さかなのかげふみ @Spia23Tc

https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/01567/00015/

　2021年2月13日に発生した福島県沖を震源とする地震で、東北新幹線の郡山－白石蔵王間にあるラーメン高架橋の中層横梁が約60カ所にわたってせん断破壊したような損傷を受けていたことが分かった。JR東日本が2月26日に明らかにした。

　震度5強を観測した宮城県白石市内の高架橋では、線路直角方向にある複数の横梁にせん断破壊したとみられる斜め方向の亀裂が生じた。表面のコンクリートが剥がれ落ち、鉄筋がむき出しになった部材もある。

　「周辺の家屋に目立った被害はなかった。詳細な分析が必要だが、背の高い高架橋が長周期地震動で損傷した可能性がある」。2月15日から16日にかけて現地周辺を調査した群馬工業高等専門学校の井上和真助教はこう指摘する。

　気象庁によると、福島県中通りで長周期地震動階級4を観測。白石市を含む宮城県南部では同階級3を観測した。

　JR東日本は1995年の阪神大震災以降、高架橋の柱のせん断破壊を防ぐための耐震補強を進めてきた。今回被災した高架橋でも、中層の横梁から上にある柱を鋼板で巻き立てるなどの補強を施していた。

　高架橋の耐震補強は通常、横梁よりも柱の耐力を高める。柱が先に壊れると、重大な被害が生じやすいからだ。横梁は地震時に高架橋が大きく変形するのを抑える。横梁に一定以上の力が加わると、損傷してエネルギーを吸収し、柱が破壊するのを防ぐ。「今回の地震で柱が損傷を免れ、横梁が先に壊れたのは、設計で想定した通りともいえる」と井上助教は話す。

　しかし、今回の地震で白石市にある強震観測点「K-NET白石」で記録された加速度は、南北方向に最大343ガル、東西方向に同223ガル、上下方向に同188ガル。3成分の合成値でも最大351ガルと、極端に大きな加速度を観測したわけではなかった。加速度応答スペクトルの最大値も、2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）で観測した値と比べて6～7割程度にとどまる。

　高架橋の横梁が損傷したメカニズムについて、「分析や検討はこれから。今回の地震の特徴や被害状況については、鉄道総合技術研究所の専門家に調査を依頼しているところだ」とJR東日本広報部の細川郷平氏は言う。同社は横梁に生じた亀裂にエポキシ樹脂などを注入したり、モルタルなどで断面修復したりして補修した。

　東北新幹線の高架橋は、東北地方太平洋沖地震をはじめ、過去の地震で被災したものも多い。その際に補修した部分が劣化するなどして、今回の地震で再び損傷した可能性も考えられる。


◆柱頭部に曲げ破壊とみられる損傷も

　今回の地震では、高架橋の横梁以外にも東北新幹線の広い範囲で被害が発生。全線の運転再開までに10日を要した。

　JR東日本によると、2月26日時点で高架橋などの柱10本に曲げ破壊などとみられる損傷を確認した。桁や支承の横移動を防ぐサイドブロックにも、3カ所で損傷が見つかった。

　福島－白石蔵王間では、スラブ軌道の突起部が損傷。他の駅間を含め、約220カ所で軌道の変位が生じた。


◆架線を支える金具は応急復旧

　さらに、架線柱は20本が折損したのに加え、約40本がひび割れたり、傾いたりした。架線を支える金具なども約550カ所で損傷し、架線が6カ所で断線した。

　郡山駅では構内で漏水が発生。他の駅を含め、約20カ所で内装材が破損するなどした。

　東北新幹線は2月24日に全線で運転を再開したものの、那須塩原－一ノ関間で当面の間、列車の速度を時速110～160kmまで落として運転する。断線した架線や架線を支える金具など、応急復旧しただけの箇所があるからだ。減速運転は架線全体を張り替えるといった本復旧が終わるまでの措置となる。東京駅から仙台駅や盛岡駅までの所要時間は、通常ダイヤよりも1時間ほど長くなる。