DB14-T 2916-2023 中小跨徑梁橋抗震加固設計指南

93.040CCS

P

2814 DB14/T

2916—2023中小跨徑梁橋抗震加固設計指南 山西省市場監(jiān)督管理局發(fā)

布DB14/T

2916—2023前言

.................................................................................

II1

...............................................................................

12 規(guī)范性引用文件

.....................................................................

13 術語和定義

.........................................................................

14 基本規(guī)定

...........................................................................

25 中小跨徑梁橋抗震性能評價

...........................................................

26 中小跨徑梁橋抗震加固

...............................................................

67 中小跨徑梁橋加固后抗震性能評價

....................................................

11附錄

A（規(guī)范性） 山西主要區(qū)縣的設計基本地震加速度和特征周期..........................

13DB14/T

2916—2023 本文件按照GB/T

1.1—2020《標準化工作導則

第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由山西省交通運輸廳提出、組織實施和監(jiān)督檢查。山西省質量監(jiān)督管理局對標準的組織實施情況進行監(jiān)督檢查。本文件由山西省交通運輸標準化技術委員會歸口。本文件起草單位：山西省交通規(guī)劃勘察設計院有限公司。本文件主要起草人：張海君、范曉江、董建興、王景全、辛法、李海喜、李帥、劉文進、王明東、謝立安、郭成成、王彬、邱建冬、張晉媛、寇永大。IIDB14/T

2916—20231 范圍固后抗震性能評價。本文件適用于山西省抗震設防類別為BCD類混凝土公路梁橋抗震加固設計。2規(guī)范性引用文件文件。JTG/T

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公路橋梁抗震設計規(guī)范JTG/T

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公路橋梁抗震性能評價細則JTG/T

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公路橋梁加固設計規(guī)范JTG

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公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范3 術語和定義下列術語和定義適用于本文件。能力保護構件E2和上部結構等構件及不發(fā)生剪切破壞的橋墩的塑性鉸區(qū)。地震需求座和伸縮縫等的位移、轉角和延性值等?？拐鹉芰Ω鶕?jù)構件的實際尺寸和材料特性，經(jīng)計算分析或試驗驗證得到的結構在地震作用下承載能力和變形能力。能力需求比在地震作用下橋梁結構抗震能力與響應需求量的比值?？拐鹦阅茉u價準地震作用下的構件和體系抗震性能及安全性進行的評價。DB14/T

2916—2023抗震加固對抗震安全性不足的結構采取加固措施，以滿足規(guī)定的抗震設防要求。限位裝置為限制橋梁梁體與橋墩或橋臺間的相對位移而設計的構造裝置。連梁裝置放置在主梁與主梁之間，用于限制主梁與主梁之間順橋向相對位移的裝置。4 基本規(guī)定橋梁抗震性能評價應綜合考慮結構易損性、地震危險性水平、地震地質災害、特殊地形地貌等的影響。橋梁的抗震加固設計以提升公路橋梁抗震性能，減輕地震破壞，保障人民生命財產安全，減少經(jīng)濟損失為原則。橋梁結構應根據(jù)路線等級、場地條件、橋梁的重要性和修復（搶修）的難易程度，確定適宜的加固方案及加固優(yōu)先順序。橋梁抗震加固按照橋梁資料收集、現(xiàn)場調查和檢測—抗震性能評價—抗震加固設計—抗震加固施工—加固后抗震性能評價—驗收等程序進行。對既有公路橋梁進行抗震性能評價和抗震加固，其抗震設防標準參照

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執(zhí)行。山西省主要區(qū)縣的設計基本地震動峰值加速度和特征周期見附錄

