桥梁伸缩缝技术全球专利分析

摘要：为研究桥梁伸缩缝技术在全球的专利分布情况，为国内企业海外专利的布局提供参考，文章基于IncoPat专利数据库，对近20年全球桥梁伸缩缝技术专利的发展趋势进行了全面分析。文章分析的内容涵盖了专利申请增长趋势、技术领域分布及主要申请人等关键维度。研究发现，全球桥梁伸缩缝专利申请量整体呈上升趋势，尤其在中国，其申请量显著领先，反映出国内企业和研究机构在该领域的研发热情及对知识产权保护的日益重视。同时，发现该领域在海外的专利布局明显不足，指出中国企业需加强在关键国家的专利布局。

关键词：桥梁伸缩缝技术；专利；分析

中图分类号：U443 文献标志码：A

作者简介：张跃华（1985—），男，助理研究员，硕士研究生；研究方向：专利初步审查分类建筑道桥。

0 引言

桥梁伸缩缝在桥梁工程中扮演着至关重要的角色，使得桥梁结构能够适应由温度波动、混凝土的收缩和徐变以及车辆荷载等引起的伸缩变化，以保障桥梁的稳定性和功能性。在技术发展的早期，技术人员对伸缩缝技术的认识存在局限性，对伸缩缝技术的实现能力也有一定限制，桥梁伸缩缝19mWPo2OH3kcnJqP6K3Bfg==的设计相对简单，通常采用钢板或木板等材料，以实现基本的伸缩功能，其应用也仅限于小跨度桥梁。

随着时代发展和桥梁工程学的不断进步，传统的桥梁伸缩缝缺点逐渐暴露，已不能满足现有桥梁对于伸缩变形的需要，各种经过优化和创新的桥梁伸缩缝应运而生。常用的桥梁伸缩缝多采用钢材和橡胶制作，主要分为无缝式、对接式、钢制支承式、组合式和模数式。通过采用更科学的结构设计，现代桥梁伸缩缝结构能够适应大跨度桥梁的伸缩需求。近年来，随着新材料和新技术的涌现，桥梁伸缩缝的设计在结构稳定性、耐久性以及成本效益和施工便利性方面都取得了显著进步。这些创新不仅提升了伸缩缝的性能，还促进了其在桥梁工程中的广泛应用［1］。

尽管目前对桥梁伸缩缝的技术研究已经比较深入，但专利视角下的系统性研究尚显不足。自1985年我国实施《中华人民能共和国专利法》以来，随着专利保护的意识不断深入人心，越来越多的创新主体选择采用专利形式对创新成果进行保护。

本文基于IncoPat专利数据库在对同族专利进行合并且人工筛选后，最终确认了约11000项与桥梁伸缩缝技术相关的专利。检索的专利文献范围为2023年9月30日前公开的全球专利文献，通过分析过去20年间全球范围内的桥梁伸缩缝相关专利，得到桥梁伸缩缝领域的全球专利申请情况，包括申请量的发展趋势、技术领域的分布情况、专利申请的主要来源，主要申请人的专利布局以及技术发展趋势等。通过对现有专利技术布局的深入解析，揭示该技术领域的发展历程和研究方向，旨在为相关领域的研究人员和工程师获得有价值的参考信息，为未来的技术发展和市场布局提供有价值的指引［2-3］。

1 桥梁伸缩缝技术全球专利态势分析

近20年来全球桥梁伸缩缝专利申请的演变趋势，如图1所示。根据图1的数据可以看出，在2020年之前，全球桥梁伸缩缝的专利申请量总体上呈现出稳定增长的态势。以2012年为分界，之前的申请量均稳定在每年200件以下；在2012年之后，申请量的增长速度明显加快，直至2020年达到顶峰，当年申请量高达1072件。之后申请量开始呈现逐步减少的趋势。值得注意的是，2022—2023年专利申请量的下降可能因为截至检索日，一些专利申请尚未公开，这导致了图1中出现了较为显著的下降区间。

2 全球专利技术构成来源分析

全球不同国家（组织）在桥梁伸缩缝专利技术领域的公开数量，如图2所示。从图2中数据可以看出，中国、日本和韩国是该技术申请的主要来源国。中国在申请量上遥遥领先，达到6797项，占绝对优势；紧随其后的是日本，其申请量为1839项；韩国则以764项排名第三。这3个国家的专利申请总量占到了全球桥梁伸缩缝技术专利申请的80%以上。中国基础设施建设市场的蓬勃发展极大地推动了桥梁伸缩缝技术的应用和研发，为技术推广提供了广阔的市场空间。而日本，作为一个地震频发的国家，对桥梁伸缩缝技术的研发具有天然的紧迫性和需求，这是其专利申请量居高的原因之一。此外，德国作为一个历史悠久的工业强国，其在桥梁伸缩缝技术领域的技术积累同样不容忽视。通过检索发现，德国在该领域的早期专利申请占据了相当的比例，显示了其在该技术领域的深厚基础。

