En un comienzo la gente no tenía el acero y por consiguiente los edificios se construyeron de piedra con madera. Esto explica el invento de la clave de arco y su uso por casi todas las civilizaciones antiguas. Probablemente el primer arco fue hecho uniendo dos tablas de piedra hasta formar una puerta triangular. Más tarde, a medida que las piedras se fueron puliendo, apareció el amó redondo y pronto muchísimas formas fueron creadas sobre los mismos principios.

Estos principios son: una serie de piedras es cortada a fin de que los dos lados opuestos se unan en sus extremos ligeramente. Las partes superior e inferior se curvan usualmente para que, cuando varias piedras se coloquen lado a lado, las partes superior e inferior se unan en curvas regulares. La clave de arco es la parte superior de la piedra central, y es la última piedra que se coloca y termina el arco.

¿Se ha preguntado el lector alguna vez como se construye un arco? ¿Qué es lo que mantiene a las piedras unidas, una encima de la otra, preparadas para la clave de arco? La respuesta es un andamiaje. Una pared de piedra o madera se construye debajo del arco y se modela hasta aceptar las caras inferiores curvas de las piedras. Luego las piedras se amontonan una sobre otra hasta la clave de arco, ésta se coloca en su posición y el andamiaje se quita. El arco es ahora auto-portante.

Obsérvese que el arco pone considerable presión en su base, no sólo hacia abajo debido al peso de las piedras sino también lateralmente debido a la presión excesiva entre las dovelas. Esta es la razón por la cual los soportes laterales deben ser muy fuertes y bien atirantados. Los contrafuertes, especialmente los construidos en muchas de las iglesias europeas, compensan la presión. La bóveda principal de la iglesia es realmente un arco que exige considerable soporte en los lados a fin de mantener fijas las claves de arco.

Los arcos sugieren lógicamente una forma característica del puente. El puente en arco de piedra se eleva hasta la clave de arco por encima del ala y luego desciende hasta la orilla por el otro lado. Muchos puentes de acero se construyen en forma similar. Con el acero, sin embargo, las piedras individuales son reemplazadas por vigas remachadas o soldadas en rectángulo. Estas se modelan para que dos de los lados se inclinen ligeramente la una hacia la otra en forma similar a la de las piedras. Los rectángulos de acero forman un arco muy fuerte, del cual cuelga el tablero de hormigón de acero reforzado. Existen muchas variantes. El tablero puede colocarse en la parte superior del arco, o de una orilla a la otra; o puede construirse hasta la mitad del arco, como se ve en el esquema; o puede ser muy bajo, con el arco sobre el tablero en el centro del tramo o luz.

Naturalmente, las vigas de acero pueden colocarse a lo largo de un par de soportes en la misma forma que un cabrestante hace que un puente pueda cruzar un río. Las vigas se construyen de la misma manera que el entramado, como lo vimos en el puente en arco de acero, lo cual amplía el tramo hasta varios centenares de metros. Pero finalmente las vigas de acero alcanzan la longitud máxima a la cual pueden sostener su propio peso, y luego el arco, u otro de los diseños, es usado.

El puente de contrapeso o cantilever se construye en dos partes. Cada una diseñada para que pueda equilibrarse en un solo punto en su centro, y que sea bastante fuerte para mantener la distancia de uno a otro lado. Hacia el centro de la corriente los dos “brazos” se aproximan mutuamente y un puente de vigas completa la obra. Las vigas extienden sus “brazos” hacia las orillas del río hasta terminar la vía.

El puente colgante es un poco más difícil en su diseño. Aquí los soportes del puente se hunden profundamente en el lecho del río y se construyen sobre el agua en dos torres altas. Los alambres de acero se entretejen en cables gruesos y fuertes, los cuales cuelgan sobre las dos torres y forman curvas que se balancean entre dichas torres y los pesados soportes empotrados en las orillas del río. Cables más pequeños se colocan a intervalos regulares a lo largo de los cables principales, y la vía está entre ellos. Los puentes colgantes utilizan el menor acero en una tramo dado y, al igual que el puente en arco de piedra, es un diseño práctico y bello.