a.主要病害
伸缩缝周围混凝土铺装损坏——开裂；混凝土铺装剥落； 伸缩缝本身破坏——由其类型有不同破坏情况。
如：毛勒缝：橡胶条的损坏；锚固件的断裂；漏水等。
钢板梳齿缝：橡胶条、锚固件的损坏；齿缝的生锈；防水件的损坏引起的漏水等。 b.后果
造成桥面跳车（遇缝必跳）； 丧失伸缩缝功能（石子卡住）
雨水灰尘渗漏，通过破坏伸缩缝处而进入梁端影响支座。 C.检查
下大雨后两小时内或大雪后的融化期内上桥检查，分清伸缩缝类型，记录病害面积、范围、程度。
（2）桥面排水 a.主要病害
泄水管破坏或失效——堵塞；泄水管脱落空漏；
桥面积水——桥面因铺装层剥落凹凸不平、横披不够； b.后果
雨水滞留桥面，会通过铺装裂缝渗漏至主体结构。 c.检查
泄水管设置情况；桥面平整度检测；
下大雨后两小时内或大雪后的融化期内上桥检查；记录病害面积、范围、程度。 桥面系的其它如栏杆、人行道等此处不再叙述。
2、混凝土桥梁上部结构的主要缺陷
（1）混凝土剥落——混凝土表面的水泥沙浆流失，造成粗骨料外露的现象。剥落一般发生在混凝土表层品质较差的部位，一般不会太深。见图2—2。 剥落按水泥砂浆流失程度，我国台湾地区将其分为四级： ①轻度剥落：水泥砂浆流失深度<6mm，已可见骨料。
②中度剥落：水泥砂浆流失深度达6～12mm，骨料间砂浆已流失。 ③重度剥落：水泥砂浆流失深度达12～25mm，骨料完全暴露。
④严重剥落：水泥砂浆及骨料均流失，深度达25mm以上，钢筋已暴露。 （2）混凝土剥离——局部混凝土由主体结构上脱落的现象。见图2—3。 与剥落的区别：剥离呈片块状流失，流失面积较剥落大。 剥离依据混凝土流失深度或流失面积的宽度，分为：
①轻微剥离：混凝土流失深度不超过25mm,或流失面积的直径不超过150mm。 ②严重剥离：混凝土流失深度超过25mm,或流失面积的直径超过150mm。
（3）层离（层隙）——因钢筋锈蚀体积膨胀，导致钢筋外层混凝土（但没脱落）分离的现象。见图2—4。
以锤子轻击层离处则有空洞的回声。当层离处的混凝土完全流失时，即产生剥离现象。
（4）蜂窝——因漏浆或振捣不足而造成的混凝土内部的空洞现象。见图2—5。
蜂窝除降低混凝土强度外，空气中氧气、水气及腐蚀因子易通过其侵入混凝土，造成混凝土中性化及腐蚀钢筋，加速构件的劣化。
11
图2—5墩柱蜂窝
（5）白华（游离石灰）——混凝土因裂缝渗水，致使混凝聚土内氢氧化钙被水溶解，渗流出混凝土表面，产生白色结晶物，即为白华。见图2—6。有白华现象，即表示该结构物有裂缝。产生白华较多处为桥面板的底部。
图2—6桥面底板及横隔梁白华现象
（6）露筋——钢筋局部外露或混凝土保护层剥落后的露筋现象。
（7）混凝土的碳化——混凝土中高碱性物质（主要为氢氧化钙）与大气中或溶于水中的二氧化钙发生化学反应，在混凝土表层形成一层硬度很高的混凝土层。
其危害为增加混凝土的孔隙，降低混凝土强度；其次降低混凝土的碱性，也降低了保护钢筋的效果，使钢筋易于生锈。 碳化与混凝土密实度的关系：混凝土密实性好，碳化层浅；混凝土密实性差，碳化层深。过深即易引起钢筋的锈蚀。 （8）水泥碱—活性骨料膨胀反应——水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性骨料发生化学反应，可引起混凝土产生膨胀，开裂，甚至破坏的现象。见图2—7。
