桥梁伸缩缝技术中国专利分析.pdf

-33-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2024中国科技信息 2024 年第 3 期专利分析桥梁伸缩缝概述桥梁伸缩缝是桥梁工程中的重要组成部分，其主要作用是适应桥梁因温度变化、混凝土收缩徐变以及车辆荷载等因素引起的伸缩变形，以确保桥梁的安全和正常使用。现代的桥梁伸缩缝有多种分类方式，按照伸缩性能的不同，可以分为钢板式伸缩缝、橡胶式伸缩缝、梳齿板式伸缩缝和填充式伸缩缝。钢板式伸缩缝：钢板式伸缩缝是一种常用的伸缩缝形式，主要由钢板、橡胶密封条和锚固系统等组成。它具有结构简单、施工方便、价格适中等优点，适用于中小跨径的桥梁。橡胶式伸缩缝：橡胶式伸缩缝是一种新型的伸缩缝形式，主要由橡胶密封带和锚固系统等组成。它具有伸缩量大、防水性能好、使用寿命长等优点，适用于大跨径的桥梁和特殊要求的桥梁。梳齿板式伸缩缝：梳齿板式伸缩缝是一种具有较大伸缩量的伸缩缝形式，主要由梳齿板、橡胶密封条和锚固系统等组成。它具有结构紧凑、伸缩量大、防水性能好等优点，适用于大跨径的桥梁和特殊要求的桥梁。这种伸缩缝具有较好的适应变形能力，能够承受较大的荷载。填充式伸缩缝：填充式伸缩缝是一种常用的伸缩缝形式，主要由填充材料、橡胶密封条和锚固系统等组成。它具有施工简便、价格适中等优点，适用于中小跨径的桥梁。填充材料通常采用聚苯乙烯泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料等。伸缩缝按照应用的具体位置，可以分为公路桥梁用伸缩缝、城市立交桥用伸缩缝、铁路桥梁用伸缩缝和特征桥梁用伸缩缝。公路桥梁：公路桥梁是伸缩缝的主要应用领域之一。在公路桥梁中，伸缩缝的设置对于确保桥梁的安全和正常使用具有重要意义。根据桥梁的结构形式和荷载要求，选择合适的伸缩缝形式和材料是关键。城市立交桥：城市立交桥是城市交通的重要组成部分，其伸缩缝的设置对于确保交通畅通具有重要意义。在城市立交桥中，通常采用橡胶式或梳齿板式伸缩缝，以满足大跨径和特殊要求的需要。铁路桥梁：铁路桥梁是铁路运输的基础设施之一，其伸缩缝的设置对于确保铁路的安全和正常运行具有重要意义。在铁路桥梁中，通常采用具有较高强度和耐久性的钢板式或橡胶式伸缩缝。特种结构桥梁：特种结构桥梁如斜拉桥、悬索桥等，其结构形式和受力特点与普通桥梁存在较大差异，因此其伸缩缝的设置也需要根据具体情况进行特殊设计。通常采用具有较高适应变形能力和耐久性的梳齿板式或填充式伸缩缝。目前对于桥梁伸缩缝的技术研究较为充分，但尚未检索到从专利视角对这一概念进行研究的论文。本文旨在通过分析近 20 年来桥梁伸缩缝这一技术分支的中国专利，了解其行业曲线开放度创新度生态度检索量持续度可替代度影响力行业关联度桥梁伸缩缝技术中国专利分析张跃华 李慧杰张跃华1 李慧杰2（等同第一作者）1.中国专利技术开发公司2.国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心张跃华（1985），硕士，助理研究员，研究方向：建筑道桥领域专利分类工作。李慧杰（1985），女，硕士，高级知识产权师，研究方向：重工机械领域审查工作。中国科技信息 2024 年第 3 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2024-34-专利分析技术发展过程及研究改进趋势，为未来的技术布局提供参考。