3 全球专利技术主要申请人分析

全球桥梁伸缩缝专利技术领域主要申请人排名中，中国申请人占据了前10名中的8席，这一现象突显了中国在桥梁伸缩缝技术研发和创新能力上的显著优势。国内排名第一的申请人是宁波路宝科技实业集团有限公司，该公司专注于桥梁结构件的生产与施工以及桥梁健康运营的专业技术。宁波路宝科技实业集团有限公司自主研发的RB单元式多向变位桥梁伸缩装置技术，已被应用于港珠澳大桥97%的桥梁伸缩缝装置，彰显了其在行业内的研发实力。在排名前10的申请人中，还有2位来自日本的申请人，分别是Arai Motonosuke（排名第一）和NITTA KK（排名第四）。NITTA KK业务涵盖了复合树脂材料柔性接头的生产，此类产品在桥梁伸缩缝的应用中具有重要作用。

4 主要申请人典型专利介绍

宁波路宝科技实业集团有限公司的徐速等［4］在CN219604143U中提出了一种桥梁伸缩装置，包括第一梁体上的跨缝梳齿板和第二梁体上的与跨缝梳齿板精确配合的相应梳齿板。跨缝梳齿板的一端固定于第一梁体，第二梳齿板下方设有梳齿固定板，该固定板与第二梁体顶部的下底板相连，通过垂直转轴实现与下底板的旋转连接。这种设计允许第二梳齿板所在的桥梁伸缩端部具备水平转动的能力。当大桥面临环境变化、温度波动、重载影响、强风、海流、潮汐以及地震等自然因素时，该伸缩装置能够有效防止桥梁损坏，从而增强桥梁的安全性。

单国珠在CN215405574U提出了一种加强型梳齿式多向变位桥梁伸缩缝装置。该方案融合了模数式和梳齿式桥梁伸缩装置的优势，在位移系统中引入球形支座，以适应伸缩装置在垂直、水平方向以及复合扭转方向上的位移要求。通过增设阻尼弹簧，有效解决了伸缩装置位移不均匀的问题，提高了其稳定性。通过对齿板支承梁和支撑钢的设计，为梳齿结构提供了必要的支撑力，增强了结构的耐久性，减少了常见故障的发生。整体结构采用梳齿式结构，结合科学的降噪设计，有效降低了伸缩装置在运行中的噪声。该伸缩装置采用模块化设计，既可以作为一个整体进行安装，也可以拆分为多个模块进行安装。这种设计不仅简化了生产和运输过程，降低了施工难度，而且在后期的维护和更换过程中，可以实现分模块的快速维修和更换［5］。

福州大学在CN219280469U中提出了一种适于桥面连续化的桥梁伸缩缝装置。通过在橡胶盖板内部嵌入波形板，该波形板具有沿纵向易于伸缩而竖向难以弯曲的特性，从而为伸缩装置提供必要的竖向支撑力。通过在橡胶盖板上设置竖向固定管和现浇块单元的方式，使橡胶盖板本身良好的弹性得以充分发挥。在桥梁伸缩缝的两侧能够实现无缝连接，在缝隙收缩或扩张时，能够避免对沥青层造成过度的挤压或拉扯。通过在现浇块单元上设置竖向固定管，可以对橡胶盖板和波形板构成的复合板体进行有效的防翘起和防移位控制。这种设计不仅优化了伸缩装置的力学性能，还提高了其在实际应用中的稳定性和耐久性，确保了桥梁伸缩缝处的沥青层得到妥善保护，延长了桥梁的使用寿命［6］。