图2—7日本见内桥碱骨料反应现象
特征：在混凝土表面出现裂纹，裂纹表面的某些地方出现凝胶体，先是透明的分泌物，干躁后成为白色陶瓷体，最后在混凝土表面出现斑点。 原因：水泥中含有氧化（K2O）、氧化钠(Na2O)、氧化钙(CaO)，当水泥水化后，混凝土的
+++-孔隙溶液中会产生Na、K、Ca及OH等离子，如果混凝土中含有氧化硅（SiO2）与氧化铝（Al2O3）
等活性成分，将在骨料与水泥之间间产生一种碱硅胶体（硅酸钙），此胶体物质在有水环境下，吸水后体积会膨胀（约为原体积的二至三倍）开裂，造成混凝土产生裂缝，裂缝中有时会充满白色胶体，表面裂缝中常有凝胶体流出。如空气与水进入钢筋混凝土构件的钢筋位置，使钢筋生锈蚀产生体积膨胀，进而引起混凝土崩裂。 反应条件：
a.水泥中的碱含量（即可溶性碱）
含碱量小于0.6%，为低碱水泥；含碱量大于等于0.6%，为高碱水泥。我国水泥含碱量大多数大于等于0.6%，为高碱水泥。高碱水泥易引起骨料中的碱活性反应。 b.混凝土骨料中含有活性物质
如骨料中含有氧化硅（SiO2）与氧化铝（Al2O3）等活性成分，易与水泥中的可溶性碱发生碱活性反应。
c.混凝土处于一定的潮湿环境
我国公路桥梁、城市桥梁大都处于跨越江河之上，都处于野外潮湿环境。 预防措施：
a.使用含碱量小于0.6%的水泥或采用抑制碱活性反应的掺合料 使用低碱水泥可有效地防止碱骨料反应的产生。掺合料目前大多是在混凝土中掺加一定量的活性材料（如粉煤灰、矿渣粉末）能抑制碱活性的反应。 b.检测骨料的活性物质，不用活性骨料
检测骨料的活性物质，其活性物质为含有二氧化硅的骨料：蛋白石、玉髓、鳞石英、方石英；在流纹岩、安山岩或英安岩中可能存在的中性重酸性（富硅）的火山玻璃；某些沸石和千枚岩等。对于桥梁结构尽量不使用活性骨料。 c.尽量少用含钾、钠离子的外加剂 当混凝土中使用的外加剂含钾、钠离子会促使混凝土中的活性物质加剧反应，此时应通
12
过试验证明对活性物质反应影响小或没有时，方可应用。
碱骨料反应与其他龟裂现象的区别： a.在龟裂处钻取芯样，现场观察确认。
b.芯样内部的的特征为：有贯穿骨料的裂缝；缝中有反应胶体出现；骨料边缘发生暗色或浅色的反应圈。
c.当骨料中活性物质与水泥中碱发生化学反应，也会使骨料在化学成份及岩理结构上产生改变。
（9）氯离子反应—— 氯离子造成混凝土的劣化现象，也称为盐害。
混凝土中含有过量的氯离子，将破坏钢筋在混凝土中的钝态氧化铁保护膜，在电化学作用过程中，此部分为阳极，而未破坏的钢筋为阴极，若电化学作用开始，会加速构件中钢筋的锈蚀。因钢筋锈蚀产生体积膨胀，引起混凝土形成裂缝，严重时造成混凝土剥离。资料表明早期的结构物或暴露于海水中的构件，常能见到钢筋严重锈蚀。 混凝土中氯离子含量来源通常有两种： a.构件中的材料含有氯离子 如：水泥（在制造过程或运输过程中，不慎掺入含氯离子的物质）、使用海沙即外加剂（使用含氯离子外加剂）或抽取地下水（邻近海边），直接引入氯离子。 b.周遭环境含氯离子
包括邻近海洋的环境、下雪天使用除冰盐、工业废水中含氯离子，也有可能引进高的氯离子含量。
邻近海岸的结构物混凝土表面将附着含氯离子的海盐粒子，长年累月，由于吸水或扩散，使氯离子侵入混凝土内。