A。5 中小跨徑梁橋抗震性能評價一般規(guī)定5.1.1 進行構件的抗震驗算和評價時，構件的抗震性能應按能力需求比進行判定。當能力需求比大于或等于

1.0

1.0

要求。5.1.2 5.1.3 橋梁抗震性能評價中各計算參數(shù)宜以實測取值；無法進行實測時，可按相關標準取值。5.1.4 對于跨線橋梁抗震性能評價時，跨線橋梁抗震性能水平不應低于其跨越的下線橋梁的標準。5.1.5 對于河道沖刷條件發(fā)生變化的橋梁進行抗震性能評價時，應考慮基礎因沖刷引起橋梁抗震性能的變化。5.1.6對于跨越深谷或建于深谷斜坡等特殊地形的橋梁，應考慮地形變化引起的地震動差動效應，宜采用多點非一致激勵方法分析特殊地形地貌引起橋梁抗震性能的變化。抗震性能評價流程5.2.1 橋梁抗震性能評價分為兩級。一級評價應以宏觀控制和抗震構造要求為主進行定性評價；二級評價應在一級評價的基礎上以抗震驗算為主，結合抗震構造要求進行定量評價。5.2.2 中小跨徑梁橋應按以下的流程進行抗震性能評價：DB14/T

2916—2023——收集橋梁的基本概況、勘察設計、施工和竣工驗收的相關原始資料、工程地質報告、施工維養(yǎng)情況等，包括運營以來歷次維修和改造資料、災害事故報告、檢查測試報告等；——調查橋梁現(xiàn)狀與原始資料相符合程度，調查地形地貌、河道沖刷、橋址處活動斷層分布等現(xiàn)狀；——根據(jù)橋梁類別、地震危險性水平進行既有橋梁抗震性能定性評價；——根據(jù)抗震設防分類、抗震性能目標和地震危險性水平進行橋梁各關鍵構件強度、變形的驗算；——編制橋梁抗震性能評價報告。5.2.3 中小跨徑梁橋抗震性能的一級評價應在橋梁基本情況調查的基礎上，完成下列工作：——橋梁抗震設防標準與現(xiàn)行標準的比較；——橋梁基礎地質情況及沖刷深度、河床變化情況；——實測橋墩(臺)材料實際的強度等級、特性；——橋墩(臺)有無裂縫、露筋等病害情況；——橋墩(臺)、基礎有無滑動、下沉、位移、傾斜等現(xiàn)象；——橋梁支座、伸縮縫、限位裝置、防落梁裝置等構件是否完好或缺失；——梁體是否出現(xiàn)裂縫、局部缺損等不良情況。5.2.4 中小跨徑梁橋抗震性能一級評價應包括下列內容：——橋墩（臺）和節(jié)點構造措施評價；——支座性能評價；——墩梁支承長度評價；——防落梁性能評價；——梁端間或梁端與背墻間防撞措施評價；——場地地震地質災害評價等。5.2.5 中小跨徑梁橋抗震性能的二級評價應在一級評價調查的基礎上，完成下列工作：——橋墩、臺基礎及地質情況不明時，可進行必要的勘探和試驗，查明地基巖（土）的物理力學性質；——在橋梁初步篩選的基礎上，結合現(xiàn)場實測，掌握結構幾何參數(shù)。5.2.6 中小跨徑梁橋抗震性能二級評價應包括下列內容：——橋梁地基承載能力；——橋梁基礎承載能力、穩(wěn)定性；——橋臺的承載能力、穩(wěn)定性；——橋墩的抗彎、抗剪承載能力及變形能力；——蓋梁與橋墩節(jié)點的抗震性能；——支座的連接、變形性能。5.2.7 中小跨徑梁橋抗震性能評價報告應包括下列內容：——橋梁結構的概況；——橋梁使用狀況與現(xiàn)場調查；——橋梁抗震設防類別及設防目標判定；——檢查、分析、評定的過程和結果；——結論與建議?？拐鹦阅茉u價的方法5.3.1 對于Ⅵ度區(qū)的

