東海道新幹線にオール2階建てが無いのはなぜ？

ＪＲ東日本がオール二階建てを導入しているのは

(1)開通当時は２００系の１２両編成が主流だったが，盛岡や新潟までの乗車率が低かったため短い編成に変更。
(2)ホームドアを設置したために編成に制限を受けた。
(3)東北の東京－那須塩原間と上越の東京－高崎間の通勤客需要。
(4)朝夕の通勤需要で拡大で東京駅のホームが不足。
(5)短い編成にたくさんの乗客を乗せるためには２階建て車両が必要。
というのが理由だと思います。
東京駅はホームを増やしましたが，「つばさ」「こまち」「あさま」が増えたために東京駅は慢性的なホーム不足ですが。なので最近は新宿乗り入れの話も持ち上がったわけです。
品川駅は東京駅乗り入れに限界があり，また車庫が東京駅から品川方向に戻り，八潮に入庫するためにダイヤを組むのが難しくなってきたため品川終点の新幹線を作ろうとしてました。実際は羽田の拡張により飛行機の需要が伸び，上記の事態は回避しましたが。で，理由として新横浜が不便と言う事もあり川崎方面や東京まで行かなくても渋谷方面に行くのが便利になりますと理由をつけたようです。
２階建ては１００系で最大４両連結している編成がありましたが，ワゴンによる車内販売がしづらく間接収入が望めないとかの理由もあったと聴いています。

すべての編成をどの列車（「のぞみ、ひかり、こだま」）でも運行することを可能にするためです。

東海道新幹線を運行するＪＲ東海には現在300系、700系、N700系という新幹線車両が在籍します。そのすべてが16両編成で、まったく同一の座席配列をしています。

東海道新幹線は日本でもっとも利用者数の多い新幹線です。その最大の使命は定時に大量の乗客を輸送することになります。

車両のタイプが異なると、遅れが発生した場合、定時運行に戻すのに時間がかかってしまいます。しかし、どの編成も同じ速度を出せ、同じ人数を乗せることができれば、混乱なく柔軟にダイヤを戻すことができるのです。

この思想はＪＲ化後明確になっています。

N700系という新車が登場する際も、編成両数、座席配置、座席数は完全に700系を踏襲しています。
（唯一の例外はＪＲ西日本の500系です。）

以上、ご参考になりましたでしょうか？

二階建て新幹線についてJR東日本の特許なるモノはありません。

また、トンネルの断面も同じであり、橋脚の強度の差異もありません。
旧国鉄時代には、東北・上越新幹線と東海道・山陽新幹線を直通運転するつもりで東京駅を設計していましたから。

なぜ、東海道新幹線に二階建て新幹線が無いか・・・。

それは、重心と走行抵抗の問題があります。

クルマでも、スポーツカーは車高が低く重心が低いですが、ミニバンの場合は重心は高く、多く人は乗せられますが、走行性能ではスポーツカーに劣ります。


東海道新幹線の場合、航空機との競争から所要時間の短縮が優先されます。その為、二階建てにして乗客数を増やすのではなく、低重心を維持する為に編成を伸ばす形で輸送力を増強しました。
また、編成を多様にするとダイヤが荒れた時に回復作業がその分困難になります。車種を同様にすればダイヤが荒れても充当編成の変更で済み、ダイヤ回復は容易です。

東北新幹線の場合は、航空機との競争はないものの、併合があるので編成がどうしても長くなりがちです。もし、二階建てにすればその分は編成を伸ばさずに済みます。
ライバルが航空機ではない為、重心やスピードを東海道新幹線程、意識する必要がありません。
もし、航空機をライバルとするエリア（青森や札幌など）まで延伸するとなると、東海道新幹線の様な車両に変化すると思います。
JR東日本の試験中の新幹線が一階建ての低重心なのも、そういう理由です。

品川駅につきましては、輸送力増強という意味合いもありますが、
○東京駅の補助ターミナル
○羽田空港アクセス（特に静岡付近など）
○ダイヤが荒れた時に整理しやすくする為
・・・といった意味合いもあります。

