橋梁伸縮縫技術(shù)全球?qū)＠治?/h1>
2024-11-12 00:00:00張躍華
江蘇科技信息 2024年20期
摘要：為研究橋梁伸縮縫技術(shù)在全球的專利分布情況，為國(guó)內(nèi)企業(yè)海外專利的布局提供參考，文章基于IncoPat專利數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)近20年全球橋梁伸縮縫技術(shù)專利的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了全面分析。文章分析的內(nèi)容涵蓋了專利申請(qǐng)?jiān)鲩L(zhǎng)趨勢(shì)、技術(shù)領(lǐng)域分布及主要申請(qǐng)人等關(guān)鍵維度。研究發(fā)現(xiàn)，全球橋梁伸縮縫專利申請(qǐng)量整體呈上升趨勢(shì)，尤其在中國(guó)，其申請(qǐng)量顯著領(lǐng)先，反映出國(guó)內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域的研發(fā)熱情及對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的日益重視。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域在海外的專利布局明顯不足，指出中國(guó)企業(yè)需加強(qiáng)在關(guān)鍵國(guó)家的專利布局。
關(guān)鍵詞：橋梁伸縮縫技術(shù)；專利；分析
中圖分類號(hào)：U443 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
作者簡(jiǎn)介：張躍華（1985—），男，助理研究員，碩士研究生；研究方向：專利初步審查分類建筑道橋。
0 引言
橋梁伸縮縫在橋梁工程中扮演著至關(guān)重要的角色，使得橋梁結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)由溫度波動(dòng)、混凝土的收縮和徐變以及車輛荷載等引起的伸縮變化，以保障橋梁的穩(wěn)定性和功能性。在技術(shù)發(fā)展的早期，技術(shù)人員對(duì)伸縮縫技術(shù)的認(rèn)識(shí)存在局限性，對(duì)伸縮縫技術(shù)的實(shí)現(xiàn)能力也有一定限制，橋梁伸縮縫19mWPo2OH3kcnJqP6K3Bfg==的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，通常采用鋼板或木板等材料，以實(shí)現(xiàn)基本的伸縮功能，其應(yīng)用也僅限于小跨度橋梁。
隨著時(shí)代發(fā)展和橋梁工程學(xué)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的橋梁伸縮縫缺點(diǎn)逐漸暴露，已不能滿足現(xiàn)有橋梁對(duì)于伸縮變形的需要，各種經(jīng)過(guò)優(yōu)化和創(chuàng)新的橋梁伸縮縫應(yīng)運(yùn)而生。常用的橋梁伸縮縫多采用鋼材和橡膠制作，主要分為無(wú)縫式、對(duì)接式、鋼制支承式、組合式和模數(shù)式。通過(guò)采用更科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，現(xiàn)代橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)大跨度橋梁的伸縮需求。近年來(lái)，隨著新材料和新技術(shù)的涌現(xiàn)，橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐久性以及成本效益和施工便利性方面都取得了顯著進(jìn)步。這些創(chuàng)新不僅提升了伸縮縫的性能，還促進(jìn)了其在橋梁工程中的廣泛應(yīng)用［1］。
盡管目前對(duì)橋梁伸縮縫的技術(shù)研究已經(jīng)比較深入，但專利視角下的系統(tǒng)性研究尚顯不足。自1985年我國(guó)實(shí)施《中華人民能共和國(guó)專利法》以來(lái)，隨著專利保護(hù)的意識(shí)不斷深入人心，越來(lái)越多的創(chuàng)新主體選擇采用專利形式對(duì)創(chuàng)新成果進(jìn)行保護(hù)。
本文基于IncoPat專利數(shù)據(jù)庫(kù)在對(duì)同族專利進(jìn)行合并且人工篩選后，最終確認(rèn)了約11000項(xiàng)與橋梁伸縮縫技術(shù)相關(guān)的專利。檢索的專利文獻(xiàn)范圍為2023年9月30日前公開的全球?qū)＠墨I(xiàn)，通過(guò)分析過(guò)去20年間全球范圍內(nèi)的橋梁伸縮縫相關(guān)專利，得到橋梁伸縮縫領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)情況，包括申請(qǐng)量的發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)領(lǐng)域的分布情況、專利申請(qǐng)的主要來(lái)源，主要申請(qǐng)人的專利布局以及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有專利技術(shù)布局的深入解析，揭示該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展歷程和研究方向，旨在為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程師獲得有價(jià)值的參考信息，為未來(lái)的技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)布局提供有價(jià)值的指引［2-3］。
1 橋梁伸縮縫技術(shù)全球?qū)＠麘B(tài)勢(shì)分析
近20年來(lái)全球橋梁伸縮縫專利申請(qǐng)的演變趨勢(shì)，如圖1所示。根據(jù)圖1的數(shù)據(jù)可以看出，在2020年之前，全球橋梁伸縮縫的專利申請(qǐng)量總體上呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。以2012年為分界，之前的申請(qǐng)量均穩(wěn)定在每年200件以下；在2012年之后，申請(qǐng)量的增長(zhǎng)速度明顯加快，直至2020年達(dá)到頂峰，當(dāng)年申請(qǐng)量高達(dá)1072件。之后申請(qǐng)量開始呈現(xiàn)逐步減少的趨勢(shì)。值得注意的是，2022—2023年專利申請(qǐng)量的下降可能因?yàn)榻刂翙z索日，一些專利申請(qǐng)尚未公開，這導(dǎo)致了圖1中出現(xiàn)了較為顯著的下降區(qū)間。