B

C

類、D

E1

E1

E2

輕微損傷、主承力構件保持彈性且未出現(xiàn)震后殘余變形，橋墩混凝土表面出現(xiàn)細裂E1

E2

局部產生非線性變形，出現(xiàn)塑性鉸；橋臺發(fā)生中等移位等中等損傷，能滿足或經(jīng)臨E1

E2

線性行為顯著，塑性鉸完全形成，鋼筋屈服；限位裝置仍能保持工作，主梁從支座上滑落但尚未出現(xiàn)落梁；支座嚴重變形，損傷較大等嚴重損傷，嚴重影響橋梁使用E1

E2

失效、限位裝置失效致使主梁落梁等接近破壞的損傷，不能正常使用，危及橋梁安DB14/T

2916—2023評價。橋梁抗震性能二級評價應包括結構、構件的承載能力和變形能力評價。5.3.2 對于Ⅵ度區(qū)的

B

類、C

類、D

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規(guī)定采取對應加固措施，使橋梁滿足相關構造和一、二級抗震措施要求。5.3.3二級評價時，應依據(jù)詳細調查分析的資料和數(shù)據(jù)，建立可靠的橋梁結構分析模型，采用適當?shù)囊?guī)則和分析方法應與現(xiàn)行

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的規(guī)定相同。二級評價的結果按表

1

進行分類。表1 二級評價橋梁抗震性能劃分及評價結果分類表5.3.4 基于橋梁抗震性能評價結果，對各類橋梁采取相應的抗震加固對策，橋梁抗震性能評價等級與抗震加固對策如表

2

所示。表2 橋梁抗震性能評價等級與抗震加固對策橋址處場地條件評價5.4.1 場地地基液化影響評價當場地地基需要考慮液化影響時，應符合下列規(guī)定：——橋址場地有潛在液化側向擴展且距常水位水跡線

范圍內，應評價液化后土體滑移與開裂的風險；DB14/T

2916—2023——當場地發(fā)生液化，并產生明顯側向滑移時，應評價液化側向滑移對基礎、橋臺、橋墩（柱）抗震能力的影響。5.4.2 場地活動斷層影響評價5.4.2.1當符合下列條件時，需考慮地震斷裂錯動對橋梁的影響：——全新世活動斷裂；——抗震設防烈度在Ⅷ度及以上場地時，前第四紀基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別小于

和90m。5.4.2.2 對于近斷層效應橋梁，其抗震性能分析需考慮以下兩種情形：——臨近斷層時（斷層距小于

20km），采用時程法進行地震響應分析，地震輸入選用脈沖型地震動，計算時采用的地震動參數(shù)應計入近場特性影響，如脈沖效應、方向性效應；——活動斷層穿越待評價橋梁時，其抗震性能分析須進行專項研究。5.4.3 場地地形效應影響評價地震動參數(shù)顯著不同。當橋梁跨越河谷場地時，應對地形效應的工程影響進行評價?；A抗震性能評價5.5.1 評價擴大基礎、樁基礎對橋梁整體抗震性能的影響。5.5.2 樁基礎應依據(jù)承臺結構形式及對應的各種破壞模式（彎曲破壞、剪切破壞和滑動破壞等）計算能力需求比，并評價其對個橋梁結構整體抗震性能的影響。5.5.3 評價基礎破壞對橋梁結構整體抗震性能的影響時，結構動力分析模型中應適當考慮基礎剛度及構相互作用影響的合理計算模型，并采用不同的分析方法。5.5.4 橋臺抗震性能評價5.6.1 評價橋臺抗震性能時，應計算各種破壞模式對應的橋臺強度及穩(wěn)定性的能力需求比，并判別其對橋梁結構整體抗震性能的影響。5.6.2 當計算橋臺地震需求時，橋臺臺身水平地震力、作用在橋臺上的主動和被動土壓力參照

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給出公式。5.6.3 對于場地基本地震動峰值加速度大于或等于

