Jembatan 📖 Wikipedia

Bagian dari seri tentang
Jembatan
Desain Sejarah Dalam seni
Struktur dasar
Pelengkung Balok Kabel pancang  Kantilever Gantung Rangka batang
Gerak
Bascule Jembatan angkat Lipat Tarik Selam Putar Meja Miring Transporter  Angkat vertikal
Bentuk dan jenis lain
Terowongan jembatan Kanal Ponton Kayu Pelengkung tembus Perancah Tabung Viaduk
Rekor ukuran
l b s

Jembatan adalah suatu struktur yang dirancang untuk membentangi rintangan, seperti sungai atau rel kereta api, yang memungkinkan kendaraan, pejalan kaki, dan beban lainnya untuk melintas. Sebagian besar jembatan terdiri dari geladak datar, yang ditopang oleh gelagar, pelengkung, atau kabel. Struktur-struktur ini bertumpu pada sebuah fondasi yang dirancang secara saksama untuk menyalurkan beban jembatan ke tanah dasar tanpa mengalami penurunan.

Jembatan dapat dibangun dalam berbagai macam bentuk, yang ditentukan oleh lokasi, tujuan penggunaan, dan teknologi konstruksi yang tersedia. Struktur jembatan sederhana meliputi jembatan gelagar yang terbuat dari batang kayu, dan jembatan gantung yang terbuat dari tali atau tanaman rambat. Bangsa Romawi dan bangsa Tiongkok kuno membangun jembatan pelengkung berukuran besar dari kayu, batu, dan batu bata. Pada masa Renaisans, kemajuan dalam sains dan teknik menghasilkan bentang jembatan yang lebih lebar dan desain yang lebih elegan. Beton disempurnakan pada awal abad ke-19, dan saat ini jembatan pelengkung dibangun terutama menggunakan beton atau baja.

Bersamaan dengan Revolusi Industri, muncul produksi baja massal yang memungkinkan terciptanya bentuk-bentuk yang lebih kompleks – termasuk rangka batang dan jembatan kantilever – sehingga memungkinkan jembatan melintasi sungai yang lebar atau lembah yang dalam. Bentang terpanjang menggunakan desain gantung atau kabel pancang, yang keduanya mengandalkan kabel baja berkekuatan tinggi untuk menopang geladaknya. Seiring berjalannya waktu, bentang jembatan maksimum yang dapat dicapai terus meningkat, mencapai 2 kilometer (1,2 mi) pada tahun 2022. Bentuk jembatan lainnya mencakup viaduk bentang majemuk, yang dapat melintasi lembah lebar; perancah, desain yang umum untuk menopang kereta api berat; dan jembatan gerak termasuk jembatan angkat dan jembatan putar.

Desain sebuah jembatan harus memenuhi banyak persyaratan, yaitu terhubung ke jaringan transportasi, memberikan ruang bebas yang memadai, dan memindahkan penggunanya dengan aman. Jembatan harus cukup kuat untuk menopang beratnya sendiri maupun berat lalu lintas yang melintas di atasnya. Jembatan juga harus mampu menahan tekanan hebat yang sulit diprediksi dari lingkungan sekitarnya, termasuk angin, banjir, dan gempa bumi. Untuk memenuhi semua sasaran ini, para insinyur jembatan umumnya menggunakan proses desain keadaan batas dan metode elemen hingga.

Banyak jembatan yang dikagumi karena keindahannya, dan beberapa jembatan yang spektakuler berfungsi sebagai markah tanah ikonis yang memberikan rasa kebanggaan dan identitas bagi masyarakat setempat. Dalam seni dan sastra, jembatan sering digunakan sebagai metafora untuk melambangkan koneksi atau transisi. Jembatan dapat memberikan dampak menguntungkan bagi masyarakat, termasuk waktu tempuh yang lebih singkat dan peningkatan produk domestik bruto; serta dampak negatif seperti peningkatan polusi dan kontribusi terhadap pemanasan global.

Bentuk jembatan terawal adalah struktur sederhana untuk melintasi lahan basah dan anak sungai, yang terdiri dari jalur pejalan kaki dari kayu atau batang kayu.^[2][a] Tiang pancang – yang merupakan elemen penting dalam konstruksi jembatan – digunakan di Swiss sekitar tahun 4.000 SM untuk menopang rumah panggung yang dibangun di atas air.^[4] Beberapa jembatan pelengkung korbel dibangun ca abad ke-13 SM oleh kebudayaan Yunani Mykenai, termasuk Jembatan Arkadiko, yang masih ada hingga saat ini.^[5] Pada abad ke-7 SM, raja Asyur dari Kekaisaran Asyur Baru, Sanherib, membangun akuaduk batu untuk menyalurkan air di dekat kota Niniwe; salah satu akuaduk melintasi lembah kecil di Jerwan dengan lima pelengkung korbel, dan memiliki panjang 280 meter (920 ft) serta lebar 20 meter (66 ft).^[6] Di Babilonia pada tahun 626 SM, sebuah jembatan yang melintasi sungai Efrat dibangun dengan perkiraan panjang 120 hingga 200 meter (390 hingga 660 ft).^[7] Di India, risalah Arthashastra karya Kautilya menyebutkan tentang pembangunan jembatan dan bendungan.^[8] Tiongkok Kuno memiliki sejarah panjang dalam pembangunan jembatan, termasuk jembatan kantilever, jembatan tali, dan jembatan yang dibangun di atas perahu mengapung.^[9]

Bangsa Romawi kuno membangun banyak jembatan yang tahan lama menggunakan teknik rekayasa tingkat lanjut.^[10] Banyak akuaduk Romawi – beberapa masih berdiri hingga saat ini – menggunakan gaya pelengkung setengah lingkaran.^[10] Contohnya meliputi Jembatan Alcántara di Spanyol dan Pont du Gard di Prancis.^[11] Bangsa Romawi menggunakan semen sebagai bahan konstruksi, yang dapat dicampur dengan batuan kecil untuk membentuk beton, atau dicampur dengan pasir untuk membentuk mortar guna menyatukan batu bata atau batu.^[12] Beberapa semen Romawi, khususnya yang mengandung abu vulkanik, bersifat kedap air.^[13][b] Jembatan Trayanus dari kayu dan batu yang sangat besar (ca 105 M) melintasi sungai Donau dan memiliki panjang lebih dari 900 meter (3.000 ft).^[14]

Jembatan batu tertua yang masih bertahan di Tiongkok adalah Jembatan Anji, dibangun dari tahun 595 hingga 605 M pada masa Dinasti Sui. Jembatan ini juga memiliki nilai sejarah yang penting karena merupakan jembatan pelengkung segmental batu dengan spandrel terbuka tertua di dunia.^[16]Jembatan tali, jenis jembatan gantung sederhana, digunakan oleh peradaban Inka di pegunungan Andes di Amerika Selatan sebelum penjajahan Eropa pada abad ke-16.^[17]

Di Eropa pada Abad Pertengahan, kemampuan desain jembatan menurun setelah keruntuhan Romawi, tetapi bangkit kembali pada Puncak Abad Pertengahan di Prancis, Inggris, dan Italia dengan dibangunnya jembatan-jembatan seperti Pont d'Avignon, jembatan-jembatan di sungai Durance, dan Jembatan London Lama.^[18] Contoh yang masih bertahan meliputi Ponte Vecchio di Firenze, Jembatan Exe Lama, dan Jembatan Monnow di Wales.^[18]

Pada abad ke-15 dan ke-16 di Eropa, Renaisans membawa penekanan baru pada sains dan teknik.^[19] Tokoh-tokoh seperti Galileo Galilei, Fausto Veranzio, dan Andrea Palladio (penulis I quattro libri dell'architettura) menulis risalah yang menerapkan pendekatan analitis yang ketat pada arsitektur dan bangunan.^[20] Inovasi mereka meliputi jembatan rangka batang dan pelengkung segmental batu, yang menghasilkan Ponte Santa Trinita di Firenze, Jembatan Rialto di Venesia, dan Pont Neuf di Paris.^[21] Jembatan militer dan komersial dibangun di India oleh pemerintahan Mughal.^[22] Kekaisaran Asante di Afrika membangun jembatan di atas anak sungai dan sungai menggunakan batang pohon dan gelagar.^[23]

Pada akhir abad ke-18, desain jembatan pelengkung direvolusi di Eropa oleh Jean-Rodolphe Perronet dan John Rennie. Mereka merancang pelengkung yang lebih datar dari pelengkung setengah lingkaran Romawi, yang menghasilkan waktu konstruksi yang lebih cepat, aliran air yang lebih baik di bawah jembatan, dan pilar yang lebih ramping. Desain ini digunakan untuk Pont de la Concorde dan Jembatan London Baru.^[24]

Dengan munculnya Revolusi Industri, besi menjadi bahan konstruksi yang penting untuk jembatan.^[26] Baik besi cor (yang kuat menahan kompresi, tetapi rapuh) maupun besi tempa (yang lebih ulet dan lebih baik menahan tegangan) digunakan untuk membangun jembatan.^[27] The Iron Bridge di Inggris – terbuat dari besi cor dan selesai dibangun pada tahun 1781 – adalah jembatan besar pertama yang seluruhnya terbuat dari logam.^[28] Beberapa jembatan gantung panjang dibangun pada awal abad ke-19 menggunakan batang mata besi (kawat baja, yang jauh lebih unggul, tersedia di kemudian hari pada abad tersebut).^[29] Era kereta api dimulai pada tahun 1820-an, dan memicu inovasi besar dalam desain jembatan.^[30] Inggris merupakan contoh tentang bagaimana kereta api memengaruhi pembangunan jembatan di negara-negara industri: dipelopori oleh para perancang Isambard Kingdom Brunel, Robert Stephenson, dan Joseph Locke, jembatan kereta api Inggris terus bertambah besar seiring bergantinya dekade.^[31] Jembatan-jembatan terkenal dari era tersebut meliputi High Level Bridge (1849),^[32] Royal Border Bridge (1850),^[32] Jembatan Britannia (1850),^[33] Jembatan Royal Albert (1859),^[34] dan Jembatan Gantung Clifton (1864).^[35] Jumlah jembatan kereta api di Inggris meningkat dari 30.000 menjadi 60.000 selama era Railway Mania.^[36] Jembatan kereta api pada dasarnya menggunakan desain pelengkung bata dan batu, karena dapat menahan beban luar biasa yang ditimbulkan oleh kereta api, tetapi desain gelagar besi (pada pilar bata atau batu) juga digunakan.^[37] Melimpahnya kayu murah di Amerika Utara menyebabkan benua tersebut lebih memilih kayu sebagai bahan jembatan: menggunakan desain rangka batang (untuk bentang panjang) dan desain perancah (untuk melintasi jurang yang dalam).^[38]

Produksi massal baja pada akhir abad ke-19 menyediakan bahan baru untuk jembatan, yang memungkinkan terciptanya jembatan rangka batang dan jembatan kantilever yang lebih ringan dan lebih kuat; dan kawat baja menggantikan batangan besi sebagai bahan pilihan untuk kabel jembatan gantung.^[39]Beton – yang pada awalnya digunakan dalam Kekaisaran Romawi – disempurnakan dengan penemuan semen Portland pada awal abad ke-19, dan menggantikan batu serta batu bata sebagai bahan utama untuk fondasi jembatan. Ketika besi atau baja ditanamkan di dalam beton, seperti pada beton bertulang atau beton prategang, ia menjadi bahan yang kuat dan murah yang dapat digunakan untuk elemen horizontal jembatan gelagar dan jembatan gelagar kotak.^[40]