根据日本的资料，以海岸距离的远近所作的盐害调查显示： a.离海岸200M 内，盐分入侵混凝土量极高，为重盐害地区。
b. 离海岸200M ～1000M，在季风或小型台风时，发生盐害机率仍高，为盐害地区。 c. 离海岸1000M～10KM，在河川流域或面海的开阔平原，在季风或台风时，仍有盐害得情况，为准盐害地区。
d. 离海岸10KM以上，几乎没有盐害，可不考虑盐害。
（10）钢筋锈蚀——混凝土中钢筋周围的钝化膜遭到局部破坏，在水、氧具备的条件下，发生锈蚀的现象。见图2—8。
图2—8箱梁内渗水造成的钢筋锈蚀
锈蚀机理：
钢筋在水、氧具备的条件下，会发生电化学反应：在阳极（钝化膜遭到破坏部位的钢筋）铁原子释放电子；在阴极（钝化膜未遭破坏部位的钢筋），水中的溶解氧吸收来自阳极的电子而生成氢氧根离子，电子由阳极不断流向阴极，产生腐蚀电流在钢筋表面生成氢氧化亚铁膜，并与水、氧结合，生成氢氧化铁即铁锈。
导致钢筋锈蚀主要原因： a.混凝土密实性不足
混凝土中孔隙高，易使二氧化碳渗入混凝土内部，而引起混凝土中性化（碳化），使混凝土碱性降低，减弱了对钢筋的保护作用。
b.混凝土保护层太薄
使混凝土碳化深度容易达到钢筋的范围，使钢筋周围混凝土失去碱性，钝化膜局部破坏，当混凝聚土处于一定的潮湿状态时，钢筋将锈蚀。
13
c.混凝土表层的缺陷——蜂窝、掉角、剥离露筋、裂缝等。
混凝土表层的缺陷将使钢筋直接暴露在外界条件之下而发生锈蚀。 d.大气污染
大气中的二氧化硫、氯化氢、氯气等酸性气体，侵入混凝土而与氢氧化钙相结合，使混凝土碱性急剧下降，导致钢筋生锈。
e.环境
海洋环境或防冻而撒盐的环境中，海水测湿或大气中含有盐分的水气，水份蒸发后使盐份不断积累，使混凝土的导电性质提高，钢筋周围氯离子浓度增加，引起钝化膜破坏，加剧了钢筋的锈蚀。
钢筋锈蚀的影响：
a.因钢筋锈蚀而引起的混凝土体积膨胀（约为原体积1—7倍，一般为2—3倍），致使混凝土沿钢筋走向开裂、剥离，破坏了混凝土的受力性能，降低了材料的耐久性，影响桥梁使用寿命。
b.削弱了钢筋的受力断面
特别是预应力混凝土中高强度钢丝表面积大而截面小，锈蚀对预应力混凝土钢筋受力危害甚大。
钢筋混凝土构件中的钢筋，虽不易锈蚀，但如发现锈蚀时，则该构件已呈严重破坏。有资料表明，混凝土剥离、开裂状况与钢筋截面积减少率的关系如下：
混凝土状态 钢筋截面积减少率（%） 未出现纵向裂缝时 0 只出现纵向裂缝时 0—10 保护层部分剥离时 5—20 保护层全部剥离时 15—25 c.锈蚀引起的混凝土裂缝（主要沿纵向钢筋的裂缝）
削弱了钢筋（抗拉、抗剪）和混凝土（抗压）的共同作用。降低了桥梁的受力强度，影响了桥梁的耐久性。钢筋锈蚀是钢筋混凝土构件破坏的主要原因之一。
钢筋锈蚀的后果：
钢筋锈蚀是混凝土桥梁遭受严重破坏。有关资料记载： 美国华盛顿港口的一座海上栈桥仅建四年，即因盐害侵入混凝土构件引起钢筋锈蚀而遭破坏。
原南斯拉夫一座七跨预应力混凝土桥梁，因采用喷射混凝土技术，在未喷射混凝土保护层，预应力钢束在张拉后仅五个月左右，因锈蚀而自行拉断（应力腐蚀）造成工程事故。
巴西也曾报道过，桥梁处于硫化氢腐蚀环境，桥梁中的钢筋因发生氢脆破坏的实例。 (11)磨损——桥梁开放通车后，车辆通行将造成桥面板磨损现象。
