Giảm cường độ
Nhiều cầu thép trên ĐS Nhật, tà vẹt được đặt trực tiếp trên dầm. Hiện tượng mòn rỉ phát sinh ở chỗ tiếp xúc giữa tà vẹt và bản đế trên của dầm, làm mỏng chiều dầy bản đế, làm giảm khả năng chịu lực của dầm.
Việc tính toán được thực hiện trên một mặt cầu bê tông thử nghiệm. Lấy một cầu điển hình trên ĐS hiện có, với dầm đơn giản khẩu độ 10 m, tính toán ứng suất tại mặt cắt giữa dầm, trước và sau khi lắp đặt mặt cầu bê tông. Kết quả cho thấy, mặt cầu bê tông liên kết hoàn toàn với dầm.
Sau khi lắp đặt, ứng suất ở bản đế trên giảm khoảng 80% và bản đế dưới giảm khoảng 20%. Việc giảm ứng suất dẫn tới việc tăng khả năng chịu uốn của dầm. Việc lắp đặt mặt cầu bê tông còn tránh được mòn rỉ bản đế trên, do đó giảm được công duy tu bảo dưỡng.
Tăng tải trọng tĩnh
Khi lắp đặt mặt cầu bê tông trên cầu hiện có, tải trọng tĩnh của mặt cầu bê tông tác động trực tiếp xuống các gối đỡ của cầu. Người ta cũng đã tính toán được ứng suất ở điểm tựa (bearing stress) trước và sau khi lắp đặt mặt cầu bê tông trên các môđun khẩu độ đơn trên tuyến đường đơn.
Với cầu có khẩu độ trên 40m, ứng suất ở điểm tựa của bê tông trên các gối đỡ vượt quá mức cho phép, do đó, chỉ nên áp dụng kỹ thuật này trên cầu khẩu độ dưới 40m vì không cần phải tăng cường hoặc bố trí lại các điểm tựa.
Lắp đặt mặt cầu
Người ta đã đề xuất ra 3 phương pháp để lắp đặt mặt cầu bê tông trên dầm thép. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và khuyết điểm. Phương pháp đúc trước mặt cầu có lợi là thời gian lắp đặt ngắn.
Phương pháp đúc tại chỗ và dùng bu lông lắp đặt trên bản đế của dầm để thay cho các đinh tán hiện có. Bê tông mặt cầu được đúc trên mặt trên của bản đế và các đầu bu lông tạo ra liên kết chống trượt giữa dầm và mặt cầu.
Phương pháp đúc tại chỗ, bê tông bao toàn bộ bản đế trên của dầm làm tăng độ cứng chống uốn, khả năng chịu tải cao hơn hai phương pháp trên. Thời gian lắp đặt cần được tính toán cụ thể để ít ảnh hưởng đến chạy tàu.
Khi lắp đặt, cao độ ray sẽ không có gì thay đổi vì bất kỳ một sự thay đổi nào đều ảnh hưởng đến các thiết bị điện tử trên các đoạn đường kế bên cầu. Do đó mà chiều cao mặt cầu bê tông không được vượt quá chiều cao tà vẹt hiện có là 200 mm. Chiều cao mũ đinh tán cộng với chiều cao bản đệm ray, cả hai, cần khoảng 50 mm, cho nên chiều cao cho phép của mặt cầu bê tông là vào khoảng 150 mm.
Người ta đã thử nghiệm với ba loại hình mặt cầu: bê tông gia cường, bê tông kéo sau, bê tông kéo trước, với kiểu bố trí cốt thép và loại cốt thép (thanh, dây đàn) khác nhau, sử dụng mặt cầu bê tông có khẩu độ 1.700 mm và rộng 750 mm và có xét đến khu vực chịu ảnh hưởng của tải trọng trục đoàn tàu.
Người ta thừa nhận tải trọng 124 kN là đại diện của tải trọng trục và tải trọng tác động. Kết quả cho thấy là mặt cầu bê tông dự ứng lực kéo sau (post-tensioned pre-tressed concrete) phù hợp với chiều cao yêu cầu. Nếu chiều cao mặt cầu lớn hơn, hoặc khoảng cách các dầm chủ ngắn hơn kích thước đã được thừa nhận, mặt cầu là bê tông gia cường hoặc bê tông dự ứng lực kéo trước đều có thể đáp ứng được.