Sepanjang abad ke-20, jembatan-jembatan baru – karya perancang Othmar Ammann dan lainnya – berkali-kali memecahkan rekor jarak bentang, memungkinkan jaringan transportasi untuk melintasi sungai dan lembah yang semakin lebar.^[42] Jembatan kabel pancang – yang menggunakan kabel pancang sebagai sarana penopang eksklusif – menjadi desain jembatan yang populer setelah Perang Dunia II.^[43][c] Akhir abad ke-20 menyaksikan beberapa inovasi besar dalam desain jembatan. Jembatan ekstrados diperkenalkan dan digunakan secara luas, terutama di Jepang.^[47] Di Tiongkok, tabung baja berisi beton diadopsi sebagai pendekatan baru untuk membangun jembatan pelengkung.^[48] Polimer diperkuat serat – yang tidak mengalami masalah karat seperti baja – digunakan pada jembatan untuk berbagai pengaplikasian, seperti gelagar, pelat geladak, kabel prategang, pembungkus bagian luar elemen beton, dan penulangan internal di dalam beton.^[49][d] Pada abad ke-21, bentang jembatan melampaui 2 kilometer (1,2 mi) untuk pertama kalinya dengan dibangunnya Jembatan Çanakkale 1915.^[50][e]

Tujuan dari setiap jembatan adalah untuk melintasi rintangan. Jembatan dapat menyediakan dukungan dan transportasi untuk jalur kereta api, mobil, pejalan kaki, jalur pipa, kabel, atau kombinasi apa pun dari semuanya.^[52] Akuaduk dikembangkan pada awal sejarah manusia, dan menyalurkan air ke berbagai kota.^[53] Sistem kanal terkadang mencakup akuaduk yang dapat dilayari (juga disebut jembatan kanal) untuk membawa perahu melintasi lembah atau jurang.^[54]

Hingga awal abad ke-19, sebagian besar jembatan dirancang untuk pejalan kaki, kuda, dan kereta kuda.^[30] Setelah penemuan kereta api, banyak jembatan rel dibangun; di Inggris, jumlah jembatan berlipat ganda selama ledakan pembangunan kereta api pada pertengahan abad ke-19.^[30] Jembatan kereta api memiliki persyaratan unik karena beban berat yang ditopangnya – sebuah lokomotif dapat memiliki berat 197 tonnes^{[convert: unit tak dikenal]}.^[56]Jembatan kereta api dirancang untuk meminimalkan lendutan (pembengkokan di bawah beban), memaksimalkan ketahanan (melokalisasi kerusakan yang disebabkan oleh kecelakaan), dan menoleransi dampak berat (kejutan tiba-tiba dari, misalnya, roda rel yang membentur ketidaksempurnaan pada lintasan).^[57] Persyaratan ini membuat perkeretaapian menghindari jembatan lengkung, jembatan gantung, dan jembatan kabel pancang; sebagai gantinya, jembatan balok lurus atau rangka batang umum digunakan.^[58] Pertumbuhan jaringan jalan raya yang pesat pada abad ke-20 mengharuskan jembatan membentang pada jarak yang lebih panjang untuk mencapai pulau dan melintasi lembah,^[59] bersamaan dengan pengenalan jalur kereta api layang dan monorel di perkotaan.

Penerapan penting jembatan adalah meningkatkan keselamatan dan kelancaran lalu lintas di persimpangan lalu lintas tempat jalan atau jalur kereta api melintas di permukaan tanah. Persimpangan semacam itu mengharuskan kendaraan untuk berhenti, dan menyebabkan lalu lintas menjadi lebih lambat, pemborosan bahan bakar, dan insiden tabrakan yang lebih tinggi. Salah satu teknik untuk memitigasi masalah ini adalah dengan membangun jembatan, yang memungkinkan salah satu jalan untuk melintas di atas jalan lainnya: proses ini dikenal sebagai pemisahan bidang.^[60][f] Pemisahan bidang dapat diterapkan pada persimpangan kereta api-jalan^[61] atau persimpangan jalan-jalan.^[62]

Beberapa jembatan, yang dikenal sebagai jembatan penyeberangan, dikhususkan untuk lalu lintas pejalan kaki.^[63] Jembatan-jembatan ini bervariasi dari jalur pejalan kaki sederhana yang memungkinkan orang lewat di atas tanah berawa hingga jembatan udara layang – termasuk Sistem Skyway Minneapolis – yang melindungi pejalan kaki dari cuaca musim dingin yang ekstrem.^[64] Ketika digunakan untuk menyeberang jalan di daerah perkotaan yang sibuk, jembatan penyeberangan umumnya lebih aman daripada pelican crossing, tetapi dikritik oleh para ahli tata kota dan penganjur hak-hak penyandang disabilitas karena merepotkan pejalan kaki, menghambat aksesibilitas, menurunkan kualitas kehidupan kota, dan melanggengkan ketergantungan pada mobil.^[65]

Jembatan militer merupakan peralatan penting dalam bidang zeni. Jembatan ini memiliki berbagai peran di masa perang, yaitu dengan cepat melintasi rintangan di tengah pertempuran, atau memfasilitasi pasokan ulang di belakang garis depan.^[66] Jembatan militer dapat dikategorikan sebagai jembatan basah yang bertumpu pada pelampung ponton, dan jembatan kering yang bertumpu pada pilar, tepi sungai, atau jangkar.^[66] Mekanisme kasar untuk melintasi jurang kecil adalah dengan menempatkan sebuah fasin (ikatan besar pipa atau batang kayu) ke dalam jurang guna memungkinkan kendaraan melintas di atasnya.^[67]

Jembatan luncur kendaraan lapis baja diangkut oleh kendaraan yang dibuat khusus.^[67] Kendaraan ini umumnya memiliki performa lintas alam yang sama dengan tank, dan dapat membawa jembatan menuju rintangan serta mengerahkan ("meluncurkan") jembatan tersebut.^[69] Kendaraan Chieftain Inggris dapat meluncurkan jembatan sejauh 23-meter (75 ft) – yang mampu menopang beban sebesar 54-tonne^{[convert: unit tak dikenal]} – dalam waktu 3 menit.^[70] Jembatan militer telah digunakan dalam pengaplikasian sipil. Jembatan Bailey pada awalnya diciptakan pada tahun 1940 untuk digunakan dalam Perang Dunia II, tetapi terus digunakan di masa damai. Jembatan Bailey digunakan sebagai jembatan permanen berukuran kecil, serta jembatan sementara saat jembatan permanen sedang diganti atau diperbaiki.^[68]

Pada masa perang, jembatan sering rusak akibat pengeboman atau oleh zeni tempur. Jembatan dapat menjadi sasaran yang berharga karena tidak dapat dipindahkan, relatif mudah dikenali dari udara, dan kerusakan pada jembatan dapat mengganggu jaringan transportasi musuh.^[71] Jembatan telah menjadi sasaran artileri sejak zaman kuno, dan munculnya teknologi yang lebih baru – khususnya, pesawat terbang dan pesawat nirawak (drone) – telah membuat jembatan lebih mudah untuk diserang. Jerman menggunakan pesawat Stuka untuk melakukan serangan bom tukik ke jembatan pada Perang Dunia II,^[72] dan Ukraina merusak Jembatan Krimea melalui sebuah serangan pesawat nirawak pada tahun 2023.^[73]

Beberapa jembatan mengakomodasi penggunaan selain transportasi. Jembatan pipa membawa pipa minyak atau pipa air melintasi lembah atau sungai.^[74] Banyak jembatan bersejarah menopang bangunan, termasuk kuil, pabrik, toko, restoran, dan rumah. Contoh terkemukanya adalah Jembatan London Lama dan Ponte Vecchio.^[75] Beberapa jembatan yang dibangun di Eropa pada Abad Pertengahan memasukkan kapel ke dalam desainnya.^[76] Pada era modern, jembatan restoran dapat ditemukan di beberapa tempat istirahat jalan raya; jembatan ini menopang restoran atau pertokoan tepat di atas jalan raya dan dapat diakses oleh pengemudi yang melintas dari kedua arah.^[77] Contohnya meliputi Will Rogers Archway di atas Oklahoma Turnpike^[78] dan beberapa lokasi oasis Jalan Tol Illinois. Jembatan Nový Most di Bratislava memiliki restoran yang terletak di puncak menara tunggalnya.^[79] Para ahli konservasi menggunakan jembatan satwa liar untuk mengurangi fragmentasi habitat dan tabrakan antara hewan dan kendaraan.^[80] Perlintasan satwa liar pertama dibangun pada tahun 1950-an, dan jembatan jenis ini sekarang telah digunakan di seluruh dunia.^[81]

Jembatan pada utamanya diklasifikasikan berdasarkan desain struktur dasarnya: pelengkung, rangka batang, kantilever, gantung, kabel pancang, atau balok.^[82][g] Beberapa istilah lain dapat digunakan untuk menunjuk berbagai aspek bentuk atau desain jembatan, termasuk viaduk, perancah, dan jalan lintas.

Pemilihan struktur jembatan untuk digunakan dalam situasi tertentu didasarkan pada banyak faktor, termasuk estetika, lingkungan, biaya, dan tujuan.^[84] Beberapa bentang jembatan menggabungkan dua jenis struktur dasar; misalnya, Jembatan Brooklyn pada utamanya adalah struktur gantung, tetapi juga menggunakan kabel pancang.^[85] Beberapa jembatan bentang majemuk – yang disebut jembatan hibrida – menggunakan struktur dasar yang berbeda untuk bentang yang berbeda.^[86]

Jembatan pelengkung

Pelengkung geladak

Pelengkung terikat

Jembatan pelengkung terdiri dari sebuah pelengkung melengkung, di bawah kompresi, yang menopang geladak baik di atas maupun di bawah pelengkung.^[87] Bentuk pelengkung dapat berupa setengah lingkaran, elips, pelengkung runcing, atau segmen lingkaran.^[88] Pelengkung memberikan gaya diagonal di kedua ujungnya, yang membutuhkan penopang kuat atau pangkal jembatan untuk mencegah pelengkung melebar atau runtuh.^[89] Jembatan pelengkung geladak menahan geladak di atas pelengkung; jembatan pelengkung terikat menggantung geladak di bawah pelengkung; dan jembatan pelengkung tembus memosisikan geladak menembus bagian tengah pelengkung.^[90]