其他如维护清洁时，使用的扫街车也将造成桥面板或缘石或护栏等的混凝土面磨损。 (12)混凝土集料膨胀反应——混凝土集料中掺杂含有氧化镁和硫酸盐集料或生石灰碎块，吸水膨胀造成的混凝土破坏现象。
危害：
其危害与碱骨料反应几乎相同，造成混凝土膨胀开裂。 反应的破坏特征：
集料膨胀引起的混凝土破坏特征与碱骨料反应十分相似。
a. 膨胀骨料位于构件浅层时，由集料吸水膨胀引起的混凝土破坏特征：一边是以膨胀集料源为中心的网状或放射状裂缝。
b.膨胀集料位于钢筋背后时，集料吸水膨胀后，可能将钢筋顶弯，出现局部的顺筋裂
14
缝，严重时可能出现表层剥落和崩裂破坏。
c.膨胀骨料位于构件较深内部时，集料吸水膨胀后，可能造成混凝土的冲剪破坏。 混凝土集料膨胀反应是水分和具有膨胀性集料的缓慢作用结果，其反应速度与结构的使用环境和混凝土的密实度有关，一般是在结构建成后5～7年发生。
预防措施：
重在预防，对集料生产等环节，防止将含有氧化镁和硫酸盐集料或生石灰碎块，混入集料。
对于已发现并确诊由集料膨胀引起的破坏，必须在将膨胀源剔除后，才能进行修补处理。
(13)混凝土的冻融破坏——桥梁混凝土处于严寒地区的大气环境下，处于潮湿或饱和水的混凝土结构在冻融循环的反复作用下产生的破坏称为混凝土冻融破坏。
冻融机理:
混凝土是由水泥砂浆和骨料拌合而成的，水泥石内部孔隙主要由凝胶孔、毛细孔和非毛 细孔（内部缺陷和微裂缝总称）组成，其中毛细孔对内部水渗透性的影响最大。 当混凝土处于饱和水状态时，浸润区的毛细孔水结冰，因凝胶孔中形成冰核约在-78°C以下，此时，处于过冷状态的水分子向压力毛细孔中的冰界面渗透，在毛细孔中产生的渗透压力使自由水结冰膨胀加剧严重，最终对毛细孔壁截面的混凝土是产生拉力，超过混凝土抗拉强度就产生微裂缝，在混凝土表面而言就会出现破碎。 产生原因：
桥梁混凝土在严寒地区大气环境下的冻融破坏有以下两个条件： 1）混凝土处于潮湿和水饱和的状态在严寒大气环境下，混凝土内部会发生冻融温度循环作用。
2）混凝土凝结过程中，产生的内部微观结构存在微小孔隙，孔隙的毛细孔内充满自由水。
冻融通常发生在与水接触的结构表面，其破坏通常发生在桥梁结构的干湿循环区。 当温度处于冰点以下，结构微小孔隙中的水结冰过程时，体积逐渐膨胀，对周围混凝土产生局部张力，使得水泥基质微小断裂，经过反复冻融作用，最终导致结构局部破坏。破损是由外及里，呈小片状破碎。
需要注意的是：混凝土在冻融破坏过程中内部孔隙是逐步增加的，而混凝土密实度是逐步下降的。
对桥梁的危害：
冻融会使混凝土结构由表及里破碎，造成桥梁结构混凝土的耐久性和安全性随服务时间劣化和降低，严重影响着结构的使用寿命。
我国北方地区凝土桥梁结构混深受其害，最严重的是冻融与盐害（撒除冰盐）共同作用引起的混凝土破坏，其破坏程度和速率快几倍，甚至达到10倍。
资料表明：没有采取防止盐冻破坏技术措施的混凝土，1-2个冬季就有严重的剥蚀破坏；10至20年钢筋就会严重锈蚀。
案例一：
某立交桥使用仅仅19年（实际10年就开始支撑加固），因使用除冰盐导致桥面混凝土严重剥蚀和钢筋锈蚀破坏，不得不于99年报废重建。
案例二
某公路混凝土路面结构，96年通车，使用仅仅一个冬季后，就因撒除冰盐造成路面和路肩混凝土板表面出现严重剥蚀破坏。
关于冻融科研得到的几点结论：
15