2 全球?qū)＠夹g(shù)構(gòu)成來(lái)源分析
全球不同國(guó)家（組織）在橋梁伸縮縫專利技術(shù)領(lǐng)域的公開數(shù)量，如圖2所示。從圖2中數(shù)據(jù)可以看出，中國(guó)、日本和韓國(guó)是該技術(shù)申請(qǐng)的主要來(lái)源國(guó)。中國(guó)在申請(qǐng)量上遙遙領(lǐng)先，達(dá)到6797項(xiàng)，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；緊隨其后的是日本，其申請(qǐng)量為1839項(xiàng)；韓國(guó)則以764項(xiàng)排名第三。這3個(gè)國(guó)家的專利申請(qǐng)總量占到了全球橋梁伸縮縫技術(shù)專利申請(qǐng)的80%以上。中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展極大地推動(dòng)了橋梁伸縮縫技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)，為技術(shù)推廣提供了廣闊的市場(chǎng)空間。而日本，作為一個(gè)地震頻發(fā)的國(guó)家，對(duì)橋梁伸縮縫技術(shù)的研發(fā)具有天然的緊迫性和需求，這是其專利申請(qǐng)量居高的原因之一。此外，德國(guó)作為一個(gè)歷史悠久的工業(yè)強(qiáng)國(guó)，其在橋梁伸縮縫技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)積累同樣不容忽視。通過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，德國(guó)在該領(lǐng)域的早期專利申請(qǐng)占據(jù)了相當(dāng)?shù)谋壤?，顯示了其在該技術(shù)領(lǐng)域的深厚基礎(chǔ)。
3 全球?qū)＠夹g(shù)主要申請(qǐng)人分析
全球橋梁伸縮縫專利技術(shù)領(lǐng)域主要申請(qǐng)人排名中，中國(guó)申請(qǐng)人占據(jù)了前10名中的8席，這一現(xiàn)象突顯了中國(guó)在橋梁伸縮縫技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新能力上的顯著優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)排名第一的申請(qǐng)人是寧波路寶科技實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，該公司專注于橋梁結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)與施工以及橋梁健康運(yùn)營(yíng)的專業(yè)技術(shù)。寧波路寶科技實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司自主研發(fā)的RB單元式多向變位橋梁伸縮裝置技術(shù)，已被應(yīng)用于港珠澳大橋97%的橋梁伸縮縫裝置，彰顯了其在行業(yè)內(nèi)的研發(fā)實(shí)力。在排名前10的申請(qǐng)人中，還有2位來(lái)自日本的申請(qǐng)人，分別是Arai Motonosuke（排名第一）和NITTA KK（排名第四）。NITTA KK業(yè)務(wù)涵蓋了復(fù)合樹脂材料柔性接頭的生產(chǎn)，此類產(chǎn)品在橋梁伸縮縫的應(yīng)用中具有重要作用。
4 主要申請(qǐng)人典型專利介紹
寧波路寶科技實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司的徐速等［4］在CN219604143U中提出了一種橋梁伸縮裝置，包括第一梁體上的跨縫梳齒板和第二梁體上的與跨縫梳齒板精確配合的相應(yīng)梳齒板?？缈p梳齒板的一端固定于第一梁體，第二梳齒板下方設(shè)有梳齒固定板，該固定板與第二梁體頂部的下底板相連，通過(guò)垂直轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)與下底板的旋轉(zhuǎn)連接。這種設(shè)計(jì)允許第二梳齒板所在的橋梁伸縮端部具備水平轉(zhuǎn)動(dòng)的能力。當(dāng)大橋面臨環(huán)境變化、溫度波動(dòng)、重載影響、強(qiáng)風(fēng)、海流、潮汐以及地震等自然因素時(shí)，該伸縮裝置能夠有效防止橋梁損壞，從而增強(qiáng)橋梁的安全性。
單國(guó)珠在CN215405574U提出了一種加強(qiáng)型梳齒式多向變位橋梁伸縮縫裝置。該方案融合了模數(shù)式和梳齒式橋梁伸縮裝置的優(yōu)勢(shì)，在位移系統(tǒng)中引入球形支座，以適應(yīng)伸縮裝置在垂直、水平方向以及復(fù)合扭轉(zhuǎn)方向上的位移要求。通過(guò)增設(shè)阻尼彈簧，有效解決了伸縮裝置位移不均勻的問(wèn)題，提高了其穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)齒板支承梁和支撐鋼的設(shè)計(jì)，為梳齒結(jié)構(gòu)提供了必要的支撐力，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的耐久性，減少了常見故障的發(fā)生。整體結(jié)構(gòu)采用梳齒式結(jié)構(gòu)，結(jié)合科學(xué)的降噪設(shè)計(jì)，有效降低了伸縮裝置在運(yùn)行中的噪聲。該伸縮裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，既可以作為一個(gè)整體進(jìn)行安裝，也可以拆分為多個(gè)模塊進(jìn)行安裝。這種設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程，降低了施工難度，而且在后期的維護(hù)和更換過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)分模塊的快速維修和更換［5］。
