Die Verwendung von Brückendecks aus faserverstärktem Polymer (FRP) verändert das Gesicht des Brückenbaus. Herkömmliche Stahlbeton- und Stahlkonstruktionsbrücken leiden seit langem unter Rost und Betonabbau, was nicht nur die Lebensdauer der Brücke verkürzt, sondern auch ernsthafte Sicherheitsrisiken verursachen kann. Besonders akut ist dieses Problem in Küstengebieten mit hohen Chloridionenkonzentrationen, wo Brückenkorrosion ein großes Problem darstellt. Daher ist die Verbesserung der Haltbarkeit von Brückendecks zu einer großen Herausforderung für den Brückenbau geworden.

GFK gilt aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit als idealer Werkstoff, um die Haltbarkeit von Brücken zu verbessern. Es gibt im Allgemeinen zwei Arten von GFK-Brückensystemen: Voll-GFK-Brückenkonstruktionen und GFK-Beton-Verbundbrückendecks mit verschiedenen Querschnittsformen. Im Vergleich zu herkömmlichen Stahlbetonbrückendecks haben GFK-Brückendecks viele Vorteile: Sie werden im Werk vorgefertigt, sind leicht und schnell zu montieren; Sie können der Korrosion von Eissalz, Meerwasser und Chloridionen wirksam widerstehen und die Wartungskosten senken; Ihr geringes Gewicht reduziert die Belastung der Stützstruktur; Als elastisches Material können sie bei gelegentlicher Überlastung in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt werden; Sie haben gute Ermüdungseigenschaften. In der Praxis wird das GFK-Brückendecksystem nicht nur für den Bau neuer Brücken, sondern auch für die Sanierung alter Brücken verwendet und ersetzt herkömmliche Betonbrückendecks. Dies reduziert nicht nur das Gewicht des Brückendecks, sondern verbessert auch die Tragfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Brücke.

Die Lagereigenschaften des FRP-Brückendecks umfassen hauptsächlich Biegemomente, Scherkräfte und lokale Drücke. Das vollständige FRP-Brückendeck besteht normalerweise aus der oberen und unteren FRP-Haut und der Bahn, die obere Haut wird komprimiert und die untere Haut wird gedehnt, und die Bahn widersteht hauptsächlich Scherkräften, wenn die obere und untere Haut verbunden ist. Bei einem GFK-Beton/Holz-Verbunddeck wird Beton oder Holz in der Kompressionszone platziert, während GFK hauptsächlich der Dehnung ausgesetzt ist. Die Scherkräfte zwischen ihnen werden durch Scherverbinder oder Klebeverfahren übertragen. Unter lokaler Belastung ist das GFK-Brückendeck auch Biege-, Stanz- oder Zerkleinerungskräften ausgesetzt. Asymmetrische Belastungen können auch zu Torsionen auf dem Querschnitt führen. Da GFK ein anisotropes und heterogenes Material ist, müssen seine mechanischen Eigenschaften durch Laminatdesign bestimmt werden, was das Design von GFK-Decks relativ komplex macht und eine enge Zusammenarbeit zwischen Designern und professionellen GFK-Lieferanten erfordert.

Es gibt mehrere Arten von FRP-Brückendecks, die hauptsächlich in fünf Typen unterteilt sind: Typ A ist eine FRP-Sandwichplatte; Typ B ist eine Hohlplatte für FRP-Profile; Typ C ist eine FRP-Platte mit einer profilierten Kernhohlplatte; Typ D ist FRP-Beton/Holz-Verbundplatte; Typ E ist ein GFK-Überbau. Diese Arten von GFK-Brückensystemen wurden in einer Reihe von Ingenieurprojekten angewendet.

Zu den Vorteilen von GFK-Brückensystemen zählen geringes Gewicht, hohe Korrosionsbeständigkeit, schnelle Installation, hohe strukturelle Festigkeit und niedrige Gesamtwartungskosten. Insbesondere in Bezug auf das Gewicht sind GFK-Decks 10%1 bis 20 leichter als herkömmliche Stahlbetondecks, was bedeutet, dass sie die Tragfähigkeit und Lebensdauer der Brücke erhöhen können. Dank der Korrosionsbeständigkeit von GFK übertrifft das Deck zudem die Herausforderungen von Eis, Schnee oder Salzwasser, die zum Enteisen in kalten Regionen verwendet werden, mit einer Lebenserwartung von 75 bis 100 Jahren. Aufgrund der hohen Festigkeit von GFK-Materialien sind die Konstruktionsanforderungen häufig strenger als bei herkömmlichen Materialien. Die tatsächlichen Testdaten zeigen jedoch, dass die Leistung von GFK-Brückendecks die spezifischen Anforderungen bei weitem übersteigt und einen hohen Sicherheitsfaktor garantiert.

GFK-Brückendecks haben jedoch auch einige Nachteile, wie hohe Rohstoffkosten und die Notwendigkeit, jede Brücke individuell zu gestalten. Da die GFK-Technologie relativ neu ist, sind zusätzliche Konstruktionskosten erforderlich. Darüber hinaus mussten die Hersteller aufgrund der erheblichen strukturellen Unterschiede in den GFK-Decks jeder Brücke für jedes Projekt individuelle Formen erstellen oder Fertigungsprozesse entwickeln, was zu geringeren Produktionsmengen führte. Die Anwendung von GFK-Brückendecks im Brückenbau hat jedoch nach wie vor breite Entwicklungsperspektiven.