Jembatan rangka batang

Rangka batang tembus

Rangka batang geladak

Sebuah jembatan rangka batang tersusun dari berbagai elemen segitiga yang saling terhubung.^[91]Kumpulan segitiga tersebut membentuk suatu kesatuan yang kaku, yang bertumpu pada fondasi di kedua ujungnya, memberikan gaya vertikal ke bawah.^[92] Geladak dapat diletakkan di atas rangka batang ("rangka batang geladak") atau di bagian bawah rangka batang ("rangka batang tembus").^[93] Rangka batang tembus berguna ketika dibutuhkan lebih banyak ruang bebas di bawah jembatan; rangka batang geladak memungkinkan muatan berukuran lebih dan tidak mengganggu objek di atas kepala, seperti saluran listrik.^[94] Batang-batang individualnya dapat terbuat dari besi atau kayu, tetapi sebagian besar jembatan rangka batang modern terbuat dari baja.^[95] Batang-batang horizontal di bagian atas biasanya menahan kompresi, dan batang-batang horizontal di bagian bawah biasanya menahan tegangan.^[92] Batang-batang yang menghubungkan bagian atas dan bawah bisa berada dalam tegangan atau kompresi, tergantung pada tata letak segitiganya.^[96] Rangka batang umumnya memiliki rasio bentang-ke-kedalaman (lebar struktur dibagi tingginya) mulai dari 10 hingga 16, dibandingkan dengan jembatan balok yang umumnya memiliki rasio antara 20 hingga 30.^[97] Rangka batang cenderung relatif kaku, dan umumnya digunakan untuk jembatan rel yang diharuskan menahan beban yang sangat berat.^[97]

Jembatan kantilever

Kantilever seimbang pada pilar tunggal

Dua kantilever yang membentang dari jangkar

Jembatan kantilever terdiri dari balok atau rangka batang yang terpasang secara kaku pada sebuah penopang (pilar atau jangkar) dan membentang secara horizontal dari penopang tersebut tanpa penopang tambahan.^[98] Di Asia kuno, jembatan kantilever yang terbuat dari bebatuan besar atau kayu digunakan untuk melintasi rintangan kecil.^[99] Pada tahun 1880-an, beberapa jembatan kantilever awal dibangun dari besi tempa, tetapi baja menjadi umum mulai akhir abad ke-19.^[100] Sebuah jembatan kantilever seimbang terdiri dari dua kantilever terhubung yang membentang ke luar pada arah berlawanan dari satu penopang tengah tunggal.^[101] Jembatan kantilever lainnya memiliki dua kantilever, yang dijangkarkan di setiap ujung bentang, membentang ke arah tengah, dan bertemu di tengah.^[102] Konstruksi kantilever adalah sebuah metode pembangunan bangunan atas jembatan, yang dapat dimanfaatkan untuk jembatan pelengkung dan kabel pancang, maupun jembatan kantilever. Dalam teknik ini, konstruksi dimulai pada sebuah penopang (khususnya pilar, pangkal jembatan, atau menara) dan membentang ke luar melintasi rintangan, tanpa dukungan penopang dari bawah.^[103]

Jembatan gantung

Dengan jangkar

Tertambat sendiri

Jembatan gantung memiliki kabel melengkung berukuran besar yang dipasang di puncak menara-menara tinggi,^[h] dan menggantung geladak jembatan dari kabel-kabel tersebut.^[104][i] Pada awal abad ke-19, jembatan gantung modern pertama – seperti Jembatan Jacob's Creek – adalah jembatan rantai yang menggunakan batangan besi sebagai pengganti bundel kawat untuk kabelnya.^[106] Setelah kawat baja tersedia secara luas, kabel yang lebih panjang dapat dibuat dengan merangkai ratusan kawat di antara menara dan mengikatnya menjadi satu,^[107] yang memungkinkan jembatan gantung mencapai bentangan sepanjang 2 kilometer (^{[convert: unit tak dikenal]}). Ketika jembatan melintasi sungai, merangkai kawat melintasi bentangan yang luas merupakan proses yang rumit.^[108] Kabel jembatan gantung membentuk katenari saat pertama kali digantung di antara menara jembatan; namun, setelah beban seragam dari geladak jembatan diterapkan, kabel tersebut akan membentuk bentuk parabola.^[109] Menara yang lebih pendek membutuhkan lendutan kabel yang lebih kecil, yang mana meningkatkan tegangan pada kabel, sehingga membutuhkan menara dan jangkar yang lebih kuat.^[110]

Jembatan kabel pancang

Pola harpa, dua menara

Pola kipas, menara tunggal

Jembatan kabel pancang mirip dengan jembatan gantung, tetapi kabel yang menopang geladak terhubung langsung ke menara.^[111][h] Kabel miring tersebut dapat diatur dalam pola kipas atau pola harpa.^[114][j] Jembatan kabel pancang modern menjadi populer setelah Perang Dunia II, ketika desain ini digunakan untuk banyak jembatan baru di Jerman.^[116] Saat melintasi rintangan yang lebar, para perancang memiliki pilihan struktur gantung atau kabel pancang. Jembatan gantung dapat mencapai bentang yang lebih panjang, tetapi jembatan kabel pancang menggunakan lebih sedikit kabel untuk ukuran bentang tertentu, tidak membutuhkan jangkar, dan geladaknya dapat dengan mudah dibangun dengan cara mengkantilever ke luar dari menara.^[117]

Jembatan balok

Jembatan balok adalah struktur sederhana yang terdiri dari satu atau lebih balok atau gelagar horizontal sejajar yang melintasi sebuah rintangan.^[118] Jembatan gelagar kotak adalah varian yang umumnya lebih dangkal (tipis) daripada jembatan berukuran setara yang menggunakan balok I, yang memungkinkan jalan pendekatan yang lebih pendek dan lebih rendah untuk melintasi rintangan dengan ketinggian tertentu.^[119] Jembatan balok umum digunakan untuk jalur kereta api maupun jalan raya.^[118] Jembatan balok sering kali digunakan untuk bentangan yang lebih pendek dari sekitar 50 meter (160 ft); untuk bentang yang lebih panjang, rangka batang atau struktur serupa umumnya lebih efisien.^[120] Sebagian besar jembatan balok memiliki bagian bawah yang datar dan horizontal; tetapi ada pula yang bagian bawahnya melengkung ke atas, yang disebut haunching (penebalan tumpuan). Haunching terlihat lebih anggun daripada bagian bawah yang datar, dan dapat memberikan ruang bebas yang lebih besar di bawah jembatan, tetapi cenderung lebih memakan biaya karena balok dengan dasar datar lebih mudah untuk dibangun.^[121]

Selain struktur jembatan dasar, terdapat banyak bentuk jembatan lainnya. Bagian berikut ini menjelaskan beberapa bentuk yang lebih umum, tetapi ini bukanlah daftar yang lengkap.

Jembatan gerak dirancang sedemikian rupa sehingga seluruh atau sebagian geladak jembatan dapat digerakkan, biasanya untuk memungkinkan lalu lintas yang tinggi – seperti perahu atau kapal tinggi – untuk melintas.^[123] Jembatan gerak awal meliputi jembatan angkat yang berporos pada salah satu ujungnya, dan membutuhkan usaha besar untuk diangkat. Penambahan penyeimbang di sisi poros jembatan angkat menciptakan sebuah jembatan bascule, dan membuat pergerakan jembatan menjadi lebih mudah dan aman.^[124] Jembatan putar berputar secara horizontal mengelilingi titik jangkar di tepi kanal, atau terkadang dari sebuah pilar di tengah air.^[125] Jembatan angkat vertikal dinaikkan secara vertikal di antara dua menara menggunakan kabel yang melewati katrol di puncak menara.^[126] Jembatan gerak yang terkenal meliputi Jembatan Kereta Api El Ferdan di Mesir, bascule Erasmusbrug di Rotterdam, dan jembatan penyeberangan Limehouse Basin di London.^[127] Pada era modern, para perancang terkadang menciptakan jembatan gerak yang tidak biasa dengan maksud untuk membangun jembatan ikonis bagi sebuah kota atau daerah.^[127] Contohnya meliputi jembatan putar Puente de la Mujer di Buenos Aires, Gateshead Millennium – contoh langka dari jembatan miring – di atas Sungai Tyne, dan Jembatan Hörn di Jerman.^[128][k]

Ada berbagai istilah yang menggambarkan jembatan bentang majemuk panjang – termasuk viaduk, perancah, menerus, dan jalan lintas. Penggunaan istilah-istilah ini dapat saling tumpang tindih, tetapi masing-masing memiliki fokus yang spesifik.^[130] Viaduk (membawa kendaraan) dan akuaduk (menyalurkan air) adalah jembatan yang melintasi lembah atau jalan bawah tanah, ditopang oleh beberapa pelengkung atau pilar.^[131] Bangsa Romawi membangun banyak akuaduk, beberapa di antaranya masih berdiri hingga saat ini.^[132] Viaduk yang terkenal meliputi Viaduk Penponds di Inggris,^[133] Viaduk Garabit di Prancis,^[134] Viaduk Tunkhannock di Pennsylvania,^[135] dan Viaduk Millau di Prancis.^[129]

Sebuah jembatan perancah – umumnya digunakan pada abad ke-19 untuk jembatan kereta api – terdiri dari beberapa bentang pendek yang ditopang oleh elemen struktur berjarak rapat.^[136] Perancah mirip dengan viaduk, tetapi viaduk umumnya memiliki penopang pilar yang lebih tinggi dan bentang yang lebih panjang.^[137] Sebuah jembatan rangka batang menerus adalah rangka batang tunggal yang panjang yang bertumpu pada beberapa penopang. Jembatan rangka batang menerus dapat menggunakan lebih sedikit material daripada serangkaian rangka batang sederhana karena rangka batang menerus mendistribusikan beban hidup ke seluruh bentang (berbeda dengan serangkaian rangka batang sederhana, yang masing-masing rangka batang harus mampu menopang seluruh beban hidup). Secara visual, rangka batang menerus terlihat mirip dengan jembatan kantilever, tetapi rangka batang menerus mengalami tegangan lentur cembung (hogging) pada penopang dan tegangan lentur cekung (sagging) di antara penopang-penopang tersebut.^[138][l] Sebuah jalan lintas (causeway) adalah jalan rendah, biasanya melintasi rawa paya, rawa, danau, atau perairan lainnya.^[140] Banyak jalan lintas merupakan tanggul tanah, tetapi beberapa adalah jembatan yang ditinggikan, seperti Jalan Lintas Danau Pontchartrain sepanjang 384-kilometer (^{[convert: unit tak dikenal]}) di Louisiana.^[140]

Sebuah jembatan ekstrados menggabungkan fitur jembatan gelagar kotak dan jembatan kabel pancang.^[142] Secara visual, jembatan ekstrados dapat dibedakan dari jembatan kabel pancang karena tinggi menaranya (di atas geladak) relatif rendah: antara tujuh hingga tiga belas persen dari lebar bentang.^[143]Jembatan ekstrados sesuai untuk bentang mulai dari 100 meter (330 ft) hingga 250 meter (820 ft).^[143] Tidak seperti jembatan gantung atau jembatan kabel pancang, menara pada jembatan ekstrados sering kali bertumpu pada geladak (bukan pada fondasi tapak) dan terhubung dengan kokoh ke geladak tersebut.^[144] Karena sudut kabel yang relatif datar, kabel-kabel pada jembatan ekstrados menekan geladak secara horizontal, menjalankan fungsi yang sebanding dengan kawat prategang yang digunakan di dalam gelagar beton.^[145] Jembatan ekstrados dapat sesuai untuk pengaplikasian di mana geladak harus memiliki kedalaman yang dangkal (tipis) untuk memaksimalkan ruang bebas di bawah jembatan; atau di mana menara harus relatif pendek untuk mematuhi batasan keselamatan penerbangan.^[146]

