石器、铁器和青铜器,被用来描述人类文明历史进程中的不同阶段。而木材的使用,一直伴随着人类文明的各个阶段。在18世纪以前,造桥的材料基本上沿用直接取材于大自然的建造材料,即石材、木材、植物纤维。作为建筑材料,木材资源丰富,容易加工,方便运输;木桥也容易架设,通常不需要特别的设备和高密度的人工。木材可能是人类用来建造桥梁的第一种材料,也应该是在广泛使用混凝土和钢材之前,桥梁建造使用最多的材料。石材、砖块和木材,尺寸都有限。要实现较大空间的跨越,古人发明了拱和桁架。
普遍认为,桁架发明于16世纪。最初是意大利建筑师帕拉迪奥用木材建造了一些桁架梁屋架和桥梁,并在建筑论述中,对桁架的体系结构做了详细说明。这是有文字记载的几种桁架的雏形,与今天的结构工程师熟悉的桁架形式很相近。然而,如何学习midas管桁架设计帕拉迪奥的发明并未得到充分的重视,几乎没有流传。
设想最初的木桥是用砍倒的大树,并排支撑在小溪的两岸,供人畜通过,相当于今天的一跨简支梁;跨越较宽的河流时,树干不够长了,如果河水不深,就在河中堆积石墩,或者将短粗的树干放到河中,充当桥墩,架起多跨简支梁。
当河床变深,或者是跨越山谷,无法在桥下立墩了,借用屋架的经验,工匠们知道可以用两根斜杆共同工作,承受竖向力。当屋架三角形用来做桥梁时,荷载施加在下弦,为了减小挠度,需要一个立柱,这就是“国王”柱(King post),如图1;跨度再增大,大约超过25英尺至30英尺(7至10米),就加两根立柱,成为“王后”柱