福州大學(xué)在CN219280469U中提出了一種適于橋面連續(xù)化的橋梁伸縮縫裝置。通過(guò)在橡膠蓋板內(nèi)部嵌入波形板，該波形板具有沿縱向易于伸縮而豎向難以彎曲的特性，從而為伸縮裝置提供必要的豎向支撐力。通過(guò)在橡膠蓋板上設(shè)置豎向固定管和現(xiàn)澆塊單元的方式，使橡膠蓋板本身良好的彈性得以充分發(fā)揮。在橋梁伸縮縫的兩側(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫連接，在縫隙收縮或擴(kuò)張時(shí)，能夠避免對(duì)瀝青層造成過(guò)度的擠壓或拉扯。通過(guò)在現(xiàn)澆塊單元上設(shè)置豎向固定管，可以對(duì)橡膠蓋板和波形板構(gòu)成的復(fù)合板體進(jìn)行有效的防翹起和防移位控制。這種設(shè)計(jì)不僅優(yōu)化了伸縮裝置的力學(xué)性能，還提高了其在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和耐久性，確保了橋梁伸縮縫處的瀝青層得到妥善保護(hù)，延長(zhǎng)了橋梁的使用壽命［6］。
5 全球橋梁伸縮縫技術(shù)分支發(fā)展趨勢(shì)
近10年全球橋梁伸縮縫技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，如表1所示。從表1中可以看出，橋梁伸縮縫技術(shù)分支中，排名前三位的技術(shù)分支的IPC分類號(hào)大組分別為E01D19、E01C11和E01D21。分類號(hào)E01D19表示橋梁結(jié)構(gòu)零部件，包含有橋梁伸縮縫技術(shù)；分類號(hào)E01C11表示道路鋪面細(xì)部；分類號(hào)E01D21表示用于架設(shè)或裝配橋梁的方法或設(shè)備。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分析可知，橋梁伸縮縫技術(shù)以和“路面鋪面細(xì)部”的關(guān)系最為密切。從本領(lǐng)域的常規(guī)認(rèn)識(shí)來(lái)看，“路橋不分家”，橋梁通常作為道路的一部分或節(jié)點(diǎn)，用以連接道路兩端。道路與橋梁在功能上互補(bǔ)，設(shè)計(jì)和規(guī)劃時(shí)兩者需要協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。在運(yùn)營(yíng)和維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益、適用的法律法規(guī)方面有著許多共同點(diǎn)。此外橋梁伸縮縫技術(shù)以和橋梁建造技術(shù)E01D21之間的緊密聯(lián)系。從申請(qǐng)量的波動(dòng)趨勢(shì)來(lái)看，兩者呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)性，這表明橋梁伸縮縫技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用與建造技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān)。橋梁伸縮縫技術(shù)中新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，使伸縮變形能力大幅提高，而這些新技術(shù)的應(yīng)用要靠先進(jìn)的施工技術(shù)和施工設(shè)備才能應(yīng)用到工程實(shí)踐中，兩者相輔相成。此外，橋梁維修與加固技術(shù)相關(guān)的分類號(hào)E01D22，其專利申請(qǐng)量也與伸縮縫技術(shù)顯示出一定的相關(guān)性，這反映出橋梁伸縮縫技術(shù)在橋梁維修加固領(lǐng)域同樣得到了廣泛的應(yīng)用。這是因?yàn)殡S著橋梁使用年限的增加，現(xiàn)有的伸縮縫不可避免地出現(xiàn)老化，失效等問(wèn)題，這些問(wèn)題也催生了橋梁伸縮縫技術(shù)與維修加固更新等技術(shù)的聯(lián)合研發(fā)應(yīng)用。另外，與橋梁伸縮縫中異物清理相關(guān)的技術(shù)主題的分類號(hào)E01H也出現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)圖里，其專利申請(qǐng)量也在逐漸增加。這表明與橋面清潔技術(shù)主題相關(guān)的領(lǐng)域，也就是利于清潔，不易殘留污物等技術(shù)方向已經(jīng)成為橋梁伸縮縫技術(shù)與其他專利技術(shù)結(jié)合的新焦點(diǎn)，相關(guān)的企業(yè)可以以此為契機(jī)開展相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。
6 全球主要申請(qǐng)人技術(shù)構(gòu)成分布
從全球主要申請(qǐng)人技術(shù)構(gòu)成分布的整體趨勢(shì)來(lái)看，橋梁伸縮縫技術(shù)作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的技術(shù)領(lǐng)域，與其他技術(shù)的交叉融合并不十分普遍。在全球排名前列的申請(qǐng)人中，大多數(shù)的專利申請(qǐng)主要集中在橋梁伸縮縫技術(shù)本身和與其緊密相關(guān)的道路技術(shù)等應(yīng)用領(lǐng)域，與其他周邊技術(shù)領(lǐng)域的結(jié)合明顯偏少。
以日本的申請(qǐng)人Arai Motonosuke為例，其專利申請(qǐng)主要集中在與道路技術(shù)相關(guān)的領(lǐng)域，顯示出其專注于特定技術(shù)領(lǐng)域的深入研究。中國(guó)的公司如上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院，因其強(qiáng)勁的技術(shù)研發(fā)能力，在專利申請(qǐng)上則略微表現(xiàn)出更廣泛的技術(shù)興趣，它們不僅關(guān)注橋梁伸縮縫技術(shù)，還涉足道路、鐵路以及一般建筑物構(gòu)造等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，反映出中國(guó)企業(yè)在技術(shù)多元化和綜合應(yīng)用方面的積極探索。