Sebuah jembatan ponton, juga dikenal sebagai jembatan apung, menggunakan pelampung atau perahu sarat air dangkal untuk menopang geladak menerus untuk perjalanan pejalan kaki atau kendaraan di atas air.^[148] Jembatan ponton umumnya digunakan di perairan yang terlalu dalam untuk membangun pilar, atau sebagai mekanisme untuk menerapkan jembatan putar gerak pada sebuah kanal.^[149] Selama Invasi Persia kedua ke Yunani, penguasa Persia Xerxes membangun sebuah jembatan ponton besar melintasi Hellespontos, yang terdiri dari dua baris paralel dari 360 perahu.^[150]

Beberapa jembatan ponton masih digunakan di dunia modern. Negara bagian Washington di AS memiliki beberapa di antaranya, termasuk Jembatan Terusan Hood.^[151] Di Norwegia, Jembatan Nordhordland melintasi fyord yang dalam dengan bertumpu pada ponton beton apung.^[147] Banyak angkatan darat memiliki jembatan ponton yang dapat dikerahkan dengan cepat, termasuk Jembatan Apung PMP, yang dirancang oleh Uni Soviet.^[152]

Proses desain jembatan baru umumnya melewati beberapa tahapan, yang secara progresif menyempurnakan desain tersebut.^[153] Langkah awal dalam proses desain – terkadang disebut desain konseptual – adalah mempertimbangkan berbagai persyaratan yang harus dipenuhi oleh sebuah jembatan.^[153] Persyaratan yang berkaitan langsung dengan fungsi meliputi umur pakai, keselamatan, iklim, kondisi tanah, volume lalu lintas, ukuran dan sifat rintangan yang akan dilintasi, serta ruang bebas yang dibutuhkan untuk melintas di bawahnya.^[154] Kendala lainnya dapat meliputi biaya konstruksi, biaya perawatan, estetika, waktu yang tersedia untuk konstruksi, preferensi pemilik, dan pengalaman para pembangun.^[154] Beberapa desain jembatan mempertimbangkan faktor-faktor seperti dampak terhadap lingkungan dan satwa liar, serta hubungan ekonomi, sosial, dan sejarah jembatan tersebut dengan masyarakat setempat.^[155] Setelah persyaratan sebuah jembatan ditetapkan, seorang perancang jembatan menggunakan metode analisis struktur untuk mengidentifikasi desain-desain kandidat.^[156] Beberapa desain mungkin memenuhi persyaratan tersebut. Metodologi rekayasa nilai dapat digunakan untuk memilih desain akhir dari beberapa alternatif.^[157] Metodologi ini mengevaluasi desain kandidat berdasarkan skor berbobot yang diberikan pada beberapa kriteria berbeda, termasuk biaya, umur layan, ketahanan, ketersediaan sumber daya, kemudahan konstruksi, waktu konstruksi, dan biaya perawatan.^[157]

Persyaratan penting yang dipertimbangkan selama proses desain adalah umur layan, yang merupakan jumlah tahun spesifik yang diharapkan bagi jembatan untuk tetap beroperasi dengan perawatan rutin (dan tanpa memerlukan perbaikan besar).^[158][m] Sebagai contoh, bangunan atas jembatan kayu umumnya memiliki umur layan 10 hingga 50 tahun.^[160][n] Jembatan jalan raya beton dapat memiliki umur layan 75 hingga 150 tahun.^[159] Sebuah metodologi desain jembatan memasukkan umur layan tersebut ke dalam proses desain.^[162]

Salah satu persyaratan yang harus dipenuhi oleh jembatan baru adalah kepatuhan terhadap spesifikasi desain jembatan setempat dan peraturan bangunan yang – di beberapa negara – mungkin merupakan persyaratan yang mengikat secara hukum.^[163] Di banyak negara, spesifikasi-spesifikasi ini dikembangkan dan diterbitkan oleh organisasi standar yang menetapkan praktik dan desain pembangunan jembatan yang dapat diterima. Di Eropa, organisasi tersebut adalah Komite Standardisasi Eropa, dan standar yang diterbitkannya adalah Eurocode.^[164] Di Amerika Serikat, Asosiasi Pejabat Jalan Raya dan Transportasi Negara Bagian Amerika (AASHTO) menerbitkan Spesifikasi Desain Jembatan LRFD AASHTO.^[165][o] Standar jembatan Kanada adalah Kode Desain Jembatan Jalan Raya Kanada, yang dikembangkan oleh kelompok nirlaba CSA Group.^[167] Lembaga-lembaga yang mengatur penerbangan atau jalur air juga dapat memberlakukan standar yang mendikte beberapa aspek desain jembatan, seperti persyaratan untuk lampu peringatan penerbangan di puncak menara jembatan, atau lampu peringatan navigasi pada penopang jembatan yang terletak di jalur air yang dapat dilayari.^[168]

Penampilan sebuah jembatan adalah salah satu faktor yang dipertimbangkan selama desainnya.^[170] Jembatan yang menarik dapat memberikan dampak positif pada masyarakat, dan beberapa jembatan bahkan dapat dianggap sebagai karya seni.^[171] Perancang jembatan yang dikenal karena menekankan daya tarik visual pada jembatan mereka di antaranya Thomas Telford, Gustave Eiffel, John Roebling, Robert Maillart, dan Santiago Calatrava.^[172] Kualitas yang memengaruhi daya tarik sebuah jembatan yang dirasakan meliputi proporsi, warna, tekstur, keteraturan, kehalusan, integrasi lingkungan, dan fungsionalitas.^[173]

Sejarawan seni Dan Cruickshank mencatat bahwa jembatan dianggap sebagai perwujudan dari imajinasi dan ambisi manusia, dan banyak jembatan melampaui peran utilitarian aslinya serta menjadi sebuah karya seni.^[174] Ia menulis "[sebuah] jembatan yang hebat memiliki dampak emosional, ia memiliki kualitas yang agung dan keindahan heroik yang menggerakkan bahkan mereka yang tidak terbiasa memiliki indra mereka dikobarkan oleh seni visual."^[174]

Seorang perancang jembatan dapat memilih dari berbagai macam material, termasuk kayu, batu bata, tali, batu, besi, baja, dan beton.^[175][p] Sebuah jembatan yang terbuat dari dua material yang berbeda atau lebih (misalnya, baja dan beton) dikenal sebagai jembatan komposit.^[177] Beberapa jembatan pelengkung terbesar merupakan jembatan komposit, karena terbuat dari beton dan baja.^[48]

Kayu merupakan sumber daya terbarukan yang murah dengan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, tetapi jarang digunakan untuk jembatan jalan raya modern karena rentan terhadap degradasi dari lingkungan, dan jauh lebih lemah daripada baja atau beton.^[178] Kayu terutama digunakan pada jembatan balok atau rangka batang termasuk jembatan beratap, dan juga digunakan untuk membangun jembatan perancah besar untuk jalur kereta api.^[179] Ketika kayu digunakan, ia sering kali dalam bentuk kayu laminasi lem.^[178] Kriya batu mencakup batu dan batu bata, dan hanya sesuai untuk elemen-elemen jembatan yang berada di bawah kompresi (berlawanan dengan tegangan), oleh karena itu, kriya batu terbatas pada struktur seperti pelengkung atau fondasi.^[180] Pada abad ke-20, jembatan kriya batu berukuran besar  – meskipun digantikan oleh beton di Barat – terus dibangun di Tiongkok.^[181]

Besi – termasuk besi cor dan besi tempa – digunakan secara luas dari akhir abad ke-18 hingga akhir abad ke-19, terutama untuk struktur pelengkung dan rangka batang. Besi relatif rapuh, dan telah digantikan oleh baja untuk seluruh penggunaan selain keperluan hiasan.^[182] Baja adalah salah satu material yang paling umum digunakan pada jembatan modern karena baja kuat menahan kompresi maupun tegangan.^[183] Baja dibuat dalam jumlah kecil pada zaman kuno, tetapi menjadi tersedia secara luas pada akhir abad ke-19 setelah penemuan proses peleburan yang baru. Jembatan rangka batang dan jembatan balok sering kali terbuat dari baja, dan kawat baja adalah komponen penting dari hampir semua jembatan gantung dan jembatan kabel pancang.^[184] Baja merupakan komponen kritis pada jembatan beton, karena tulangan baja atau kabel baja prategang harus ditanamkan di dalam beton untuk membuatnya cukup kuat.^[185] Jembatan baja lebih memakan biaya daripada jembatan beton yang sebanding, tetapi ukurannya jauh lebih ringan (untuk kekuatan yang sama), lebih cepat dibangun, dan menawarkan lebih banyak fleksibilitas selama konstruksi dan perbaikan.^[186]

Beton umumnya digunakan pada jembatan modern, dan banyak jembatan jalan raya dibangun terutama dengan struktur balok beton bertulang, yang sering kali dari variasi gelagar kotak.^[187][q] Bentuk elemen beton ditentukan oleh bekisting (cetakan) tempat beton tersebut dituangkan (dicetak): beton akan mengikuti bentuk bekisting saat ia mengeras.^[189] Balok dapat dipracetak di luar lokasi dan diangkut ke lokasi jembatan, atau dicor di tempat.^[190] Jembatan menggunakan beton yang mengandung tulangan baja tertanam – ditempatkan di dalam beton pada saat pertama kali dituangkan – yang mana sangat meningkatkan kekuatannya.^[191] Beton merupakan material yang kuat dan murah, tetapi rapuh dan dapat retak ketika berada dalam tegangan.^[192] Jika beton digunakan pada elemen yang mungkin mengalami tegangan, kabel prategang biasanya ditanam di dalam beton dan dikencangkan, yang mana akan menekan beton tersebut.^[193] Ketika sebuah balok horizontal dipasang ke dalam jembatan dan menahan beban, tegangan yang tidak diinginkan (dihasilkan oleh kecenderungan balok untuk melentur) dilawan oleh kompresi dari kabel prategang.^[194] Kabel prategang tersebut dapat berupa pratarik (diregangkan sebelum – dan selama – beton mengeras); atau pascatarik (ditempatkan di dalam tabung di dalam beton, dan dikencangkan setelah beton mengeras).^[194]

Para perancang dapat memilih untuk menggunakan desain geladak ganda (juga dikenal sebagai jembatan bertingkat), yang menopang dua geladak bersusun. Teknik ini dapat digunakan untuk meningkatkan jumlah lalu lintas yang dapat ditampung oleh sebuah jembatan; atau ketika lokasi membatasi ukuran jembatan tersebut.^[195] Jembatan geladak ganda juga memungkinkan dua jenis lalu lintas yang berbeda untuk melintas dengan aman. Misalnya, kendaraan bermotor dapat dipisahkan dari pejalan kaki atau jalur kereta api.^[195] Beberapa jembatan geladak ganda menampung jalur kereta api di satu geladak, dan kendaraan di geladak lainnya. Contoh awalnya adalah Jembatan Gantung Air Terjun Niagara,^[196] dan contoh modernnya adalah Jembatan Dom Luís I di Portugal.^[197] Karena kemampuannya menampung kendaraan bermotor dalam jumlah besar, jembatan geladak ganda sering ditemukan di dekat kota-kota besar untuk menampung mobil di kedua geladaknya, contohnya Jembatan DuSable di Chicago, Jembatan Tsing Ma di Hong Kong,^[198] Jembatan Øresund yang menghubungkan Kopenhagen dan Malmö,^[199] serta Jembatan Shimotsui-Seto di dekat Kurashiki.^[200] Jembatan George Washington di New York menampung 14 lajur kendaraan bermotor (delapan di atas, enam di bawah), dan merupakan jembatan tersibuk di dunia, yang dilintasi lebih dari 100 juta kendaraan setiap tahunnya.^[201]