5 全球桥梁伸缩缝技术分支发展趋势

近10年全球桥梁伸缩缝技术发展趋势，如表1所示。从表1中可以看出，桥梁伸缩缝技术分支中，排名前三位的技术分支的IPC分类号大组分别为E01D19、E01C11和E01D21。分类号E01D19表示桥梁结构零部件，包含有桥梁伸缩缝技术；分类号E01C11表示道路铺面细部；分类号E01D21表示用于架设或装配桥梁的方法或设备。经过进一步分析可知，桥梁伸缩缝技术以和“路面铺面细部”的关系最为密切。从本领域的常规认识来看，“路桥不分家”，桥梁通常作为道路的一部分或节点，用以连接道路两端。道路与桥梁在功能上互补，设计和规划时两者需要协调设计。在运营和维护、经济和社会效益、适用的法律法规方面有着许多共同点。此外桥梁伸缩缝技术以和桥梁建造技术E01D21之间的紧密联系。从申请量的波动趋势来看，两者呈现出明显的正相关性，这表明桥梁伸缩缝技术的发展和应用与建造技术的进步密切相关。桥梁伸缩缝技术中新材料和新技术的应用，使伸缩变形能力大幅提高，而这些新技术的应用要靠先进的施工技术和施工设备才能应用到工程实践中，两者相辅相成。此外，桥梁维修与加固技术相关的分类号E01D22，其专利申请量也与伸缩缝技术显示出一定的相关性，这反映出桥梁伸缩缝技术在桥梁维修加固领域同样得到了广泛的应用。这是因为随着桥梁使用年限的增加，现有的伸缩缝不可避免地出现老化，失效等问题，这些问题也催生了桥梁伸缩缝技术与维修加固更新等技术的联合研发应用。另外，与桥梁伸缩缝中异物清理相关的技术主题的分类号E01H也出现在技术发展趋势图里，其专利申请量也在逐渐增加。这表明与桥面清洁技术主题相关的领域，也就是利于清洁，不易残留污物等技术方向已经成为桥梁伸缩缝技术与其他专利技术结合的新焦点，相关的企业可以以此为契机开展相关技术的研发。

6 全球主要申请人技术构成分布

从全球主要申请人技术构成分布的整体趋势来看，桥梁伸缩缝技术作为一个相对独立的技术领域，与其他技术的交叉融合并不十分普遍。在全球排名前列的申请人中，大多数的专利申请主要集中在桥梁伸缩缝技术本身和与其紧密相关的道路技术等应用领域，与其他周边技术领域的结合明显偏少。

以日本的申请人Arai Motonosuke为例，其专利申请主要集中在与道路技术相关的领域，显示出其专注于特定技术领域的深入研究。中国的公司如上海市政工程设计研究总院，因其强劲的技术研发能力，在专利申请上则略微表现出更广泛的技术兴趣，它们不仅关注桥梁伸缩缝技术，还涉足道路、铁路以及一般建筑物构造等相关技术领域，反映出中国企业在技术多元化和综合应用方面的积极探索。

7 全球主要申请人申请地域分布

在全球主要申请人的地域分布中，可以看出桥梁伸缩缝技术的专利申请主要集中在各自国家的本土市场。在申请量排名中，2家位于前列的日本公司不仅在日本本土进行了专利布局，还在德国、法国以及通过欧洲专利局（EPO）进行了专利申请。这反映出这两家公司对于全球化市场有一定的考量。

相较之下，我国的企业和个人在专利申请上主要聚焦于国内市场，即仅在中国提交了专利申请。这显示出我国在技术全球化布局方面还存在一定的局限性，缺乏“走出去”的主动性和勇气。对于实现技术在全球范围内的布局，仍面临重大挑战和长远的任务。

8 结论与建议

（1）从专利申请的趋势来看，全球范围内与桥梁伸缩缝相关的专利申请数量显示出明显的上升趋势。这一现象反映出该行业的技术研究和开发活动持续活跃，同时表明各国特别是中国的研发机构对知识产权的保护意识日益增强。

（2）进一步观察专利申请的主体分布，中国在该领域的申请量位居首位，其数量远超其他国家，这突显了国内企业和研究机构对桥梁伸缩缝技术研究的极高热情。然而，在中国的专利申请中，大约仅29%为发明专利，其余为实用新型专利。这一比例背后的原因值得深入探讨和思考。

（3）在全球化的市场中，专利布局是企业开拓市场的先导。中国企业若想在国际舞台上获得更广阔的发展空间，必须在关键国家进行专利布局，这不仅能够为企业的国际化战略提供坚实的法律保障，也是实现更有效“走出去”战略的关键一步。

参考文献

［1］赵衡平.现代桥梁伸缩装置［M］.北京：人民交通出版社，2008.

［2］李阳海，程潮洋，鲍卫刚，等.公路桥梁伸缩装置实用手册［M］.北京：人民交通出版社，2007.

［3］张建康.道路桥梁工程伸缩缝施工技术研究［J］.智能城市应用，2020（7）：53-54.

［4］徐速，徐斌.一种桥梁伸缩装置：中国，CN219604143U［P］.2023-08-29.

［5］杨大余，张维维.加强型梳齿式多向变位桥梁伸缩装置：中国，CN215405574U［P］.2022-01-04.

［6］吴庆雄，陈荣刚.一种桥面连续化装置：CN219280469U［P］.2023-06-30.

（编辑 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