本文基于 IncoPat 专利数据库，主要关注近 20 年中国专利发展趋势，限定检索范围为截止到 2023 年 9 月 30 日公开的全球专利数据。专利数量是表征专利技术的重要参数，通过专利数量的统计结果，不仅可以了解过往的技术发展脉络，而且能够在一定程度上给出技术研发的未来走向，可以为研发工作的方向和市场决策提供智力支持。本文对桥梁伸缩缝的中国专利申请态势进行了分析，从专利申请趋势、专利主要申请人和专利有效性等方面，在深入剖析现有专利技术布局现状的基础上，为未来的技术发展演进方向和专利布局提供一定的理论参考。中国专利申请趋势及申请类型分布由图 1 可知，在 2020 年之前，中国桥梁伸缩缝技术专利申请稳步提升，以 2015 年、2017 年和 2020 年增长率最为明显，到 2020 年达到申请量的峰值 1 015 件，一方面说明伴随着我国基础建设的发展和国家政策的支持，使得该领域的研发和应用水平逐渐增长，另一方面，我国技术研发人员和管理人员对知识产权的重视程度的提升使得专利申请量有了稳步的提升。专利申请量在 2020 年之后出现小幅下降，需要说明的是，2022 年以后的部分专利申请尚未公开，是造成 2022 年以后图中曲线呈现有下降段的一个原因。从中国专利申请的类型分布来看，实用新型专利接近60%，这与桥梁伸缩缝技术以其形状和构造为主要特征是分不开的。相对发明专利，实用新型的授权周期短，这对于研发单位或企业在某些工程上的应用是至关重要的，有利于企业或科研单位快速将科技成果转化为工业产品，转化到工程应用上。当然实用新型专利因为制度限制，导致其保护期仅有 10 年。这就需要企业或研发单位根据技术的特点和迭代速度，选择适合该技术的专利类型来申请，从而最大限度地使专利技术得到保护。中国专利申请人排名、申请人类型及各省市排名情况桥梁伸缩缝技术在中国的申请量排名如图 3 所示，其中宁波路宝科技实业集团有限公司以 104 项的申请量排名第一，其主业为桥梁伸缩装置、桥梁支座等构件的生产、施工，桥梁健康运营等相关业务。路宝集团是宁波单项冠军企业，自主研发的 RB 单元式多向变位桥梁伸缩装置和 ECO 改性聚氨酯桥面铺装系统打破国外垄断，有效破解我国桥梁领域长期受制于人的“卡脖子”问题。举世瞩目的港珠澳大桥，桥上 97%的桥梁伸缩缝装置由宁波路宝科技实业集团有限公司设计生产。宁波路宝科技实业集团有限公司曾在 2010年获得“中国专利金奖”。从图 3 中也可看出，宁波路宝在桥梁伸缩缝这一细分领域有着强劲的研发能力和技术实力。勘察设计单位中铁第四勘察设计院集团有限公司在桥梁伸缩缝技术上拥有 82 项申请，作为综合设计甲级单位，其研发能力不容小觑，体现在不仅创造了铁路项目工程勘察类的多个第一，而且主编了多个技术标准、规范。申请量排名处于前 10 位的有两个自然人，分别是单国珠和徐斌，申请量分别为 68 件和 39 件。结合图 4 桥梁伸缩缝中国申请人类型分布来看，64%的申请人为企业，远高于大专院校的 9%和科研院所的 2%。一方面说明桥梁伸缩缝技术商业化应用较其他领域更多，使得企业对于专利技术的研发和保护有着很强的原动力，另一方面也说明相关企业研发能力强，对于自身创新的保护意愿较为强烈。从桥梁伸缩缝中国专利申请各省市排名来看，河北省以1 000 项的申请量稳居第一，比排名第二的江苏省多了将近400 项。结合图 6 的中国各省市排名来看，河北省的衡水市以 812 件的申请量遥遥领先于其他地市，是第二名成都市的申请量的两倍还多。