7 全球主要申請(qǐng)人申請(qǐng)地域分布
在全球主要申請(qǐng)人的地域分布中，可以看出橋梁伸縮縫技術(shù)的專利申請(qǐng)主要集中在各自國(guó)家的本土市場(chǎng)。在申請(qǐng)量排名中，2家位于前列的日本公司不僅在日本本土進(jìn)行了專利布局，還在德國(guó)、法國(guó)以及通過(guò)歐洲專利局（EPO）進(jìn)行了專利申請(qǐng)。這反映出這兩家公司對(duì)于全球化市場(chǎng)有一定的考量。
相較之下，我國(guó)的企業(yè)和個(gè)人在專利申請(qǐng)上主要聚焦于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，即僅在中國(guó)提交了專利申請(qǐng)。這顯示出我國(guó)在技術(shù)全球化布局方面還存在一定的局限性，缺乏“走出去”的主動(dòng)性和勇氣。對(duì)于實(shí)現(xiàn)技術(shù)在全球范圍內(nèi)的布局，仍面臨重大挑戰(zhàn)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的任務(wù)。
8 結(jié)論與建議
（1）從專利申請(qǐng)的趨勢(shì)來(lái)看，全球范圍內(nèi)與橋梁伸縮縫相關(guān)的專利申請(qǐng)數(shù)量顯示出明顯的上升趨勢(shì)。這一現(xiàn)象反映出該行業(yè)的技術(shù)研究和開發(fā)活動(dòng)持續(xù)活躍，同時(shí)表明各國(guó)特別是中國(guó)的研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識(shí)日益增強(qiáng)。
（2）進(jìn)一步觀察專利申請(qǐng)的主體分布，中國(guó)在該領(lǐng)域的申請(qǐng)量位居首位，其數(shù)量遠(yuǎn)超其他國(guó)家，這突顯了國(guó)內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)對(duì)橋梁伸縮縫技術(shù)研究的極高熱情。然而，在中國(guó)的專利申請(qǐng)中，大約僅29%為發(fā)明專利，其余為實(shí)用新型專利。這一比例背后的原因值得深入探討和思考。
（3）在全球化的市場(chǎng)中，專利布局是企業(yè)開拓市場(chǎng)的先導(dǎo)。中國(guó)企業(yè)若想在國(guó)際舞臺(tái)上獲得更廣闊的發(fā)展空間，必須在關(guān)鍵國(guó)家進(jìn)行專利布局，這不僅能夠?yàn)槠髽I(yè)的國(guó)際化戰(zhàn)略提供堅(jiān)實(shí)的法律保障，也是實(shí)現(xiàn)更有效“走出去”戰(zhàn)略的關(guān)鍵一步。
參考文獻(xiàn)
［1］趙衡平.現(xiàn)代橋梁伸縮裝置［M］.北京：人民交通出版社，2008.
［2］李陽(yáng)海，程潮洋，鮑衛(wèi)剛，等.公路橋梁伸縮裝置實(shí)用手冊(cè)［M］.北京：人民交通出版社，2007.
［3］張建康.道路橋梁工程伸縮縫施工技術(shù)研究［J］.智能城市應(yīng)用，2020（7）：53-54.
［4］徐速，徐斌.一種橋梁伸縮裝置：中國(guó)，CN219604143U［P］.2023-08-29.
［5］楊大余，張維維.加強(qiáng)型梳齒式多向變位橋梁伸縮裝置：中國(guó)，CN215405574U［P］.2022-01-04.
［6］吳慶雄，陳榮剛.一種橋面連續(xù)化裝置：CN219280469U［P］.2023-06-30.
（編輯 姚鑫）
Global patent analysis of bridge expansion joint technology
ZHANG Yuehua
（China Patent Technology Development Co.， Ltd.， Beijing 100044，China）
Abstract： To study the global patent distribution of bridge expansion joint technology， and to serve as a reference for the layout of overseas patents， this study is based on the IncoPat patent database to conduct a comprehensive analysis of the global patent development trends in bridge expansion joint technology over the past 20 years. The analysis covers key dimensions such as the growth trend of patent applications， the distribution of technological fields， and the layout of patents by major applicants. The study reveals a general upward trend in global patent applications related to bridge expansion joints， reflecting continuous active research and development in the industry and an increasing awareness of intellectual property protection， especially among Chinese research institutions. The distribution of patent applicants shows that China leads in the field with a significant volume of applications， highlighting the high enthusiasm of domestic enterprises and institutions for research in bridge expansion joint technology. Furthermore， the study emphasizes the importance of patent layout in the global market..
