在美国历史工程纪录收集归纳的桁架结构形式中,1840年以前的桁架形式只有两种,一种是Burr桁架,另一种是网格桁架。第一座Burr桁架桥建于1804年,材料是黄松木(yellow pine),位于纽约州的沃特福德(Waterford)。管桁架设计学习文件、文档,这座桥一共4跨,净跨距分别是46.9米、49.1米、53.6米、54.9米。桥梁外侧总宽9米,两车道。从断面图看出,承重体系是三片拱桁组合结构。最初建成时,桥梁结构完全裸露,也没有篷盖。使用10年后,为延长使用寿命,将桥梁包裹起来,成为风雨廊桥。为桥梁加篷盖和包裹主结构,是木桥最好的保护措施。这座桥使用寿命超过100年,如果不是1909年毁于大火,应该还能服役更长时间。
Burr桁架的发明者Theodore Burr的名字,常常与拱桁(arch truss)、廊桥(Covered Bridge)连在一起。确实,留存在记录中的Burr桁架桥都是廊桥,有遮盖的Burr桥梁比其他的木结构桥梁有更好的耐久性。这也是Burr在1804年建造的全木结构桥梁能够留存至1909年的原因。Burr桁架几乎是我们熟知的现代桁架的雏形了,后来发展出来的Pratt桁架和Howe桁架都可以从Burr桁架的构造找出源头。Burr桁架的构造已经呈现了现代桁架的最基本特征:等间距节间,等角度斜杆。这些都是有利于批量制造桁架杆件,降低造价的控制因素。因此,在一些桥梁工程史的文献中,Theodore Burr被称为“美国桁架桥之父”。
1820年,一位名为Ithiel Town建造师为自己的发明注册了专利,这就是Town桁架。Town在自己的家乡钮黑文建造了第一座Town桁架桥,桥宽约4.26米,梁高3.66米,跨度达到30.5米。Town桁架分别采用两层或三层木材构成上弦和下弦,上弦和下弦之间是交叉密集的斜木板条,木板条在交叉点处用木钉连接,形成类似宽板条的竹编网片,网片中的板条在上端和下端与上弦杆和下弦杆连接,如图10。
按照今天的桁架定义,桁架是由拉杆和压杆构筑形成三角形基本单元,经由基本单元的不同组合形成的结构形式。从这个定义上看,Town桁架不能算桁架梁,而应该归到板梁类。它的上下弦的工作行为,更接近于板梁的上下翼缘,中间的网片可以看成是带孔腹板。而最重要的是,Town桁架没有明确的节间,实在算不得桁架。实际上,Town网格桁架的受力性能也完全与板梁一致。起初的Town桁架上下弦杆直接的交叉斜杆是细密的板条,没有竖杆,在支座处,网片呈现显著的面外局部变形。
改良后的Town网格桁架加大了交叉板条的尺寸和间距,在支座处设置了竖杆,成为后来的铸铁网格桁架桥的雏形。