随着跨度继续增加,类比多跨简支梁的方式,需要增加更多竖杆,便出现了下面的两种桁架构造。今天我们知道在增加竖杆的同时,就是增加节间数量(图5)。但在19世纪初,即使已经有了工科院校,绝大部分的桥梁建造仍然是由没有接受过学院训练的工匠完成。他们不做理论分析,而是凭直觉。他们认为,没有基础能学会管桁架设计吗,作用在桁架下弦节点的荷载,通过竖杆传递到上弦,再由斜杆直接传递到桥台。这是想象中的最短传力途径。
今天看来,图6中的桁架简直是没有道理的繁琐。不过在当时,桥梁结构用经验设计建造的年代,“最短传力途径”思路被直观地接受。在18世纪末19世纪初,在活载小、跨度不大时,这种结构形式的弱点尚不明显。而且,既然假定桁架的每根杆件都将荷载直接传到桥台,相互之间互不依赖,就可以很容易更换损坏的杆件。这一点对易腐烂的木桥而言更为重要。
尽管早在18世纪中叶,法国工程师纳维根据工程实践,总结分析了梁在不同约束条件下的变形和应力状况,为现代弹性理论、梁的基础理论奠定了基础,但梁的理论尚未普及成为桥梁建造的理论指导。19世纪以前,在北美洲、欧洲,在阿尔卑斯山的北部山区、北欧等森林资源丰富之处,都建造了大量木桥,这些桥梁都是木匠们完全依赖实践经验的杰作。他们在建造砖石拱桥和桁架桥的长期实践中,已经对材料的“拉”“压”性能有了直观和正确的了解。因而,在建造大跨度桥梁的时候,即使使用木材构筑桁架,他们也本能地偏爱拱的几何形式。
那个时期木桥的巅峰之作,是位于瑞士韦廷根(Wettingen)的拱桥,跨度达到61米,是由格鲁伯曼兄弟(Ulrich and John Grubermann)于1765~1766年间建成。桥梁的承重结构是两片圆弧拱肋,每片拱肋则用铁箍和铁销钉,将7片1英尺厚的木板捆扎成为整体。拱脚插入桥台侧壁的拱座,如图7。这两位瑞士木匠没有受过任何数学力学教育,他们的技能全部依赖经验。建造这座木拱桥之前,格鲁伯曼兄弟在瑞士建造了几座木桥,其中一座位于沙夫豪森,跨越莱茵河,跨度58米,于1756~1758年间建成