Secondo il professor Joseph MacDonnell della Fairfield University, esistono quattro tipi fondamentali di progettazione dei ponti: trave (conosciuta anche come capriata), arco, sospensione e cantilever. Il ponte a pontone, un tipo ben noto di ponte temporaneo, è usato per attraversare fiumi e corpi d’acqua; il peso del ponte è sostenuto da strutture galleggianti chiamate pontoni. I ponti di pontone hanno una lunga storia di uso militare; Alessandro Magno si dice che abbia attraversato il fiume Oxus in Asia centrale su un ponte costruito usando pontoni galleggianti improvvisati dalle tende dei suoi soldati riempite di paglia.
Ponti a trave
Il ponte a trave, il tipo più semplice di ponte, consiste in travi orizzontali sostenute da pilastri verticali. Il peso del ponte è sostenuto interamente dai pilastri. Come risultato della loro semplicità, i ponti a trave sono molto comuni; per esempio, Andrea Gibson dell’Università dell’Ohio stima che il 17% dei ponti dello stato dell’Ohio sono di questo tipo. La loro struttura significa che i ponti a trave sono appropriati solo per brevi distanze e raramente coprono distanze di più di 250 piedi. Tuttavia, gli ingegneri possono collegare un certo numero di campate insieme per creare ponti più lunghi. La Lake Pontchartrain Causeway in Louisiana, il ponte sull’acqua più lungo del mondo, è un esempio di ponte a travi. La lunghezza di 24 miglia della strada rialzata è composta da 2.243 campate separate sulla corsia verso sud e 1.500 campate sulla corsia verso nord.
Ponti ad arco
I ponti ad arco sono probabilmente il più antico tipo di ponte. Potevano essere costruiti sia in pietra che in legno, e il loro design intelligente trasferisce il peso del ponte e del traffico su di esso ai supporti alle due estremità, che sono noti come spalle. Molti ponti storici sono di questo tipo, compreso il famoso acquedotto Pont du Gard vicino a Nimes in Francia. Questa struttura a tre livelli di costruzione romana ha più di 2.000 anni e si trova a 164 piedi di altezza, coprendo una distanza di 300 metri sul suo livello più alto. L’UNESCO ha designato la struttura come patrimonio mondiale nel 2007.
Ponti sospesi
I ponti sospesi sostengono il peso attraverso coppie di cavi che collegano i supporti verticali con ancoraggi su entrambe le estremità, un design che permette al ponte di coprire distanze molto maggiori rispetto ai ponti a trave o ad arco. Forse il ponte sospeso più famoso è il Golden Gate Bridge di San Francisco, lungo 1,7 miglia. Il ponte è una costruzione massiccia, con un peso di 887.000 tonnellate, con ogni ancoraggio che da solo pesa 60.000 tonnellate.
Ponti a sbalzo
I ponti a sbalzo sono stati resi possibili dall’invenzione della trave a cerniera dell’ingegnere tedesco Heinrich Gerber nel 1866. A differenza delle invenzioni precedenti, la nuova trave era abbastanza forte da sopportare le sollecitazioni necessarie per sostenere un grande ponte. I ponti a sbalzo sostengono il loro peso attraverso supporti rigidi ad entrambe le estremità. Gerber supervisionò la costruzione del primo ponte a sbalzo del mondo in Germania nel 1887, ma forse l’esempio più famoso è il Forth Railway Bridge in Scozia, che fu anche il primo esempio di ponte costruito in acciaio. Il ponte, lungo 1,5 miglia, è composto da tre doppie travi a sbalzo collegate da campate di travi d’acciaio lunghe 345 piedi.