0.1g

的山區(qū)橋梁，需進行橋臺擋土結構的穩(wěn)定性評價，抗滑安全系數(shù)不應小于

，抗傾覆安全系數(shù)不應小于

1.2。5.6.4 當采用全橋動力分析模型評價橋臺損傷對橋梁結構整體抗震性能的影響時，應建立依據(jù)橋臺結構形式、基礎形式及臺后填土性質等合理反映其地震作用下彈性與非彈性力學特性的橋臺分析模型。橋墩抗震性能評價5.7.1 評價橋墩抗震性能時，應考慮潛在破壞模式（彎曲破壞、剪切破壞、彎剪破壞）對應的橋墩、柱的能力需求比。5.7.2 采用動力時程分析方法評價橋墩（柱）破壞對橋梁結構其它部位的累積影響及其對橋梁結構整構整體抗震能力的影響應考慮按其出現(xiàn)的先后順序進行評價。5.7.3 /個橋梁結構整體抗震性能的影響。橋墩的剪切強度計算參照

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給出公式。5.7.4 墩頂蓋梁與橋墩節(jié)點、主梁與橋墩固結節(jié)點抗震性能計算參照

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給出公式。DB14/T

2916—20235.7.5 應對橋墩（柱）的延性變形能力進行評價，可參照

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給出公式計算潛在塑性鉸區(qū)

的矮墩，可不驗算橋墩的變形，但應進行強度驗算。防落梁性能評價5.8.1評價防落梁裝置的工作性能（限位裝置強度、變形能力、耗能能力以及連接裝置的可靠性等）以防止當結構體系伴隨結構構件或地基的破壞時上部結構的墜落。5.8.2 梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣距離的實測值應不小于

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給出公式確定的最小支承長度，且不應小于

。支座抗震性能評價5.9.1評價支座的抗震性能應檢查橋梁支座及錨栓連接等構件是否完好。5.9.2 評價支座的抗震能力（剪力、剪切變形、抗滑穩(wěn)定性、連接裝置的強度以及豎向落差等）和其對整個橋梁結構整體抗震性能的影響。5.9.3 板式橡膠支座抗震能力參照

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給出公式對其剪切變形、抗滑穩(wěn)定性進行校核，計算支座各項目的能力需求比。5.9.4盆式支座和球形支座抗震能力應參照

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給出公式對其支座位移需求、地震水平承載能力進行校核，計算支座各項目的能力需求比。6 中小跨徑梁橋抗震加固一般規(guī)定6.1.1 抗震加固需結合抗震性能評價的結果、場地強震發(fā)生的概率、結構的易損性、破壞的社會后果否進行抗震加固以及抗震加固的優(yōu)先順序。6.1.2既有橋梁的加固類別分為以下四類：——甲：根據(jù)需求，提高橋梁設防類別，加固后橋梁抗震性能評價達到三級及以上；——乙：參照

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標準，加固后橋梁抗震性能評價達到三級及以上；——丙：結合需求，綜合加固實施難度和經(jīng)濟因素，采取簡易可行的加固方案，優(yōu)先達到靜力設計水準，確保橋梁部分構件抗震性能水平滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，加固后橋梁抗震性能評價接近三級水平，充分降低地震作用下橋梁發(fā)生倒塌或嚴重損壞的可能性；——?。航Y合需求，綜合加固實施難度和經(jīng)濟因素，采取必要抗震措施，需加強對橋梁的養(yǎng)護和地震監(jiān)測，以降低地震作用下橋梁發(fā)生倒塌引發(fā)的危害影響。6.1.3當進行橋梁加固時，應避免將過大的地震力傳遞給其它不容易檢查和加固的構件。6.1.4 根據(jù)橋梁抗震體系，橋梁加固技術主要分為兩大類，一種是傳統(tǒng)加固技術，是通過加固提高缺震需求影響，使當前構件能夠承擔給定的地震需求力作用。場地加固6.2.1 對于位于或接近不穩(wěn)定斜坡的橋梁，應仔細評價斜坡的穩(wěn)定性，可采取清除岸坡、減輕重量、6.2.2 對于飽和砂土或飽和粉土（不含黃土）等存在液化風險并對橋梁結構有影響的地基，可采用加DB14/T