Desain jembatan harus mengakomodasi semua beban dan gaya yang mungkin dialami oleh jembatan secara wajar. Keseluruhan gaya yang harus ditoleransi oleh jembatan adalah beban struktur, yang sering kali dibagi menjadi tiga komponen: beban mati, beban hidup, dan beban lingkungan. Beban mati adalah berat dari jembatan itu sendiri.^[203][r] Beban hidup adalah semua gaya dan getaran yang disebabkan oleh lalu lintas yang melintasi jembatan, termasuk berat, pengereman, dan percepatan.^[203]Beban lingkungan mencakup semua gaya yang diberikan oleh lingkungan sekitar jembatan, termasuk cuaca, gempa bumi, tanah longsor, arus air, banjir, penurunan tanah, pengangkatan akibat embun beku, fluktuasi suhu, dan tabrakan.^[203]Untuk kejadian sporadis seperti banjir, gempa bumi, tabrakan, dan badai, perancang jembatan memilih tingkat keparahan maksimum yang harus diakomodasi oleh desain tersebut.^[205] Tingkat keparahan ini didasarkan pada periode ulang, yaitu waktu rata-rata antara kejadian dengan besaran tertentu. Periode ulang berkisar antara 10 hingga 2.500 tahun, bergantung pada jenis kejadian dan negara tempat jembatan tersebut berada.^[206][s] Periode ulang yang lebih lama digunakan untuk jembatan yang menjadi bagian penting dari infrastruktur transportasi. Misalnya, jika jembatan tersebut merupakan jalur penyelamat utama jika terjadi keadaan darurat, perancang mungkin memanfaatkan periode ulang yang relatif panjang, misalnya, 2.000 tahun; dalam contoh ini, desain jembatan harus mampu bertahan terhadap badai terkuat yang diperkirakan terjadi sekali setiap 2.000 tahun.^[207]

Gaya beban yang bekerja pada sebuah jembatan menyebabkan komponen-komponen jembatan mengalami tegangan. Tegangan adalah ukuran gaya internal yang dialami di dalam suatu material. Regangan adalah ukuran seberapa banyak komponen jembatan melengkung, meregang, atau memuntir sebagai respons terhadap tegangan. Beberapa regangan (pelengkungan atau pemuntiran) mungkin dapat diterima pada komponen jembatan jika materialnya bersifat elastis. Sebagai contoh, baja dapat menoleransi peregangan atau pelengkungan tertentu tanpa mengalami kegagalan. Sebaliknya, beton bersifat inelastis, dan perubahan bentuknya ketika mengalami tegangan sangatlah dapat diabaikan (hingga tegangannya menjadi berlebihan dan beton tersebut mengalami kegagalan).^[208]

Fase kritis dari proses desain adalah menghitung tegangan maksimum yang akan dialami oleh setiap komponen jembatan, dan memilih desain serta ukuran yang sesuai untuk komponen-komponen tersebut guna memastikan semuanya akan menoleransi beban pada jembatan dengan aman. Tegangan dikategorikan berdasarkan sifat gaya yang menyebabkan tegangan tersebut, yaitu: kompresi, tegangan (tarikan), geser, dan torsi. Gaya kompresi memampatkan suatu komponen dengan mendorongnya ke dalam (misalnya, seperti yang dirasakan oleh fondasi jembatan saat sebuah menara berat bertumpu di atasnya). Tegangan adalah gaya regangan yang dialami suatu komponen saat ditarik (misalnya oleh kabel-kabel pada jembatan gantung). Geser adalah gaya luncur yang dialami oleh suatu komponen ketika dua gaya eksternal yang tidak sejajar diterapkan pada arah yang berlawanan (misalnya, selama gempa bumi ketika bagian atas struktur ditarik ke utara, dan bagian bawahnya ditarik ke selatan). Torsi adalah gaya puntir.^[209]

Proses desain jembatan umumnya menggunakan metode analisis struktur yang membagi jembatan menjadi komponen-komponen yang lebih kecil, dan menganalisis komponen-komponen tersebut secara individual, tunduk pada batasan-batasan tertentu.^[210] Desain jembatan yang diusulkan kemudian biasanya dimodelkan dengan rumus atau aplikasi komputer.^[211] Model-model tersebut memasukkan beban yang akan dialami jembatan, menghitung tegangan di dalam jembatan, dan memberikan data kepada perancang yang menunjukkan apakah desain tersebut memenuhi sasaran desain yang disyaratkan.^[211][t]Guna memastikan bahwa desain jembatan yang diusulkan cukup kuat untuk menahan tegangan yang dapat diperkirakan, banyak perancang jembatan menggunakan metodologi desain keadaan batas (digunakan di Eropa dan Tiongkok) atau metodologi Load and Resistance Factor Design (LRFD) (digunakan di AS).^[213]

Banyak beban yang dikenakan pada jembatan – angin, gempa bumi, dan lalu lintas kendaraan – dapat menyebabkan jembatan mengalami gaya yang tidak teratur atau periodik, yang dapat menyebabkan komponen jembatan bergetar atau berosilasi.^[215] Beberapa komponen jembatan memiliki frekuensi resonansi inheren yang membuatnya sangat rentan, dan getaran di dekat frekuensi tersebut dapat menyebabkan tegangan yang sangat besar.^[216]

Angin dapat menghasilkan berbagai gaya getaran pada jembatan, termasuk geletar (flutter), pacu (galloping), dan pelepasan pusaran (vortex shedding).^[217] Mempertimbangkan gaya angin selama proses desain sangatlah penting untuk jembatan yang panjang dan ramping (biasanya jembatan gantung atau kabel pancang).^[218] Jika masalah resonansi teridentifikasi dalam proses desain, masalah tersebut harus dimitigasi. Teknik umum untuk mengatasi getaran meliputi peningkatan kekakuan geladak jembatan dengan menambahkan rangka batang serta menambahkan peredam ke kabel dan menara.^[219]Kegagalan dalam memperhitungkan getaran dan osilasi dapat menyebabkan kegagalan jembatan.Jembatan Tacoma Narrows runtuh pada tahun 1940 dalam kecepatan angin 68 km/h (42 mph), meskipun jembatan tersebut dirancang untuk menahan angin hingga 206 km/h (128 mph). Investigasi mengungkapkan bahwa perancangnya gagal memperhitungkan geletar yang diinduksi angin dan getaran resonansi.^[220] Jembatan dapat mengalami kerusakan parah jika terkena guncangan tanah dari gempa bumi.^[221] Selama peristiwa seismik, beberapa fenomena dapat terjadi, seperti pulsa kecepatan periode panjang, retakan geser, pergerakan tanah yang besar, percepatan vertikal, dan likuifaksi tanah.^[222] Untuk memitigasi risiko, insinyur gempa bumi mempelajari data seismik untuk mengklasifikasikan dan menghitung pergerakan yang dialami oleh jembatan.^[223] Studi-studi ini digunakan oleh pemerintah untuk menyusun dan merevisi standar desain yang menetapkan jenis pergerakan seismik yang harus dapat ditahan oleh jembatan baru.^[224]

Elemen struktural dari sebuah jembatan umumnya dibagi menjadi bangunan bawah (substruktur) dan bangunan atas (superstruktur).^[225] Bangunan bawah terdiri dari bagian bawah jembatan, termasuk fondasi tapak (footing),^[u] pangkal jembatan, pilar, tiang pancang, jangkar, dan bantalan.^[227] Bangunan atas bertumpu pada bangunan bawah, dan terdiri dari geladak, rangka batang, pelengkung, menara, kabel, balok, dan gelagar.^[228]

Konstruksi jembatan umumnya dikelola oleh insinyur konstruksi, yang bertanggung jawab untuk merencanakan dan mengawasi proses konstruksinya. Aspek penting dari peran ini mencakup penganggaran, penjadwalan, melakukan tinjauan desain formal secara berkala, dan berkomunikasi dengan para perancang jembatan untuk menginterpretasikan serta memperbarui rencana desain.^[230][v] Ketika jembatan yang sudah ada sedang diganti atau diperbaiki, dampaknya terhadap kelancaran lalu lintas dapat memberikan efek yang merugikan bagi penduduk dan layanan publik. Proses konstruksi jembatan yang dipercepat – yang berfokus pada penggunaan komponen prafabrikasi dan jadwal yang cepat – dapat digunakan untuk memitigasi dampak tersebut.^[232]

Gaya yang dialami oleh jembatan selama masa konstruksi dapat lebih besar atau memiliki sifat yang berbeda dari gaya yang akan dialaminya setelah selesai dibangun. Proses desain jembatan umumnya berfokus pada kekuatan jembatan yang telah selesai sepenuhnya, tetapi juga harus mempertimbangkan tegangan tidak biasa yang akan dialami elemen individu selama konstruksi. Teknik khusus mungkin diperlukan selama konstruksi untuk menghindari tegangan berlebih, seperti penopang sementara di bawah jembatan, penyangga atau penguat sementara, atau penguatan permanen pada elemen tertentu.^[233] Sebagai contoh, ketika jembatan kabel pancang dengan menara beton selesai dibangun, menara tersebut akan mengalami gaya kompresi yang diinginkan dari beban berat kabel-kabelnya; tetapi selama masa konstruksi, tanpa beban tersebut, menara tersebut dapat mengalami gaya tegangan tidak diinginkan yang disebabkan oleh angin lateral.^[234]

Konstruksi dari semua jenis jembatan diawali dengan pembuatan bangunan bawah. Elemen pertama yang dibangun umumnya adalah fondasi tapak dan pangkal jembatan, yang biasanya berupa balok besar beton bertulang, yang seluruhnya atau sebagian terkubur di bawah tanah. Fondasi tapak dan pangkal jembatan menopang seluruh berat jembatan, dan menyalurkannya ke tanah dasar.^[235] Berdasarkan rasio tinggi terhadap lebarnya, fondasi tapak dikategorikan sebagai: dangkal (tinggi lebih kecil dari lebar) atau dalam (tinggi lebih besar dari lebar).^[236] Jika tanah dasar tidak dapat menopang beban yang ditempatkan pada fondasi tapak, tiang pancang harus dipancangkan terlebih dahulu di bawah fondasi tapak: tiang pancang adalah struktur panjang – yang terbuat dari kayu, baja, atau beton – yang ditempatkan secara vertikal di bawah fondasi tapak.^[237] Beberapa tiang pancang menjangkau ke bawah dan bertumpu pada batuan dasar; yang lainnya mengandalkan gesekan untuk mencegah fondasi tapak merosot lebih dalam.^[237]