究其原因，河北省有衡水中铁建工程橡图 4 桥梁伸缩缝中国申请人类型分布图 3 桥梁伸缩缝中国专利申请人排名图 2 桥梁伸缩缝中国专利类型分布图 1 桥梁伸缩缝中国专利申请量趋势-35-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2024中国科技信息 2024 年第 3 期专利分析胶有限责任公司，衡水双盛工程橡胶有限公司这样的企业，其主要生产、研发各类桥梁支座、可用于桥梁伸缩缝的橡胶制品等，与多家高校、科研单位等合作，生产多种通用、专用桥梁伸缩缝产品，生产能力、研发实力和知识产权的重视程度使得其在专利申请量和授权量上一骑绝尘。国内申请量排名第二的江苏省，有 621 项专利，主要申请人有江苏平山交通设施有限公司，南京毛勒工程材料有限公司和苏交科集团股份有限公司等；其次是山东，济南城建集团有限公司和山东交通学院构成了其主要申请人。中国专利的有效性、法律状态及专利维持年限图 7 展示了桥梁伸缩缝中国专利有效性示意图，从中看出，桥梁伸缩缝技术有效专利可达 55%，说明超过一半的授权专利相关的技术仍处于有价值的状态。通过对相关技术的有效性的了解，可以对企业的商业决策、技术研发和知识产权保护策略提供有价值的参考依据。桥梁伸缩缝中国专利法律状态如图 8 所示。可以看出，处于授权状态的专利占比为 55%；处于实质审查阶段的专利占比为 11%，撤回的专利占比为 4%，驳回的专利占比为3%。从专利的总体法律状态上看，授权率超过了 50%，但经进一步统计发现，在全部已授权案件中，实用新型授权率约为 85%，发明授权率仅为约 15%，因此，综合计算发明授权率约为 8%。考虑到实用新型未经实审，其法律稳定性不太乐观的情况，桥梁伸缩缝专利的质量尚有待提高。值得注意的是，在法律状态的统计中，尚存在 22%的专利为未缴年费的状态，经进一步统计发现，其中约 90%为实用新型专利，说明专利权人认为这些专利没有相应的市场价值或商业前景较为暗淡而放弃缴费维持。桥梁伸缩缝中国专利维持年限如图 9 所示。可以看出，大量的专利维持时间在 10 年内，维持时间超过 10 年的专利整体占比较少，而且随着维持年限的增长，专利数量呈现下降图 9 桥梁伸缩缝中国专利维持年限图 8 桥梁伸缩缝中国专利法律状态图 7 桥梁伸缩缝中国专利有效性的趋势。以上分布趋势结合其他指标说明，现有的尚在维持的专利中，以实用新型专利为主，发明专利较少，这与实用新型授权周期较短，创造性要求较低有关，同时也与企业的研发应用周期有关。一般来说，新技术的研发往往是从实际工程的困难中产生的，而因工程项目周期的问题，又迫切需要尽快将研发成果用于实际工程，这样申请实用新型专利对于研发企业和应用企业来说都有好处，能够取得“短、平、快”的效果。但是相对来说，实用新型专利的保护周期较短，仅有 10 年，而且因其未经实质审查，权利稳定性往往较差，容易被同行模仿。结语根据上述对 20042023 年桥梁伸缩缝相关专利的统计分析，该技术发展状况的主要结论如下：（1）从专利申请趋势上来看，桥梁伸缩缝相关专利的申请数量整体上呈现增长态势。（2）从专利申请地域和申请人分布来看，河北省特别是衡水市占有较高比例，其中申请主体又以企业为最多，体现了这些企业强劲的研发能力和知识产权保护意识。（3）从法律状态分析来看，处于授权保护的发明专利占比较低，未缴年费的实用新型专利占比较高，表明专利质量尚待提高。（4）从申请类型上来看，发明专利占比尚有提升的空间，这样无论对于专利技术保护的周期，权利要求的稳定性，或专利保护的范围来说，都是有好处的。图 6 桥梁伸缩缝中国专利各地市排名图 5 桥梁伸缩缝中国专利各省市排名