2916—2023密法進行加固。6.2.3 當橋址場地穩(wěn)定性存在問題時，可采用以下方法進行加固：——降低地下水位；——排水豎井（普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶）；——使用滲透性強的材料增加場地的壓重；——壓漿?；A加固6.3.1 基礎加固應考慮土的特性及各種可能的破壞模式。6.3.2 錨固到基巖等方式進行加固。加固方案應符合

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的規(guī)定，如圖

1

所示。（a）增大截面 （b）增設預應力筋圖1 承臺加固示意6.3.3 樁基礎加固可采用以下方法進行：——對于樁基剝落露筋，應先對裸露鋼筋進行除銹，然后采用聚合物水泥混凝土（砂漿）或改性環(huán)氧混凝土（砂漿）等材料進行修補，并采用石籠防護、板樁防護等方法進行防護。——樁基承載能力不滿足要求時，可采用增補樁基方式進行加固，增補加固計算考慮兩階段受力和新、舊樁基支撐條件、樁徑等方面差異。增補樁基數(shù)量及群樁沉降應參照

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給出公式計算確定。6.3.4 橋墩、臺及基礎加固困難時，可采用減隔震支座減少上部結構產生的水平地震力。橋臺加固6.4.1 對于由填土破壞或過度沉降而導致的橋臺臺后不連續(xù)，可通過設置橋臺搭板進行加固，搭板長度不小于

，并按簡支結構進行計算。6.4.2 平行于或垂直于橋軸方向的橋臺位移，可通過設置錨桿方式進行加固，錨桿應延伸到臺后足夠臺的地震力與橋臺背后土壓力最不利組合效應。橋墩加固6.5.1 橋墩加固應充分體現(xiàn)出能力保護思想，避免原有結構薄弱部位轉移。6.5.2 橋墩抗震加固可采用增大截面、外包鋼管、粘貼纖維復合材料、超高性能混凝土（UHPC法，如圖

2

所示。其加固實施方案應符合

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的規(guī)定。DB14/T

2916—2023鋼管

鋼管

（a）鋼管外包加固法

（b）加大截面法圖2 墩柱加固示意6.5.3 采用超高性能混凝土（）進行橋墩塑性鉸區(qū)加固時，應鑿毛墩柱表面以利于剪力傳遞，從而保證高性能材料與既有橋墩界面的粘結性能。6.5.4 當橋梁穿過斷層或鄰近斷層時，可通過對橋墩塑性鉸區(qū)域增設圍箍方式加固以提高其延性變形能力。蓋梁、柱節(jié)點區(qū)加固6.6.1 蓋梁及柱節(jié)點區(qū)加固應充分體現(xiàn)出能力保護思想，避免原有結構薄弱部位轉移。6.6.2 蓋梁及墩柱節(jié)點區(qū)加固可采用增大截面（如圖

3

所示）、體外預應力法、粘貼鋼板法或粘貼復合材料等方法。其加固實施方案應符合

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的規(guī)定。蓋梁預應力銷釘圖3 蓋梁增大截面加固示意6.6.3 可通過在蓋梁下部增設柱系梁方式改進蓋梁的抗震性能，確保塑性鉸發(fā)生在柱系梁上而非橋墩DB14/T

2916—2023上，如圖

4

所示。連梁圖4 連梁加固示意6.6.4 對于柱節(jié)點區(qū)，可通過在節(jié)點區(qū)兩側面增大截面或重新澆筑節(jié)點進行加固。支座加固6.7.1E1