Pangkal jembatan biasanya terletak di ujung geladak jembatan, tempat jembatan itu bersentuhan dengan tanah dasar.^[238] Pangkal jembatan menyalurkan beban ke dalam tanah dasar, baik secara vertikal maupun diagonal.^[89] Pangkal jembatan juga dapat berfungsi sebagai dinding penahan tanah, untuk mencegah terjadinya erosi pada tanah dasar di bawah jalan pendekat jembatan.^[238] Setelah fondasi tapak untuk pilar jembatan dibuat, pilar dan kepala pilar dibangun untuk merampungkan bangunan bawah.^[239][w] Jembatan gantung umumnya membutuhkan angkur, yang merupakan balok besar beton bertulang yang dijangkarkan secara kokoh ke dalam tanah – angkur atau jangkar tersebut harus luar biasa berat dan diikatkan ke dalam tanah dasar karena harus menahan tarikan lateral dari kabel-kabel besar yang menahan seluruh geladak dan beban hidup.^[241][x]

Ketika penopang jembatan (pilar atau menara) dibangun di sungai, danau, atau samudra, teknologi khusus harus dimanfaatkan.^[244] Kaison dapat digunakan untuk menyediakan ruang kerja saat membangun bagian penopang yang terendam air. Kaison adalah struktur berongga kedap air berukuran besar yang terbuka di bagian bawah. Biasanya, kaison ditenggelamkan ke dasar air dan para pekerja dapat bekerja di dalamnya untuk mempersiapkan tanah dasar bagi fondasi tapak. Setelah penggalian selesai, kaison umumnya diisi dengan beton untuk membuat seluruh atau sebagian fondasi tapak tersebut.^[245] Tekanan udara di dalam kaison yang tertutup rapat harus dijaga tetap tinggi untuk mencegah air merembes masuk.^[246] Para pekerja, jika mereka tidak melakukan dekompresi dengan benar saat keluar dari kaison, dapat terkena penyakit dekompresi.^[247] Para pembangun jembatan pada masa awal tidak memahami dekompresi, dan kematian sering terjadi: tiga belas pekerja meninggal akibat penyakit dekompresi saat membangun Jembatan Eads (selesai dibangun pada tahun 1874).^[247]

Pendekatan lain untuk membangun fondasi di air adalah kaison kotak, yang merupakan kotak baja atau beton besar yang terbuka di bagian atas, yang ditarik oleh kapal tunda ke lokasi jembatan, lalu ditenggelamkan ke dasar dan diisi dengan beton.^[248] Jembatan gantung Akashi Kaikyo menggunakan kaison kotak untuk kedua fondasinya – masing-masing memiliki tinggi 70 meter (230 ft) dan diameter 80 meter (260 ft). Kaison-kaison tersebut ditenggelamkan ke dasar air dengan kedalaman 60 meter (200 ft), dan masing-masing diisi dengan 355.000 meter kubik beton. Fondasi-fondasi tersebut bertumpu langsung di dasar laut, tanpa tiang pancang atau fondasi tapak.^[248] Alternatif dari kaison adalah kofendam, yaitu bendungan sementara yang mengelilingi lokasi penopang, terbuka di bagian atas, tempat pekerja dapat bekerja saat membangun fondasi tapak.^[249]

Bantalan sering kali ditempatkan di antara bangunan atas dan bangunan bawah pada titik-titik kontak. Bantalan adalah perangkat mekanis yang memungkinkan terjadinya pergerakan kecil – yang dapat diakibatkan oleh ekspansi dan kontraksi termal, mulur material, atau peristiwa seismik kecil. Tanpa bantalan, struktur jembatan dapat mengalami kerusakan ketika pergerakan tersebut terjadi. Bantalan dapat dipilih untuk memungkinkan pergerakan rotasi atau selip kecil pada arah tertentu, tanpa memungkinkan pergerakan pada arah lainnya. Jenis-jenis bantalan yang digunakan pada jembatan meliputi bantalan engsel, bantalan rol, bantalan ayun, bantalan geser, bantalan pegas, dan bantalan jembatan elastomerik.^[251]

Setelah bangunan bawah selesai, bangunan atas dibangun dengan bertumpu pada bangunan bawah. Bangunan atas jembatan balok dapat dibangun di tempat, atau dibuat di luar lokasi (pracetak) dan diangkut ke lokasi jembatan.^[252] Balok pracetak dapat ditempatkan di atas penopang menggunakan derek atau derek gantri.^[253] Jika jembatan tersebut melintasi jurang yang dalam, teknik yang dikenal sebagai peluncuran bertahap dapat digunakan: balok dan geladak dirakit di jalan pendekat, lalu didorong secara horizontal melintasi rintangan.^[254][y]

Metode konstruksi bangunan atas jembatan pelengkung bergantung pada materialnya. Pelengkung beton atau batu menggunakan struktur kayu sementara yang dikenal sebagai perancah atau pemusatan (centering) untuk menopang pelengkung selama proses pembangunannya.^[256] Beberapa jembatan pelengkung baja dibangun dengan perancah, tetapi yang lain menggunakan metode kantilever untuk membangun kedua paruh pelengkung dari pangkal jembatan ke arah luar.^[257]

Bangunan atas jembatan kantilever biasanya dibangun secara bertahap dengan memanjang ke arah luar dari jangkar atau pilar. Sebagian besar bangunan atas kantilever dapat dibangun tanpa pilar penopang sementara, karena jembatan tersebut dapat menopang dirinya sendiri saat membentang ke luar. Proses yang serupa digunakan untuk kantilever baja atau beton: bagian prafabrikasi dapat diposisikan di permukaan tanah (atau air) dan diangkat ke posisinya menggunakan gantri, atau dapat diangkut secara horizontal di sepanjang bagian kantilever yang telah diselesaikan sebelumnya. Kantilever beton membutuhkan kabel baja prategang yang disalurkan melalui tabung di dalam setiap bagiannya dan dikencangkan, yang mana akan memberikan kompresi pada beton tersebut.^[258] Jembatan rangka batang dibangun menggunakan berbagai macam metode, termasuk potong-demi-potong, pengkantileveran, atau perancah.^[259]

Bangunan atas jembatan kabel pancang diawali dengan pembangunan satu atau lebih menara yang bertumpu secara langsung pada fondasi tapak yang merupakan bagian dari bangunan bawah. Geladak dibangun per bagian dengan memulai dari menara^[h] dan bergerak ke arah luar. Bagian-bagian ini dapat ditempatkan pada posisinya melalui pengangkatan, penopangan dari bawah, peluncuran, atau pengkantileveran dari bagian geladak yang telah dirakit.^[260] Seiring ditambahkannya setiap bagian geladak, bagian itu dihubungkan ke menara menggunakan kabel baja, dan kabel tersebut dikencangkan untuk menahan beban geladak.^[260] Konstruksi bangunan atas jembatan gantung biasanya dimulai dengan menaranya.^[261][h] Menara tersebut dapat terbuat dari baja atau beton, dan bertumpu langsung pada fondasi tapak. Kabel-kabel besarnya dibuat dengan menarik katrol besar bolak-balik melintasi bentangan, merangkai beberapa kawat di antara jangkar pada setiap lintasannya, dalam sebuah proses yang diistilahkan sebagai pemintalan. Setelah kawat-kawat tersebut dipintal, kawat tersebut diikat menjadi satu untuk membentuk kabel.^[z] Kabel tersebut dikencangkan dengan kuat ke jangkar di kedua ujungnya.^[aa] Kawat vertikal yang disebut penggantung digantung dari kabel tersebut, kemudian bagian-bagian kecil geladak dipasang pada penggantung tersebut, dan bagian-bagian geladak tersebut disambungkan satu sama lain.^[264]

Menara, yang terbuat dari beton maupun baja, merupakan komponen penting dari bangunan atas jembatan kabel pancang dan jembatan gantung.^[ab] Beton umumnya sesuai untuk menara dengan tinggi hingga sekitar 250 meter (820 ft), sedangkan menara baja dapat berukuran lebih tinggi.^[266][ac] Menara menopang kabel jembatan, yang menahan berat geladak dan lalu lintas. Sebagian besar beban yang dikenakan pada sebuah menara diterapkan secara vertikal ke bawah pada menara tersebut, bukan ke samping.^[268] Menara mengalami tegangan kompresi, berbeda dengan kabel, yang mengalami tegangan tarikan.^[105] Terdapat dua mekanisme yang digunakan untuk memasang kabel ke sebuah menara: sadel atau jangkar. Sadel adalah struktur melengkung yang memungkinkan kabel untuk lewat di dalam (atau di atas) menara. Sebuah jangkar menahan bagian ujung dari sebuah kabel. Sadel sering digunakan pada jembatan gantung, dan jangkar sering digunakan pada jembatan kabel pancang.^[269]

Kabel baja adalah sebuah elemen pada jembatan kabel pancang maupun jembatan gantung. Kabel terbuat dari satu atau beberapa untaian, dan setiap untaian terdiri dari banyak kawat. Kawat adalah potongan baja padat yang tipis dan fleksibel, dengan kekuatan tarik yang lebih tinggi daripada baja biasa, dan berdiameter 3mm hingga 7mm.^[271][ad]

Kabel biasanya dikonstruksi di lokasi jembatan dengan mengurai kawat atau untaian dari gulungan yang besar.^[273]Jembatan gantung berukuran besar dapat menggunakan kabel yang berdiameter lebih dari 1 meter (3 ft 3 in) dan memiliki berat lebih dari 20.000 tonne^{[convert: unit tak dikenal]}.^[274]

Sebelum membangun kabel pada jembatan gantung, jalur pejalan kaki perancah sementara harus dibangun guna menopang kawat saat ditarik melintasi bentangan dan melewati puncak menara.^[275] Terdapat dua pendekatan untuk menarik kawat melintasi bentangan: metode pemintalan udara (di mana kawat-kawat individual dibawa menyeberang oleh katrol); dan metode untaian prafabrikasi (di mana seluruh untaian ditarik menyeberang sekaligus).^[276][ae]

Metode pemintalan udara digunakan untuk semua jembatan gantung hingga metode untaian prafabrikasi ditemukan pada tahun 1960-an.^[277] Setelah 300 hingga 500 kawat ditarik, pita aluminium digunakan untuk menyatukan kawat-kawat tersebut menjadi untaian.^[278][af] Kawat-kawat di dalam sebuah untaian dapat sejajar, atau dapat saling melilit dalam pola melintir (spiral).^[280] Pemintalan udara selalu menghasilkan untaian yang berisi kawat-kawat sejajar. Metode untaian prafabrikasi dapat memanfaatkan untaian dengan kawat sejajar maupun melintir.^[280][ag]

Geladak sebuah jembatan adalah permukaan datar dan horizontal yang membentang melintasi seluruh bentangan jembatan. Geladak umumnya bertumpu pada balok atau gelagar kotak. Ketika geladak terpasang kaku pada balok atau gelagar penopangnya, semuanya berfungsi secara bersama-sama sebagai struktur tunggal.^[282]Dua jenis geladak yang umum adalah geladak beton dan geladak baja ortotropik.^[283][ah] Geladak beton adalah pelat beton datar dari beton bertulang. Pelat ini dapat dipracetak di luar lokasi, atau dicor di tempat dengan menuangkan beton ke dalam cetakan pada bangunan atas jembatan.^[286][ai] Geladak baja ortotropik terdiri dari sebuah pelat baja datar, yang dilapisi dengan sebuah permukaan aus.^[288] Banyak rusuk baja kecil dilas ke bagian bawah pelat atas, membentang searah dengan jalan raya jembatan.^[aj] Di bawah rusuk-rusuk tersebut terdapat balok lantai baja, yang ditempatkan melintang terhadap rusuk.^[290][ak] Geladak baja ortotropik memakan lebih banyak biaya daripada geladak beton, tetapi beratnya lebih ringan. Geladak ini berguna dalam penerapan di mana berat sangatlah penting, membutuhkan geladak yang tipis, atau lingkungannya rentan terhadap gempa bumi maupun cuaca dingin yang ekstrem.^[291]

