャッキにより桁を元の位置に戻し，応急復旧として桁中央部に新たに鋼製ストッパーを構築した。本復旧については，破損したRCサイドブロックを撤去し，鉄筋を再配置してコン

復旧後

写真―５

橋桁のずれ・支承部の損傷と復旧クリートに打替えるとともに，桁中央部に設置した鋼製ストッパーを抱き込むようにRCによるストッパーを構築した。
!

電化柱

今回の地震では，高架橋や橋梁上の電化柱が多く折れたり傾いたことが被害の特徴であった。山!

復旧前

陽・東北・上越新幹線の電化柱は高さ１２m程度のPC製が大半であるが，１９７８年の２月と６月に発生した宮城県沖地震で建設中の東北新幹線の電化柱が同じ場所で折れたことを契機に，その後の電化柱は，砂基礎と呼ばれる投げ込み式の基礎となり電化柱の周りに砂を詰めている。高架橋や橋梁!

応急復旧!

復旧前

本復旧後

写真―６

RCサイドブロックの損傷と復旧

定側の支承は，ピン中央部の切り欠きと上下支承の突起のかみ合わせにより水平力に抵抗しているが，ピン中央部が破損し，線路直角方向に約２００

復旧後

写真―７

電化柱の損傷と復旧

建設マネジメント技術

2011 年 10 月号 ３５

特集 東日本大震災における公共施設の復旧に向けた取り組み

上で電柱の揺れが増幅されることに対して，電化橋の状況を示す。特に大きな損傷は発生しておら

柱基礎部に配置された砂による大きな減衰効果をず，耐震補強の効果が確認された。

期待しているものである。なお，兵庫県南部地震
以降は高架橋や橋梁上では，鋼製の柱が採用され"ている。写真―７にPC製電化柱の損傷および復図―２に東北新幹線の区間別の運転再開日を示

旧後の状況を示す。復旧は，損傷状況に応じて鋼す。運転再開については，３月１５日の大宮〜那須管柱への取替えや基礎の砂を撤去して柱を起こし塩原間など復旧が完了した区間から順次開始して再度砂を充填する，などの補修を行った。

た。４月７日に運転再開した一ノ関〜盛岡間は，東北新幹線の運転再開

当日２３時３２分の余震でさらに被害を受け再度運転! 耐震補強を行った構造物の状況中止して補修し，４月２３日に運転再開した。最終

JR東日本では，１９９５年の兵庫県南部地震，２００３

的には４月２９日に全線で運転を再開した。

年の三陸南地震および２００
４年の新潟県中越地震における被災状況を受けて，せん断破壊先行型の高架橋柱および橋脚の耐震補強は実施済みであっ４． おわりにた。このため，今回の地震では，すでに耐震補強を実施した構造物に被害は見られず，また，補強

今回の地震で多く発生した高架橋・橋梁上の電をしていない高架橋柱等についても，柱・橋脚の化柱の折損や傾斜については，今後，メカニズムせん断破壊による上部構造の落橋といった甚大なと原因の分析を行い，補強方法などを検討し耐震被害は生じていない。

性の向上に取り組んでいきたい。一方で，地震の写真―８に鋼板巻き耐震補強が実施された高架

揺れによる高架橋・橋梁の落橋等の深刻な被害は生じなかった。また，耐震補強を実施した高架橋柱等の被害はなく，これまで実施してきた耐震補強は効果があったと考えている。今後もこれらの地震対策を継続して取り組み，鉄道の安全・安定輸送の確保に努めていきたい。
最後に震災後の点検から運転再開に至るまで，社外の多くの方々からのご指導，ご尽力を賜った。改めて，本誌面を借りて関係各位に厚く御礼

写真―８

鋼板巻き耐震補強箇所の状況

図―２

３
６ 建設マネジメント技術

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を申し上げたい。

東北新幹線の区間別の運転再開日