支座應與橋梁結構體系相適應。6.7.2 地震作用下，板式橡膠支座作為“保險絲”單元產生摩擦滑移或損傷時，使橋墩的地震力大大降低，既有板式橡膠支座橋梁可結合梁體限位裝置，減小支座失效落梁的風險。6.7.3 對于盆式支座和球形支座，當支座水平承載能力不滿足要求，在地震作用下有可能失效且有落梁風險時，應考慮對梁端支承面進行加寬改造。防落梁加固6.8.1 防落梁措施的使用不宜導致橋梁主要構件的地震反應發(fā)生較大改變，否則，進行抗震分析時，應考慮防落梁措施的影響。6.8.2 常用防落梁裝置主要為拉桿限位裝置（一般為鋼鏈桿、鋼纜索、粗鋼筋）、鋼板式限位裝置、阻擋型縱向限位裝置，如圖

5

所示。主梁 主梁限位器拉索

縱向防落梁擋塊

橋墩（）阻擋型縱向限位裝置（a）拉桿式限位裝置 （b）鋼板式防落梁裝置 （（）阻擋型縱向限位裝置圖5 縱向限位裝置6.8.3

50%時，應采用豎向限位裝置進行加固，如圖

6

所示。DB14/T

2916—2023圖6 豎向限位裝置加固圖6.8.4

5.8.2

大墩、臺帽或蓋梁縱橋向截面尺寸）進行加固。6.8.5 防落梁措施加固除應符合

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和

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的規(guī)定外，還應符合下列規(guī)定：——沿著預期移動的主方向設置；——對稱設置以免引入偏心約束；——當設置伸縮縫時，還應與墩臺連接，每個約束裝置必須能承擔兩跨的地震力；——可采用反應譜法運用拉伸和壓縮模型確定限位裝置荷載；——縱向拉桿限位裝置在

E2

作用下應保持在彈性范圍內，承載能力宜按伸縮縫左右梁體較小質量乘以相應的地面加速度峰值。拉桿附屬連接裝置、既有結構錨固部位等應能夠承擔

1.25倍的拉桿限位裝置的極限承載能力。6.8.6——地震作用下伸縮縫處相對變形足夠小而不會發(fā)生落梁；——其中一跨已與橋墩可靠連接。6.8.7 橫橋向限位裝置和防落梁措施主要為擋塊，必要時可設置雙層擋塊或內擋塊來對橫向位移進行限制，如圖

7

和圖

8

所示。當采用擋塊進行加固時，其計算應考慮擋塊的非線性力學特性和碰撞等因素，合理模擬擋塊的限位作用。

（a）雙層混凝土擋塊（b）雙層鋼板擋塊 （c）雙層組合擋塊圖7 雙層擋塊示意10DB14/T

2916—2023圖8 內擋塊示意6.8.8對于鄰近或跨越活動斷層的橋梁，宜采用具有一定耗能能力和自復位能力的限位裝置和防落梁措施，包括形狀記憶合金拉索和合金棒等，以適應近斷層脈沖型或滑沖型地震動。減隔震加固6.9.1 減隔震裝置應具有一定的剛度、屈服力，滿足正常使用荷載下（如風，制動力等）結構不發(fā)生屈服和有害振動。由以下兩部分組成，即：——柔性支承：用來延長結構周期，降低地震力；——阻尼、耗能裝置：降低支承面處的相對變形，以便使位移在設計允許的范圍內。6.9.2 常用的減隔震裝置分為整體型（鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座、摩擦擺式減隔震支座）和分++

50%的設計位移增加到設計位移時，其恢復力增量應不低于其承擔的上部結構重量的

2.5%。6.9.3 對于在橋墩和橋臺處已經(jīng)采用普通支座的梁橋，可采用隔震支座替換原有支座來降低橋墩臺、蓋梁、承臺和所有節(jié)點、連接構件的地震需求。6.9.4 對于鄰近或跨越活動斷層的橋梁，當采用減隔震技術進行加固時，應配合使用防落梁措施，以避免因過大位移發(fā)生落梁。6.9.5 下列條件下，不宜采用減隔震技術進行既有橋梁的修復加