Key words： bridge expansion joint technology; patent; analysis
摘要：為研究橋梁伸縮縫技術(shù)在全球的專利分布情況，為國(guó)內(nèi)企業(yè)海外專利的布局提供參考，文章基于IncoPat專利數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)近20年全球橋梁伸縮縫技術(shù)專利的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了全面分析。文章分析的內(nèi)容涵蓋了專利申請(qǐng)?jiān)鲩L(zhǎng)趨勢(shì)、技術(shù)領(lǐng)域分布及主要申請(qǐng)人等關(guān)鍵維度。研究發(fā)現(xiàn)，全球橋梁伸縮縫專利申請(qǐng)量整體呈上升趨勢(shì)，尤其在中國(guó)，其申請(qǐng)量顯著領(lǐng)先，反映出國(guó)內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域的研發(fā)熱情及對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的日益重視。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域在海外的專利布局明顯不足，指出中國(guó)企業(yè)需加強(qiáng)在關(guān)鍵國(guó)家的專利布局。
關(guān)鍵詞：橋梁伸縮縫技術(shù)；專利；分析
中圖分類號(hào)：U443 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
作者簡(jiǎn)介：張躍華（1985—），男，助理研究員，碩士研究生；研究方向：專利初步審查分類建筑道橋。
0 引言
橋梁伸縮縫在橋梁工程中扮演著至關(guān)重要的角色，使得橋梁結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)由溫度波動(dòng)、混凝土的收縮和徐變以及車輛荷載等引起的伸縮變化，以保障橋梁的穩(wěn)定性和功能性。在技術(shù)發(fā)展的早期，技術(shù)人員對(duì)伸縮縫技術(shù)的認(rèn)識(shí)存在局限性，對(duì)伸縮縫技術(shù)的實(shí)現(xiàn)能力也有一定限制，橋梁伸縮縫19mWPo2OH3kcnJqP6K3Bfg==的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，通常采用鋼板或木板等材料，以實(shí)現(xiàn)基本的伸縮功能，其應(yīng)用也僅限于小跨度橋梁。
隨著時(shí)代發(fā)展和橋梁工程學(xué)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的橋梁伸縮縫缺點(diǎn)逐漸暴露，已不能滿足現(xiàn)有橋梁對(duì)于伸縮變形的需要，各種經(jīng)過(guò)優(yōu)化和創(chuàng)新的橋梁伸縮縫應(yīng)運(yùn)而生。常用的橋梁伸縮縫多采用鋼材和橡膠制作，主要分為無(wú)縫式、對(duì)接式、鋼制支承式、組合式和模數(shù)式。通過(guò)采用更科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，現(xiàn)代橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)大跨度橋梁的伸縮需求。近年來(lái)，隨著新材料和新技術(shù)的涌現(xiàn)，橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐久性以及成本效益和施工便利性方面都取得了顯著進(jìn)步。這些創(chuàng)新不僅提升了伸縮縫的性能，還促進(jìn)了其在橋梁工程中的廣泛應(yīng)用［1］。
盡管目前對(duì)橋梁伸縮縫的技術(shù)研究已經(jīng)比較深入，但專利視角下的系統(tǒng)性研究尚顯不足。自1985年我國(guó)實(shí)施《中華人民能共和國(guó)專利法》以來(lái)，隨著專利保護(hù)的意識(shí)不斷深入人心，越來(lái)越多的創(chuàng)新主體選擇采用專利形式對(duì)創(chuàng)新成果進(jìn)行保護(hù)。
本文基于IncoPat專利數(shù)據(jù)庫(kù)在對(duì)同族專利進(jìn)行合并且人工篩選后，最終確認(rèn)了約11000項(xiàng)與橋梁伸縮縫技術(shù)相關(guān)的專利。檢索的專利文獻(xiàn)范圍為2023年9月30日前公開的全球?qū)＠墨I(xiàn)，通過(guò)分析過(guò)去20年間全球范圍內(nèi)的橋梁伸縮縫相關(guān)專利，得到橋梁伸縮縫領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)情況，包括申請(qǐng)量的發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)領(lǐng)域的分布情況、專利申請(qǐng)的主要來(lái)源，主要申請(qǐng)人的專利布局以及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有專利技術(shù)布局的深入解析，揭示該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展歷程和研究方向，旨在為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程師獲得有價(jià)值的參考信息，為未來(lái)的技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)布局提供有價(jià)值的指引［2-3］。
1 橋梁伸縮縫技術(shù)全球?qū)＠麘B(tài)勢(shì)分析
近20年來(lái)全球橋梁伸縮縫專利申請(qǐng)的演變趨勢(shì)，如圖1所示。根據(jù)圖1的數(shù)據(jù)可以看出，在2020年之前，全球橋梁伸縮縫的專利申請(qǐng)量總體上呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。以2012年為分界，之前的申請(qǐng)量均穩(wěn)定在每年200件以下；在2012年之后，申請(qǐng)量的增長(zhǎng)速度明顯加快，直至2020年達(dá)到頂峰，當(dāng)年申請(qǐng)量高達(dá)1072件。之后申請(qǐng)量開始呈現(xiàn)逐步減少的趨勢(shì)。值得注意的是，2022—2023年專利申請(qǐng)量的下降可能因?yàn)榻刂翙z索日，一些專利申請(qǐng)尚未公開，這導(dǎo)致了圖1中出現(xiàn)了較為顯著的下降區(qū)間。