Banyak geladak yang memiliki permukaan aus di bagian atasnya, yang merupakan lapisan material yang dirancang untuk diganti secara berkala setelah aus akibat lalu lintas kendaraan. Permukaan aus umumnya terbuat dari agregat (batuan kecil) yang dicampur dengan bahan pengikat seperti aspal, poliuretana, resin epoksi, atau poliester.^[292][al] Geladak jembatan kereta api dikategorikan sebagai geladak terbuka (bantalan rel bertumpu langsung di atas balok atau gelagar, dengan celah udara di antaranya) dan geladak kricak (bantalan bertumpu di atas bebatuan kricak, dan kricak bertumpu di atas pelat geladak).^[294]

Membangun geladak (beserta balok atau gelagar penopangnya) dapat menjadi sulit ketika jembatan berada di atas perairan atau lembah yang dalam. Terdapat berbagai macam teknik, dan pemilihannya bergantung pada topografi lokasi, material geladak (beton atau baja), lalu lintas atau rintangan di bawah jembatan, serta apakah bagian-bagiannya dapat dibangun di luar lokasi dan diangkut ke jembatan. Metode konstruksi geladak meliputi pembangunan di atas penopang sementara, pendongkrakan (dongkrak) dari tanah, peluncuran bertahap (membangun seluruh geladak di jalan pendekat dan mendorongnya secara horizontal), pengangkatan dari bawah menggunakan kerek yang dipasang pada jembatan, pengkantileveran (memperpanjang geladak secara bertahap, dimulai dari menara atau pangkal jembatan), dan pengangkatan dengan kapal derek.^[295]

Untuk mencapai umur layan yang direncanakan, sebuah jembatan harus dilindungi dari kerusakan dengan memasukkan fitur-fitur tertentu ke dalam desainnya. Jembatan dapat mengalami kerusakan akibat berbagai penyebab, termasuk karat, korosi, reaksi kimia, dan abrasi mekanis. Kerusakan terkadang terlihat sebagai karat pada komponen baja, atau retakan dan penyerpihan (spalling) pada beton.^[296] Kerusakan dapat diperlambat dengan berbagai langkah, yang terutama bertujuan untuk menjauhkan air dan oksigen dari elemen-elemen jembatan.^[297] Teknik untuk mencegah kerusakan akibat air meliputi sistem drainase, membran kedap air (seperti film polimer), dan penghilangan siar muai.^[298][am] Elemen jembatan beton dapat dilindungi dengan segel dan lapisan kedap air.^[300][an] Baja tulangan di dalam beton dapat dilindungi dengan menggunakan beton berkualitas tinggi dan meningkatkan ketebalan beton yang mengelilingi baja tersebut.^[302] Elemen baja pada sebuah jembatan dapat dilindungi menggunakan cat atau dengan menggalvanisasinya menggunakan seng.^[303] Penggunaan cat dapat dihindari sepenuhnya pada elemen baja dengan menggunakan baja nirkarat atau baja cuaca (paduan baja yang meniadakan kebutuhan akan cat, dengan membentuk lapisan karat pelindung di bagian luarnya).^[304]

Gerusan jembatan merupakan masalah yang berpotensi serius ketika fondasi tapak jembatan berada di dalam air. Arus air dapat menyebabkan pasir dan bebatuan di sekitar dan di bawah fondasi tapak hanyut seiring berjalannya waktu. Efek ini dapat dimitigasi dengan menempatkan kofendam di sekeliling fondasi tapak, atau mengelilingi fondasi tapak dengan batu berukuran besar yang ditempatkan secara saksama.^[305][ao] Jembatan gantung dan jembatan kabel pancang memiliki kabel besar yang berisi ratusan kawat baja. Beberapa teknik digunakan untuk meminimalkan korosi di dalam kabel, termasuk membungkus kabel dengan kawat galvanis, menyuntikkan kabel dengan nat atau epoksi, menggunakan kawat profil S yang saling mengunci, dan menyirkulasikan udara kering ke bagian dalam kabel.^[307] Jembatan dengan penopang di jalur air yang dapat dilayari dirancang untuk menahan tabrakan kapal hingga besaran spesifik yang telah ditentukan sebelumnya. Selain markah jalur air dan sistem peringatan pandu, penopang jembatan di air dapat dikelilingi oleh perlindungan fisik seperti fender, struktur tiang (dolphin), atau pulau buatan kecil.^[308]

Setelah jembatan selesai dibangun dan mulai beroperasi, proses manajemen digunakan untuk memastikan bahwa jembatan tersebut tetap terbuka untuk lalu lintas, menghindari insiden keselamatan, dan mencapai umur layan yang direncanakan. Proses-proses ini – yang secara kolektif disebut sebagai manajemen jembatan – mencakup kegiatan teknis – yaitu, pemeliharaan, inspeksi, pemantauan, dan pengujian.^[309] Selain tugas-tugas teknis, manajemen mencakup perencanaan, penganggaran, dan penentuan prioritas kegiatan pemeliharaan.^[309] Manajer jembatan menggunakan sistem manajemen jembatan dan metodologi analisis biaya siklus hidup untuk mengelola jembatan dan memperkirakan biaya pemeliharaan jembatan di sepanjang umur pakainya.^[310] Biaya pemeliharaan tahunan akan meningkat seiring dengan bertambahnya usia dan terdegradasinya jembatan.^[311]

Sekelompok pekerja menggunakan sangkar bergerak pemeliharaan untuk menginspeksi Jembatan Gantung Clifton.

Kegiatan pemeliharaan bertujuan untuk memperpanjang umur jembatan, mengurangi biaya siklus hidup, dan memastikan keselamatan masyarakat.^[312] Tugas pemeliharaan dapat dikategorikan sebagai tugas perbaikan (korektif) dan tugas pencegahan (preventif).^[313] Tugas perbaikan diimplementasikan sebagai respons terhadap masalah tak terduga yang muncul, misalnya, memperbaiki elemen struktural (pilar, balok, gelagar, menara, atau kabel) dan mengganti bantalan.^[314]

Tugas pencegahan meliputi pencucian, pengecatan, pelumasan bantalan, penyegelan geladak, penambalan retakan, pembersihan salju, penambalan lubang jalan, dan perbaikan masalah kecil pada struktur dan perlengkapan listrik.^[315] Beberapa tugas pencegahan dilakukan berdasarkan jadwal berkala. Contoh jadwal untuk tugas pemeliharaan jembatan secara berkala adalah: pencucian seluruh struktur (1–2 tahun); penyegelan permukaan geladak (4–6 tahun); pelumasan bantalan (4 tahun); pengecatan komponen jembatan baja (12–15 tahun); penggantian permukaan aus geladak (12 tahun); penyegelan trotoar (5 tahun); penambalan retakan (4 tahun); dan pembersihan saluran air (2 tahun).^[316]

Bagian penting dari pemeliharaan adalah menginspeksi jembatan untuk mendeteksi kerusakan atau degradasi, dan mengambil langkah-langkah untuk memitigasi setiap masalah yang ditemukan. Degradasi dapat berasal dari sumber lingkungan, termasuk pemuaian/penyusutan akibat siklus beku/cair, hujan, oksidasi baja, dan percikan air laut. Aktivitas manusia juga dapat menyebabkan kerusakan, misalnya: lalu lintas kendaraan, abrasi mekanis, desain jembatan yang buruk, dan prosedur perbaikan yang tidak tepat.^[318] Beberapa negara mewajibkan jadwal inspeksi berkala, misalnya, inspeksi rutin setiap 24 bulan, atau menginspeksi fondasi bawah air dari kemungkinan tergerus setiap 60 bulan.^[319]

Hanya mengandalkan inspeksi visual untuk menilai degradasi jembatan dapat menjadi tidak dapat diandalkan, sehingga para inspektur menggunakan berbagai teknik pengujian nondestruktif.^[320] Teknik-teknik ini meliputi pengujian pukulan palu, pengujian kecepatan pulsa ultrasonik, tomografi seismik, dan radar penembus tanah.^[321] Berbagai pengujian listrik yang menilai permeabilitas dan hambatan listrik dapat memberikan wawasan mengenai kondisi permukaan beton.^[322] Sinar-X dapat dilewatkan menembus beton untuk memperoleh data tentang kepadatan dan kondisi beton.^[323] Videografi menggunakan wahana pengintai yang ramping dapat digunakan di tempat yang memiliki akses yang tersedia.^[324] Pengukuran terhadap kondisi jembatan dapat dilakukan secara otomatis dan berkala menggunakan teknologi pemantauan kesehatan struktural (SHM).^[325] Beberapa pengujian – yang diistilahkan sebagai pengujian destruktif – membutuhkan pengambilan sampel dari jembatan dan membawanya ke laboratorium guna dianalisis dengan mikroskop, perangkat sonik, atau difraksi sinar-X.^[326] Pengujian destruktif dilakukan dengan mengambil sampel inti bor dari beton, atau potongan kecil kawat baja yang dipotong dari kabel.^[326]

Pendanaan untuk pembangunan dan pengoperasian jembatan berasal dari berbagai sumber, termasuk pajak bahan bakar, biaya tahunan pelat nomor kendaraan, tol, biaya kemacetan, dan biaya penggunaan berdasarkan pelacakan satelit.^[327] Beberapa jembatan – terutama di negara berkembang – dibiayai oleh sumber-sumber internasional termasuk Bank Dunia atau Inisiatif Sabuk dan Jalan milik Tiongkok.^[328] Sistem tol umumnya merupakan mekanisme yang tidak efisien untuk mengumpulkan pendanaan, khususnya ketika gerbang tol digunakan, karena pembuatannya dan pengelolaannya memakan biaya besar. Gerbang tol dapat memperlambat lalu lintas dan mengganggu pembangunan titik masuk atau keluar.^[329]

Biaya pembangunan jembatan umumnya ditanggung oleh instansi pemerintah, tetapi sejak tahun 1990 semakin banyak jembatan yang dibangun dan dibiayai oleh perusahaan swasta menggunakan perjanjian kemitraan pemerintah swasta (KPS). Dalam proyek KPS, pemerintah memberikan hak untuk membangun jembatan kepada sebuah perusahaan, dan perusahaan tersebut menutup pengeluarannya dengan memungut tol untuk jangka waktu tertentu.^[330][ap] Pada akhir periode tersebut, jembatan dipindahtangankan menjadi milik pemerintah, dan pemerintah dapat memilih untuk terus memungut tol atau tidak. Jembatan-jembatan terkenal yang dibangun dengan model KPS meliputi Jembatan Queen Elizabeth II (dibangun pada 1991, masa pemungutan tol 20 tahun) dan Penyeberangan Severn Kedua (dibangun pada 1996, masa pemungutan tol 30 tahun).^[331]

