Việc sử dụng mặt cầu bằng sợi polyme gia cố (FRP) đang làm thay đổi cục diện xây dựng cầu.
Những cây cầu truyền thống làm bằng kết cấu bê tông cốt thép và thép từ lâu đã bị ảnh hưởng bởi tình trạng rỉ sét và xuống cấp của bê tông, không chỉ làm giảm tuổi thọ của cầu mà còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn nghiêm trọng. Vấn đề này đặc biệt nghiêm trọng ở các khu vực ven biển có nồng độ ion clorua cao, nơi ăn mòn cầu là một vấn đề nghiêm trọng. Vì vậy, việc cải thiện độ bền của mặt cầu đã trở thành một thách thức lớn trong kỹ thuật cầu.
FRP được coi là vật liệu lý tưởng để nâng cao độ bền của cầu nhờ khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Hệ thống cầu FRP thường có hai loại: kết cấu hoàn toàn bằng FRP và sàn bê tông composite FRP, với nhiều dạng mặt cắt khác nhau. So với sàn bê tông cốt thép truyền thống, sàn FRP có nhiều ưu điểm: được đúc sẵn tại nhà máy, nhẹ, lắp đặt nhanh chóng; chúng chống lại sự ăn mòn hiệu quả từ muối băng, nước biển và ion clorua, giảm chi phí bảo trì; trọng lượng nhẹ của chúng làm giảm tải trọng lên các cấu trúc hỗ trợ; là một vật liệu đàn hồi, chúng có thể trở lại trạng thái ban đầu khi bị quá tải thường xuyên; và họ có hiệu suất mệt mỏi tốt. Trong ứng dụng thực tế, hệ mặt cầu FRP không chỉ được sử dụng trong các công trình cầu mới mà còn phù hợp cho việc cải tạo các cầu cũ, thay thế mặt cầu bê tông truyền thống. Điều này không chỉ làm giảm trọng lượng của mặt cầu mà còn tăng cường khả năng chịu tải và chống ăn mòn của cầu.
Đặc tính chịu tải của mặt cầu FRP chủ yếu bao gồm mômen uốn, lực cắt và áp suất cục bộ. Một sàn hoàn toàn bằng FRP thường bao gồm các lớp vỏ FRP trên và dưới và một bản bụng, với lớp chịu lực phía trên, lớp chịu lực căng của lớp dưới, và bản bụng chủ yếu chống lại lực cắt trong khi kết nối các lớp da trên và dưới. Trong sàn composite FRP-bê tông/gỗ, bê tông hoặc gỗ được đặt trong vùng nén, trong khi FRP chủ yếu chịu lực căng. Lực cắt giữa chúng được truyền qua các đầu nối cắt hoặc phương pháp kết dính. Dưới tải trọng cục bộ, sàn FRP cũng chịu lực uốn, lực cắt đột hoặc lực nghiền; tải trọng không đối xứng cũng tạo ra lực xoắn trên mặt cắt. Vì FRP là vật liệu dị hướng và không đồng nhất nên các thông số tính năng cơ học của nó cần được xác định thông qua thiết kế tấm, khiến cho việc thiết kế sàn FRP tương đối phức tạp, đòi hỏi sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà thiết kế và nhà cung cấp FRP chuyên nghiệp.
