梁桥的上部结构在预制拼装方面起步比较早，主梁的预制拼装技术相对下部结构来说已经比较成熟了。根据拼装施工时主梁的整体性状态，主梁拼装可以分成整孔架设和预制节段梁施工这两种类型。整孔架设呢，就是在桥位附近预制一整跨的梁结构，然后通过架桥机或者顶推施工法把预制好的梁移到已经施工完成的桥梁墩台的设计位置上。

顶推施工的预制场地在桥台后侧的路桥过渡段。要是用架桥机方式施工，为了满足整跨梁体运输的需要，梁体预制场地一般也得在桥位附近。预制节段拼装工艺主要用在箱梁结构上，把整跨的箱梁在纵向上分成若干个节段。各个节段在工厂里预制好、养护完再运输到桥位处，接着用临时支撑、架桥机、吊机这些施工工具把各个梁段拼接起来，最后通过预应力把各个梁段连接好。在连续梁施工中一般用平衡悬臂法，简支梁一般用整孔架设法。和整孔架设比起来，预制节段可以把单节梁段设计成 2 米到 4 米比较小的长度，所以对运输条件的要求更低。而且，预制节段拼装梁桥的收缩徐变也更容易控制，现在它在市政桥梁工程和交通条件比较好的公路桥梁工程里已经有很广泛的应用了。

预制节段拼装工艺的节段间连接方式可以用混凝土或者干性砂浆，也就是湿接缝的形式，也可以用环氧树脂胶接，甚至可以采用接缝不设连接料的干接缝直接连接。另外，预制节段拼装技术除了能用于各种跨度的梁桥，还能在拱桥里应用，或者采用斜拉索拼装应用到斜拉桥的设计施工里。前面提到的荷兰埃因霍芬理工大学和荷兰某建筑公司合作打印完成的 8 米长钢筋预应力混凝土步行桥，就是混凝土 3D 打印技术和上部结构预制节段拼装技术结合的成果。