Kegagalan jembatan memiliki arti yang sangat penting bagi para insinyur struktur, karena analisis atas kegagalan tersebut memberikan pembelajaran yang dipetik yang berfungsi untuk meningkatkan proses desain dan konstruksi.^[333] Kegagalan jembatan memiliki berbagai macam penyebab, yang dapat dikategorikan sebagai faktor alam (banjir, gerusan, gempa bumi, tanah longsor, dan angin) dan faktor manusia (metode desain dan konstruksi yang tidak tepat, tabrakan, kelebihan beban, kebakaran, korosi, serta kurangnya inspeksi dan pemeliharaan).^[334] Seiring berjalannya waktu, kegagalan jembatan telah mendorong perbaikan yang signifikan dalam praktik desain, konstruksi, dan pemeliharaan jembatan.^[335] Sebelum munculnya prosedur rekayasa jembatan yang didasarkan pada prinsip-prinsip ilmiah yang ketat, jembatan sering kali mengalami kegagalan. Kegagalan paling umum terjadi pada pertengahan abad ke-19, ketika jaringan kereta api yang berkembang pesat sedang membangun ratusan jembatan baru setiap tahunnya di seluruh dunia.^[336] Di Amerika Serikat, 40 jembatan per tahun mengalami kegagalan pada tahun 1870-an, yang setara dengan 25% dari seluruh jembatan yang dibangun pada dekade tersebut.^[337]

Di era modern, terlepas dari kemajuan dalam metodologi rekayasa jembatan, kegagalan jembatan terus terjadi secara rutin.^[338] Di Australia, Jembatan King Street runtuh pada tahun 1962, setahun setelah dibuka, akibat teknik pengelasan yang tidak tepat.^[339] Di Palau, Jembatan Koror–Babeldaob runtuh pada tahun 1996, tiga bulan setelah operasi perbaikan yang membuat perubahan besar pada jembatan tersebut.^[340] Pada tahun 1998, Jembatan Turag-Bhakurta di Bangladesh runtuh akibat air sungai yang menggerus tanah di sekitar penopang jembatan.^[341] Jembatan Milenium di London dibuka pada tahun 2000, tetapi ditutup dua hari kemudian akibat goyangan yang berlebihan.Jembatan ini baru dibuka dua tahun kemudian – setelah peredam dipasang.^[342] Sekitar separuh dari semua kegagalan jembatan di awal abad ke-21 di AS disebabkan oleh kerusakan akibat banjir atau gerusan (arus air yang mengikis bagian bawah penopang jembatan).^[343]

Banyak jembatan – yang dikenal sebagai jembatan ikonis – sangat diidentikkan dengan suatu masyarakat tertentu.^[345][aq] Jembatan gantung besar, khususnya, sering kali dianggap sebagai markah tanah ikonis yang melambangkan kota tempat mereka berada. Contoh terkemukanya meliputi Jembatan Brooklyn di New York; Jembatan Golden Gate di San Francisco; Jembatan Gantung Clifton di Bristol; dan Jembatan Rantai Széchenyi di Budapest.^[346][ar] Beberapa jembatan yang secara visual mengesankan, seperti Jembatan Dagu di Tiongkok, dirancang dengan tujuan yang jelas untuk menciptakan sebuah markah tanah bagi kota tuan rumah.^[348] Dan Cruickshank mencatat bahwa beberapa jembatan memiliki kemampuan untuk "mengubah suatu tempat, suatu komunitas dan ... dapat meninggalkan jejaknya pada lanskap dan di benak manusia, memikat imajinasi, menumbuhkan kebanggaan serta rasa identitas, dan mendefinisikan sebuah waktu serta tempat."^[174]

Jembatan dapat memberikan dampak yang signifikan – baik positif maupun negatif – terhadap lingkungan, masyarakat, dan ekonomi suatu komunitas. Selama proses desain jembatan, efek-efek ini dapat dimodelkan dengan penilaian keberlanjutan siklus hidup atau pemodelan informasi bangunan, dan hasilnya dapat digunakan untuk menyesuaikan desain jembatan guna memperbaiki dampaknya terhadap lingkungan, masyarakat, dan ekonomi.^[349]

Efek positif dari sebuah jembatan baru dapat meliputi waktu transportasi yang lebih singkat, peluang kerja, peningkatan kesetaraan sosial, peningkatan produktivitas, dan peningkatan pada produk domestik bruto (PDB).^[349] Pembangunan jembatan baru dapat meningkatkan upah di wilayah sekitarnya, tetapi juga dapat meningkatkan ketimpangan pendapatan antargender (pria mengalami kenaikan upah yang lebih besar daripada wanita) dan antartingkat pendidikan (orang yang berpendidikan lebih tinggi mengalami lebih banyak peningkatan daripada orang yang berpendidikan lebih rendah).^[350] Di lokasi yang sering dilanda banjir, jembatan dapat meningkatkan pendapatan secara keseluruhan dengan menyediakan tempat penyeberangan sungai yang dapat diandalkan.^[351] Di daerah tertinggal dengan topografi pegunungan, pembangunan jembatan yang melintasi lembah yang dalam dapat memberikan manfaat besar bagi komunitas yang dihubungkannya. Tanpa jembatan, wilayah-wilayah semacam itu sering kali memiliki kawasan inti yang lebih makmur, dikelilingi oleh wilayah pinggiran yang kurang berkembang. Membangun jembatan di atas lembah yang dalam dapat mengurangi kesenjangan pembangunan antarwilayah, serta menghasilkan pembangunan ekonomi, dan meningkatkan aksesibilitas terhadap barang dan jasa.^[352]

Pemanasan global dapat diperburuk oleh pembuatan jembatan baru, karena produksi beton berkontribusi secara signifikan terhadap efek rumah kaca.^[353][as] Walaupun jembatan dapat mendorong ekonomi wilayah sekitarnya, jembatan juga meningkatkan polusi lingkungan secara proporsional.^[353] Korupsi yang endemik di industri konstruksi (termasuk pembangunan jembatan) dapat menimbulkan konsekuensi masyarakat dan ekonomi yang negatif.^[354] Jembatan yang menampung jalan raya dapat mengakibatkan peningkatan tabrakan kendaraan, yang memiliki biaya ekonomi (perawatan medis dan hilangnya produktivitas) rata-rata lebih dari €14.000 untuk setiap kejadian.^[355]

Bunuh diri terkadang dilakukan dengan cara melompat dari jembatan. Metode ini dapat mencapai 20% hingga 70% dari kasus bunuh diri di daerah perkotaan yang memiliki akses ke jembatan tinggi.^[at] Di beberapa wilayah, bunuh diri dengan melompat secara tidak proporsional berdampak pada orang dewasa muda, yang cenderung memiliki kontrol penghambatan yang lebih rendah. Jembatan-jembatan tertentu dapat memperoleh ketenaran buruk dan menarik orang-orang yang sedang mengalami krisis bunuh diri, yang mana hal ini menciptakan siklus umpan balik. Jembatan berisiko tinggi sering kali dipasangi penghalang pencegahan bunuh diri,^[au] yang mana secara dramatis menurunkan tingkat bunuh diri di jembatan tersebut.^[av] Pemasangan penghalang pada jembatan berisiko tinggi umumnya mengurangi tingkat bunuh diri dengan melompat di suatu wilayah, meskipun dalam beberapa kejadian, jembatan lain menjadi penggantinya.^[356]

Profesi teknik sipil – yang mencakup disiplin ilmu pembangunan jembatan – mulai diresmikan pada abad ke-18 ketika sebuah sekolah teknik didirikan di Prancis di dalam badan Corps des Ponts et Chaussées di École de Paris, di bawah arahan Jacques Gabriel.^[357] Pada tahun 1747, sekolah pertama yang didedikasikan untuk pembangunan jembatan didirikan: École Nationale des Ponts et Chausséesyang dipimpin oleh insinyur Prancis Daniel-Charles Trudaine dan Jean-Rodolphe Perronet.^[357] Organisasi profesional pertama yang berfokus pada teknik sipil adalah Institution of Civil Engineers yang didirikan pada tahun 1818 di Inggris, pada awalnya dipimpin oleh Thomas Telford.^[358]

Di era modern, rekayasa jembatan diatur oleh organisasi-organisasi nasional, seperti Dewan Penguji Nasional untuk Teknik dan Survei (AS), Dewan Insinyur Profesional Kanada (Kanada), dan Dewan Teknik (Inggris).^[359] Di banyak negara, insinyur jembatan harus memiliki lisensi atau memenuhi persyaratan pendidikan minimal.^[360] Beberapa negara mewajibkan insinyur untuk lulus ujian kualifikasi, misalnya, di AS para insinyur harus lulus ujian Dasar-Dasar Teknik yang diikuti dengan ujian Prinsip dan Praktik Teknik.^[361] Di Polandia, insinyur jembatan diwajibkan untuk memperoleh sertifikasi dengan mengumpulkan beberapa tahun pengalaman di bawah bimbingan insinyur senior, dan lulus ujian yang diselenggarakan oleh Kamar Insinyur Sipil Polandia.^[362] Kerja sama internasional di bidang teknik difasilitasi oleh Federasi Organisasi Teknik Dunia.^[363]

Dalam mitologi Nordik, jembatan pelangi Bifröst menghubungkan Bumi dengan Asgard.^[364]

Jembatan muncul secara ekstensif dalam seni, legenda, dan sastra, sering kali digunakan sebagai metafora atau simbol pencapaian, rentang hidup, atau pengalaman manusia.^[365] Dalam mitologi Nordik, tempat tinggal para dewa – Asgard – dihubungkan ke bumi oleh Bifröst, sebuah jembatan pelangi.^[364] Banyak jembatan di Eropa dinamai Jembatan Iblis, dan dalam beberapa kasus memiliki cerita rakyat yang menjelaskan mengapa jembatan tersebut dikaitkan dengan iblis.^[366] Legenda Kristen menyebutkan bahwa St. Bénézet mengangkat sebuah batu besar untuk memulai pembangunan jembatan Pont Saint-Bénézet, dan kemudian mendirikan Persaudaraan Pembangun Jembatan yang apokrif.^[367] Jembatan banyak ditampilkan dalam lukisan – sering kali di latar belakang – seperti dalam Mona Lisa.^[368]

Di era modern, jembatan terus menempati posisi penting dalam budaya. Jembatan sering menjadi latar tempat untuk arak-arakan, perayaan, dan prosesi.^[369] Para penulis telah menggunakan jembatan sebagai pusat penceritaan novel, terutama The Bridge on the Drina karya Ivo Andrić dan The Bridge of San Luis Rey karya Thornton Wilder.^[370] Penyair Inggris Philip Larkin, yang terinspirasi oleh pembangunan Jembatan Humber di dekat rumahnya, menulis "Bridge for the Living" pada tahun 1981.^[371] Negara-negara bertetangga telah memilih untuk menetapkan beberapa jembatan bersama sebagai jembatan persahabatan atau jembatan perdamaian.^[372][aw] Pada tahun 1996, Komisi Eropa mengadakan kompetisi untuk memilih karya seni bagi uang kertas euro. Robert Kalina, seorang desainer Austria, memenangkan kompetisi tersebut dengan serangkaian ilustrasi jembatan, yang dipilih karena melambangkan hubungan antarnegara dalam persatuan tersebut dan jalan menuju masa depan.^[373]