古代建桥以木、石等天然材料为主，人工材料在桥梁工程上的应用是近现代桥梁科技的标志，材料技术的进步是近现代桥梁科技发展的物质基础。18世纪，冶铁技术的成熟使铁的生产和铸造变得容易，从而为桥梁提供了新的建造材料。建于1779年的英国铁桥（Iron Bridge，图1-3-4）是世界上第一座钢铁拱桥。1824年，英国石匠约瑟夫·阿斯普丁（Joseph Aspdin）在他的厨房发明了水泥。用水泥和制的混凝土最初被用于修建水坝。19世纪中后期，为解决当时严重的混凝土开裂问题，在浇筑混凝土时加入钢筋而出现了钢筋混凝土，并在20世纪前期发展为预应力混凝土。由此，出现了混凝土桥梁和预应力混凝土桥梁。

■图1-3-4　英国铁桥

力学是近现代桥梁科技发展的理论基础。力学在早期是一门单一的学科，具有悠久的历史。工业革命时期，人们遇到的力学问题数量增加，加速了力学的发展。19世纪中期，力学已发展出理论力学、材料力学和结构力学等分支学科。进入20世纪后，又进一步发展出了地质力学、土力学、固体力学和流体力学等分支学科，20世纪20年代固体力学又分化出弹性力学等分支。

二战以后，力学与当时兴起的应用数学和计算机科学相互渗透、综合利用，发展出一个非常重要的数值分析方法——有限元分析法。过去用解析方法求解困难的问题、边界条件和结构形状都不规则的复杂问题，都能够用有限元分析法获得较为精确的解答。有限元分析法的基本思想，是先将研究对象的连续求解区域离散为一组数量有限且按一定方式相互联结的单元组合体，然后对各单元进行力学分析，最后对整体进行力学分析。先化整为零，再集零为整，是有限元分析法的基本思路。18世纪末，大数学家欧拉（Euler）创立变分法，也曾用与现代有限元分析法类似的方法求解轴力杆系的平衡问题，但那个时代缺乏强大的运算工具，无法解决运算量大的困难。二战以后，伴随着应用数学和计算机科学的高速发展，有限元分析法成为各类工程学科的主要研究内容之一，应用领域不断发展，求解精度不断提高，以至大到三峡大坝、小到微米级的元器件的工程问题大都采用有限元分析法来进行分析，桥梁建设也是如此（图1-3-5）。(www.daowen.com)

■图1-3-5　桥梁建设运用有限元分析法

二战以来，桥梁抗震技术也有重要发展。早期的桥梁抗震分析采用静力理论，20世纪40年代出现了反应谱理论。该理论考虑了地面震动和结构动力特性的关系，比静力理论更加合理。20世纪70年代又出现了延性抗震设计和能力保护设计方法，通过在预期的延性破坏构件和预期的受保护构件之间引入强度差异，最大限度地让破坏发生在预期的延性构件上，使破坏部位可以预期，方便进行专门的构造设计以提高延性，进而大幅提高整个结构在地震中的安全性。

在桥梁抗风技术方面，1879年，苏格兰一座跨度75 m的铁桁架桥在建成次年被风摧毁，使桥梁建造者开始考虑风的静力作用。1940年，美国塔科马海峡大桥（Tacoma Narrows Bridge）在风力不太大（约19.3 m/s）时发生了严重振动并最终垮塌，使人们又认识到风对桥梁的动力作用，开启了风对桥梁动力作用的研究。