2 全球?qū)＠夹g(shù)構(gòu)成來(lái)源分析
全球不同國(guó)家（組織）在橋梁伸縮縫專利技術(shù)領(lǐng)域的公開數(shù)量，如圖2所示。從圖2中數(shù)據(jù)可以看出，中國(guó)、日本和韓國(guó)是該技術(shù)申請(qǐng)的主要來(lái)源國(guó)。中國(guó)在申請(qǐng)量上遙遙領(lǐng)先，達(dá)到6797項(xiàng)，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；緊隨其后的是日本，其申請(qǐng)量為1839項(xiàng)；韓國(guó)則以764項(xiàng)排名第三。這3個(gè)國(guó)家的專利申請(qǐng)總量占到了全球橋梁伸縮縫技術(shù)專利申請(qǐng)的80%以上。中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展極大地推動(dòng)了橋梁伸縮縫技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)，為技術(shù)推廣提供了廣闊的市場(chǎng)空間。而日本，作為一個(gè)地震頻發(fā)的國(guó)家，對(duì)橋梁伸縮縫技術(shù)的研發(fā)具有天然的緊迫性和需求，這是其專利申請(qǐng)量居高的原因之一。此外，德國(guó)作為一個(gè)歷史悠久的工業(yè)強(qiáng)國(guó)，其在橋梁伸縮縫技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)積累同樣不容忽視。通過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，德國(guó)在該領(lǐng)域的早期專利申請(qǐng)占據(jù)了相當(dāng)?shù)谋壤?，顯示了其在該技術(shù)領(lǐng)域的深厚基礎(chǔ)。
3 全球?qū)＠夹g(shù)主要申請(qǐng)人分析
全球橋梁伸縮縫專利技術(shù)領(lǐng)域主要申請(qǐng)人排名中，中國(guó)申請(qǐng)人占據(jù)了前10名中的8席，這一現(xiàn)象突顯了中國(guó)在橋梁伸縮縫技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新能力上的顯著優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)排名第一的申請(qǐng)人是寧波路寶科技實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，該公司專注于橋梁結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)與施工以及橋梁健康運(yùn)營(yíng)的專業(yè)技術(shù)。寧波路寶科技實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司自主研發(fā)的RB單元式多向變位橋梁伸縮裝置技術(shù)，已被應(yīng)用于港珠澳大橋97%的橋梁伸縮縫裝置，彰顯了其在行業(yè)內(nèi)的研發(fā)實(shí)力。在排名前10的申請(qǐng)人中，還有2位來(lái)自日本的申請(qǐng)人，分別是Arai Motonosuke（排名第一）和NITTA KK（排名第四）。NITTA KK業(yè)務(wù)涵蓋了復(fù)合樹脂材料柔性接頭的生產(chǎn)，此類產(chǎn)品在橋梁伸縮縫的應(yīng)用中具有重要作用。
4 主要申請(qǐng)人典型專利介紹
寧波路寶科技實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司的徐速等［4］在CN219604143U中提出了一種橋梁伸縮裝置，包括第一梁體上的跨縫梳齒板和第二梁體上的與跨縫梳齒板精確配合的相應(yīng)梳齒板?？缈p梳齒板的一端固定于第一梁體，第二梳齒板下方設(shè)有梳齒固定板，該固定板與第二梁體頂部的下底板相連，通過(guò)垂直轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)與下底板的旋轉(zhuǎn)連接。這種設(shè)計(jì)允許第二梳齒板所在的橋梁伸縮端部具備水平轉(zhuǎn)動(dòng)的能力。當(dāng)大橋面臨環(huán)境變化、溫度波動(dòng)、重載影響、強(qiáng)風(fēng)、海流、潮汐以及地震等自然因素時(shí)，該伸縮裝置能夠有效防止橋梁損壞，從而增強(qiáng)橋梁的安全性。
單國(guó)珠在CN215405574U提出了一種加強(qiáng)型梳齒式多向變位橋梁伸縮縫裝置。該方案融合了模數(shù)式和梳齒式橋梁伸縮裝置的優(yōu)勢(shì)，在位移系統(tǒng)中引入球形支座，以適應(yīng)伸縮裝置在垂直、水平方向以及復(fù)合扭轉(zhuǎn)方向上的位移要求。通過(guò)增設(shè)阻尼彈簧，有效解決了伸縮裝置位移不均勻的問(wèn)題，提高了其穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)齒板支承梁和支撐鋼的設(shè)計(jì)，為梳齒結(jié)構(gòu)提供了必要的支撐力，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的耐久性，減少了常見故障的發(fā)生。整體結(jié)構(gòu)采用梳齒式結(jié)構(gòu)，結(jié)合科學(xué)的降噪設(shè)計(jì)，有效降低了伸縮裝置在運(yùn)行中的噪聲。該伸縮裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，既可以作為一個(gè)整體進(jìn)行安裝，也可以拆分為多個(gè)模塊進(jìn)行安裝。這種設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程，降低了施工難度，而且在后期的維護(hù)和更換過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)分模塊的快速維修和更換［5］。