現在、東海道新幹線では300系以降の270km/h対応車両に統一されたため、全ての列車が最高270km/hで運転しています。

以前は16両中2両が2階建てになっている100系がありましたが、270km/h運転に統一するため引退しました。

JR東日本でも東北新幹線では最高275km/h運転を行っていますが、2階建て車両に関しては240km/hが最高となっています。2階建て車両は大きな車体で空気抵抗、騒音、軌道に与える衝撃が大きくなるため、現在の線路規格や環境基準をクリアして270km/h運転をすることが難しいと思われます。

東海道新幹線では航空路線との競争も激しく、速度重視にするため「のぞみ」中心のダイヤにしました。そのため、2階建て車両がないのです。

JR東日本の新幹線の場合、東京を起点にして大宮で東北と上越、高崎で上越と長野、福島で東北と山形、盛岡で東北と秋田のように枝分かれする路線網になっています。そのため特に東京～大宮では全ての路線が集まり運転本数が増やせないという状況にあります。オール2階建て車両は運転本数を増やせない代わりに1列車あたりの定員を増やすという役割もあります。山形と秋田のミニ新幹線が東北新幹線と連結して運転されるのも運転本数が増やせないからです。

東海道新幹線は通勤需要ではなく、都市間移動ですよね。

あと、乗車時間が長いので快適に過ごしたいからでしょう

＞また、当初品川駅の新設は大きな需要に対応するためということで建設が始まったと思います(現在ではそこまでの需要がないため他の理由が大きいと聞きましたが)。

こちらは特殊な理由があります。
実は東海道新幹線の車庫は大井埠頭にあるのですが、この車庫と営業線のポイントは田町駅付近にあります。
品川に駅あるなしにかかわらず、東京駅発着本数に制限があった場合、この車庫への回送列車もこれに含まれます。
これのせいで、新横浜以遠では限界本数分から回送列車分間引きされるので、逆に余裕が出来るのです。
ＪＲ東海としてもったいないと思ったのでしょう。

品川に駅ができれば、東京駅からの回送列車は品川の手前で車庫に向かうので、その分を品川発着にすれば品川以西は限界本数まで増やせるわけですね。
これが本数増のからくりです。

見当違いなところがあるかもしれませんが、ＪＲ東日本の新幹線は桁違いの通勤需要があるにもかかわらず、平均的な時間で見た場合の乗客が東海道新幹線より少ないとからだと思われます。

もちろん東海道にも通勤需要はあるでしょうが、東北上越ほどではないのでしょうし、現状の本数で何とかなっているのでしょう。
つまり、東北、上越新幹線はある時間だけ混みそのほかは空いているときがあるということです。
ですから、2階建てをラッシュ時に2本連結して走らせ通勤客をさばき、逆に閑散時間帯は2階建て単独で走らせて、車両本数を上手くコントロールしているのではないでしょうか。

それと2階建て新幹線の存在はもうひとつ大きな理由があります。それは「つばさ」と「こまち」の存在です。とくに「つばさ」の場合は福島で連結、切り離しをします。東北新幹線は仙台まではかなりの需要があるので、つばさ併結列車は福島で急に輸送力がダウンするのです。これを補うために生まれたのが本当の理由でしょう。

結論としては東海道に何故ないか？というより、東北新幹線でどうしても必要だったから登場したという理由が大きいと思います。東海道も必要なら出てくるのでしょう。
今は「ただ必要ないよ」というだけでしょう。

車体重量と空力音の問題もあると思います。

以前、JR西日本の100系3000番台車を使用して走行実験を行っていたのですが、270km/h以上の速度は出せても音が基準値を超えてしまうので断念した経緯もあったそうです（この100系はJR東海のものと異なり、270ｋm/h以上出せるように設計されていました）。

その後、700系がJR東海・西日本の共同開発で開発されました。

私の予想ですが、

少なくともトンネルは問題ないと思います。実際２階建車自体は走ったことがあるので。（100系）
1両あたりの重量が増えるので軸重が増えるのと東海道区間でカーブがきついというのだと思います。逆に山陽区間ではそこまでの需要がないと思います。

あとは高速化になったからでしょうか。

私も想像ですが、

・東海道新幹線は冠たる路線なので、最高速度を今後も伸ばしたく、2階建て導入でそのイメージを落としたくない
（MAXは最高速度240km/h）
・総2階建ての重量で今後速度を上げたい場合の、一部地盤や橋架が弱い
（東北新幹線のほうが後発なので想定済みだった？）