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Dans le domaine de la construction et de l'ingénierie, une poutre caisson, ou poutre-caisson creuse ou poutre creuse est une poutre dont la forme en section transversale (de) renferme une cavité, contrairement à une poutre à âme pleine. La forme en section transversale confère à la structure de support une grande stabilité, semblable à celle d'un tube ou d'un tuyau. Les poutres-caisson sont utilisées pour la superstructure des pont à poutres, appelés « ponts en poutre-caisson », ainsi que pour l'arc de certains ponts en arc ; ils peuvent être utilisées pour d'autres structures. Les composants verticaux à âme creuse, tels que les grands piliers de pont, ne sont pas appelés poutres creuses, mais plutôt « composants à section creuse ».