福州大學(xué)在CN219280469U中提出了一種適于橋面連續(xù)化的橋梁伸縮縫裝置。通過(guò)在橡膠蓋板內(nèi)部嵌入波形板，該波形板具有沿縱向易于伸縮而豎向難以彎曲的特性，從而為伸縮裝置提供必要的豎向支撐力。通過(guò)在橡膠蓋板上設(shè)置豎向固定管和現(xiàn)澆塊單元的方式，使橡膠蓋板本身良好的彈性得以充分發(fā)揮。在橋梁伸縮縫的兩側(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫連接，在縫隙收縮或擴(kuò)張時(shí)，能夠避免對(duì)瀝青層造成過(guò)度的擠壓或拉扯。通過(guò)在現(xiàn)澆塊單元上設(shè)置豎向固定管，可以對(duì)橡膠蓋板和波形板構(gòu)成的復(fù)合板體進(jìn)行有效的防翹起和防移位控制。這種設(shè)計(jì)不僅優(yōu)化了伸縮裝置的力學(xué)性能，還提高了其在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和耐久性，確保了橋梁伸縮縫處的瀝青層得到妥善保護(hù)，延長(zhǎng)了橋梁的使用壽命［6］。
5 全球橋梁伸縮縫技術(shù)分支發(fā)展趨勢(shì)
近10年全球橋梁伸縮縫技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，如表1所示。從表1中可以看出，橋梁伸縮縫技術(shù)分支中，排名前三位的技術(shù)分支的IPC分類號(hào)大組分別為E01D19、E01C11和E01D21。分類號(hào)E01D19表示橋梁結(jié)構(gòu)零部件，包含有橋梁伸縮縫技術(shù)；分類號(hào)E01C11表示道路鋪面細(xì)部；分類號(hào)E01D21表示用于架設(shè)或裝配橋梁的方法或設(shè)備。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分析可知，橋梁伸縮縫技術(shù)以和“路面鋪面細(xì)部”的關(guān)系最為密切。從本領(lǐng)域的常規(guī)認(rèn)識(shí)來(lái)看，“路橋不分家”，橋梁通常作為道路的一部分或節(jié)點(diǎn)，用以連接道路兩端。道路與橋梁在功能上互補(bǔ)，設(shè)計(jì)和規(guī)劃時(shí)兩者需要協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。在運(yùn)營(yíng)和維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益、適用的法律法規(guī)方面有著許多共同點(diǎn)。此外橋梁伸縮縫技術(shù)以和橋梁建造技術(shù)E01D21之間的緊密聯(lián)系。從申請(qǐng)量的波動(dòng)趨勢(shì)來(lái)看，兩者呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)性，這表明橋梁伸縮縫技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用與建造技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān)。橋梁伸縮縫技術(shù)中新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，使伸縮變形能力大幅提高，而這些新技術(shù)的應(yīng)用要靠先進(jìn)的施工技術(shù)和施工設(shè)備才能應(yīng)用到工程實(shí)踐中，兩者相輔相成。此外，橋梁維修與加固技術(shù)相關(guān)的分類號(hào)E01D22，其專利申請(qǐng)量也與伸縮縫技術(shù)顯示出一定的相關(guān)性，這反映出橋梁伸縮縫技術(shù)在橋梁維修加固領(lǐng)域同樣得到了廣泛的應(yīng)用。這是因?yàn)殡S著橋梁使用年限的增加，現(xiàn)有的伸縮縫不可避免地出現(xiàn)老化，失效等問(wèn)題，這些問(wèn)題也催生了橋梁伸縮縫技術(shù)與維修加固更新等技術(shù)的聯(lián)合研發(fā)應(yīng)用。另外，與橋梁伸縮縫中異物清理相關(guān)的技術(shù)主題的分類號(hào)E01H也出現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)圖里，其專利申請(qǐng)量也在逐漸增加。這表明與橋面清潔技術(shù)主題相關(guān)的領(lǐng)域，也就是利于清潔，不易殘留污物等技術(shù)方向已經(jīng)成為橋梁伸縮縫技術(shù)與其他專利技術(shù)結(jié)合的新焦點(diǎn)，相關(guān)的企業(yè)可以以此為契機(jī)開展相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。
6 全球主要申請(qǐng)人技術(shù)構(gòu)成分布
從全球主要申請(qǐng)人技術(shù)構(gòu)成分布的整體趨勢(shì)來(lái)看，橋梁伸縮縫技術(shù)作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的技術(shù)領(lǐng)域，與其他技術(shù)的交叉融合并不十分普遍。在全球排名前列的申請(qǐng)人中，大多數(shù)的專利申請(qǐng)主要集中在橋梁伸縮縫技術(shù)本身和與其緊密相關(guān)的道路技術(shù)等應(yīng)用領(lǐng)域，與其他周邊技術(shù)領(lǐng)域的結(jié)合明顯偏少。
以日本的申請(qǐng)人Arai Motonosuke為例，其專利申請(qǐng)主要集中在與道路技術(shù)相關(guān)的領(lǐng)域，顯示出其專注于特定技術(shù)領(lǐng)域的深入研究。中國(guó)的公司如上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院，因其強(qiáng)勁的技術(shù)研發(fā)能力，在專利申請(qǐng)上則略微表現(xiàn)出更廣泛的技術(shù)興趣，它們不僅關(guān)注橋梁伸縮縫技術(shù)，還涉足道路、鐵路以及一般建筑物構(gòu)造等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，反映出中國(guó)企業(yè)在技術(shù)多元化和綜合應(yīng)用方面的積極探索。
7 全球主要申請(qǐng)人申請(qǐng)地域分布
在全球主要申請(qǐng)人的地域分布中，可以看出橋梁伸縮縫技術(shù)的專利申請(qǐng)主要集中在各自國(guó)家的本土市場(chǎng)。在申請(qǐng)量排名中，2家位于前列的日本公司不僅在日本本土進(jìn)行了專利布局，還在德國(guó)、法國(guó)以及通過(guò)歐洲專利局（EPO）進(jìn)行了專利申請(qǐng)。這反映出這兩家公司對(duì)于全球化市場(chǎng)有一定的考量。
相較之下，我國(guó)的企業(yè)和個(gè)人在專利申請(qǐng)上主要聚焦于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，即僅在中國(guó)提交了專利申請(qǐng)。這顯示出我國(guó)在技術(shù)全球化布局方面還存在一定的局限性，缺乏“走出去”的主動(dòng)性和勇氣。對(duì)于實(shí)現(xiàn)技術(shù)在全球范圍內(nèi)的布局，仍面臨重大挑戰(zhàn)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的任務(wù)。
8 結(jié)論與建議
（1）從專利申請(qǐng)的趨勢(shì)來(lái)看，全球范圍內(nèi)與橋梁伸縮縫相關(guān)的專利申請(qǐng)數(shù)量顯示出明顯的上升趨勢(shì)。這一現(xiàn)象反映出該行業(yè)的技術(shù)研究和開發(fā)活動(dòng)持續(xù)活躍，同時(shí)表明各國(guó)特別是中國(guó)的研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識(shí)日益增強(qiáng)。
（2）進(jìn)一步觀察專利申請(qǐng)的主體分布，中國(guó)在該領(lǐng)域的申請(qǐng)量位居首位，其數(shù)量遠(yuǎn)超其他國(guó)家，這突顯了國(guó)內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)對(duì)橋梁伸縮縫技術(shù)研究的極高熱情。然而，在中國(guó)的專利申請(qǐng)中，大約僅29%為發(fā)明專利，其余為實(shí)用新型專利。這一比例背后的原因值得深入探討和思考。
（3）在全球化的市場(chǎng)中，專利布局是企業(yè)開拓市場(chǎng)的先導(dǎo)。中國(guó)企業(yè)若想在國(guó)際舞臺(tái)上獲得更廣闊的發(fā)展空間，必須在關(guān)鍵國(guó)家進(jìn)行專利布局，這不僅能夠?yàn)槠髽I(yè)的國(guó)際化戰(zhàn)略提供堅(jiān)實(shí)的法律保障，也是實(shí)現(xiàn)更有效“走出去”戰(zhàn)略的關(guān)鍵一步。
參考文獻(xiàn)
［1］趙衡平.現(xiàn)代橋梁伸縮裝置［M］.北京：人民交通出版社，2008.
［2］李陽(yáng)海，程潮洋，鮑衛(wèi)剛，等.公路橋梁伸縮裝置實(shí)用手冊(cè)［M］.北京：人民交通出版社，2007.
［3］張建康.道路橋梁工程伸縮縫施工技術(shù)研究［J］.智能城市應(yīng)用，2020（7）：53-54.
［4］徐速，徐斌.一種橋梁伸縮裝置：中國(guó)，CN219604143U［P］.2023-08-29.
［5］楊大余，張維維.加強(qiáng)型梳齒式多向變位橋梁伸縮裝置：中國(guó)，CN215405574U［P］.2022-01-04.
［6］吳慶雄，陳榮剛.一種橋面連續(xù)化裝置：CN219280469U［P］.2023-06-30.
（編輯 姚鑫）
Global patent analysis of bridge expansion joint technology
ZHANG Yuehua
（China Patent Technology Development Co.， Ltd.， Beijing 100044，China）
Abstract： To study the global patent distribution of bridge expansion joint technology， and to serve as a reference for the layout of overseas patents， this study is based on the IncoPat patent database to conduct a comprehensive analysis of the global patent development trends in bridge expansion joint technology over the past 20 years. The analysis covers key dimensions such as the growth trend of patent applications， the distribution of technological fields， and the layout of patents by major applicants. The study reveals a general upward trend in global patent applications related to bridge expansion joints， reflecting continuous active research and development in the industry and an increasing awareness of intellectual property protection， especially among Chinese research institutions. The distribution of patent applicants shows that China leads in the field with a significant volume of applications， highlighting the high enthusiasm of domestic enterprises and institutions for research in bridge expansion joint technology. Furthermore， the study emphasizes the importance of patent layout in the global market..
Key words： bridge expansion joint technology; patent; analysis
