橋梁工程發展史精選(九篇)

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第1篇：橋梁工程發展史范文

關鍵詞: 橋梁工程 新技術 發展趨勢

中圖分類號： U445 文獻標識碼： A 文章編號：

隨著國家經濟的飛速發展, 我國的交通事業蒸蒸日上, 各種重型車輛, 尤其是工程用重型運輸車的不斷出現, 使橋梁負荷日趨加重, 橋梁的交通運輸作用也更加重要, 隨著橋梁工程建設發展起來的新技術也越來越多, 如何更好的進行橋梁的管理、施工和設計, 是值得我們思考的問題。在橋梁工程建設技術中發展趨勢有如下幾個方面。

一、橋梁施工管理軟件中新技術的應用。橋梁工程管理系統的研究與開發在世界范圍開展了近30年,開發了不少先進的橋梁項目管理軟件。國外項目管理軟件經歷了3個階段: 第一階段為基本功能階段, 如進度控制、投資控制、質量管理、資源管理、資金管理、采購管理等, 是對基層工作流程的模擬, 在一定程度上實現了數據共享, 減輕基層項目管理人員的工作強度。第二階段的軟件具有兩個功能: 首先，分析和預測功能, 滿足項目管理業務的要求及中層管理人員的業務需求；其次，計算機網絡的使用和通訊功能。第三階段是基于因特網的項目管理。盡管所有這些功能大多在前兩個階段中出現過, 但把它們與Web技術集成, 卻是一件技術上、操作上都相當困難的任務。這個階段的軟件提供了一個基于因特網的“虛擬”項目環境。相比之下, 國內在這方面的研究較晚,目前我國項目管理軟件的發展還處于第一階段, 某些軟件具備或正向第二階段軟件的分析和預測、數據通訊發展, 沒有基于因特網的第三階段軟件。可見, 充分利用計算機來加工和處理橋梁施工管理中所涉及的大量數據和信息已成為當今橋梁施工管理的發展方向, 開發基于Web的面向對象的可視化、集成化的橋梁施工管理系統顯得尤為重要。

二、橋梁檢測新技術。橋梁檢測是一門直接服務于工程實踐的技術學科, 涉及到橋梁的設計計算理論、試驗測試技術、儀器儀表性能、數理統計分析、現場試驗組織等方面, 具有較強的綜合性、應用性和復雜性。近20年, 隨著橋梁工程的飛速發展, 新結構、新材料、新工藝不斷涌現。光纖傳感技術是20世紀70年代中期發展起來的一門新技術, 經過短短的20多年時間的快速發展已取得了長足的進步, 測量各種參數的光纖傳感器也應運而生。隨著更多穩定性好、可靠、耐久、經濟、更適合橋梁結構特點的光纖傳感器的研制成功,光纖傳感器在橋梁工程領域中將會得到更加廣泛的應用。光纖光柵傳感技術是光纖傳感技術發展的最高階段。光纖傳感器主要用于: 橋梁結構的施工監測、既有橋梁結構的工作性狀監測、服役時間較長的橋梁結構的損傷檢測。把光纖傳感技術應用到橋梁檢測中給橋梁健康監測和安全評價注入了新的活力, 國外經過幾十年的研究, 已形成了比較成熟的技術, 但其昂貴的價格阻礙了它在中國的應用和發展。因此, 在今后的研究中, 需要從原理、制作工藝等方面著手研制高性能、低價格的傳感器以滿足國內市場的需求。

三、橋梁加固新技術

（一）SRAP加固方法。SRAP加固方法是一種新的導入預應力概念的橋梁加固方法。其利用SR增強材料的高強特性和AP樹脂砂漿防腐防水、粘合力強的特點, 通過特殊的方法對SR高強材料施加預應力, 從而達到對橋梁的加固。預應力的施加: 把膨脹螺栓錨固于梁底兩端, 軟鋼絲的兩端用螺旋扣環固定于膨脹螺栓上, 通過把絲扣反向的螺旋扣環旋緊施加預應力。

（二）植筋加固橋面技術。在橋面破壞修復中, 通常是先完全鑿除舊橋面再換鋪新橋面, 這樣不但費工費時, 而且經濟效益也不理想。對此, 有人提出采用植筋技術, 在舊橋面上直接加一層新橋面, 這樣不僅充分利用了舊橋面, 而且縮短施工時間, 經濟效益也很顯著。采用植筋技術, 對舊橋面進行簡單的清潔處理, 然后平行舊橋面鋼筋, 按計算深度和規定間距鉆孔, 再將鋼筋植入孔內, 再采用同級別的混凝土填孔, 并澆筑新的橋面層。

（三）填芯法加固雙曲拱橋。填芯法加固就是在雙曲拱橋拱波內腔填筑混凝土拱波、拱板、拱肋和新的鋼筋混凝土形成整體, 通過增加拱圈的斷面面積來提高拱橋的承載能力, 同時又增加了原雙曲拱橋的整體性,且修補了原拱波中的裂縫。

四、橋梁設計施工新技術及應用。波形鋼腹板組合箱梁減輕大跨度PC橋梁結構的混凝土重量是橋梁結構技術革新的一個重要組成部分。法國首先提出用平面鋼板代替箱形截面混凝土腹板, 通過箱形截面內預應力筋施加預應力作用, 大大減輕了自重。能較大地降低材料用量和造價是波形鋼腹板組合箱梁結構的主要特點。工程對比計算表明: 與預應力混凝土箱梁相比, 波形鋼腹板PC 組合箱梁的混凝土減少22%, 縱向鋼筋減少33%, 普通鋼筋減少10%。由于不需要混凝土模板, 相應減少了鋼筋和模板的操作工期。充分利用了混凝土抗壓及波形鋼腹板質輕、抗剪強度高等特點; 加之又采用了體外預應力索, 免除了在混凝土腹板內預埋管道的復雜工藝, 減少了預應力鋼筋用量。與過去的傳統結構相比, 波形鋼腹板組合箱梁的結構更加合理, 具有十分廣闊的應用前景。目前在法國已建成了3座波形鋼腹板式PC 組合箱梁橋, 取得了較好的效益。但國內在波形鋼腹板預應力混凝土組合箱梁方面的研究成果還很少,在工程實踐上還是空白。

隨著技術和材料制造工藝的發展, 將有更多的新工藝、新方法、新材料運用于橋梁中, 各種不同的方法都有各自的技術優勢,我們要靈活運用, 積極開拓, 把各種方法運用到不同的橋型設計和施工當中去, 實現橋梁工程建設管理、施工、設計的經濟性和可靠性。

參考文獻:

[1] 王聰慧. 植筋技術在橋梁加寬及加強工程中的應用[J].公路, 2002(9)

[2] 張俊平. 橋梁檢測[M]. 北京: 人民交通出版社,2002:9

[3] 王建華,孫勝江.橋梁工程試驗檢測技術[M].北京:人民交通出版社,2004:11

[4] 畢衛紅,郎利影.光纖傳感技術在橋梁檢測中的應用[J].研究與開發, 2002( 6)

第2篇：橋梁工程發展史范文

關鍵詞：土木工程專業；橋梁工程；課程教學；教學研究

中圖分類號：G6420；TU997文獻標志碼：A文章編號：10052909（2015）06008604一、橋梁工程課程緒論部分內容的重要性

橋梁工程課程是土木工程專業的一門必修課，其內容主要是各門專業基礎課知識在橋梁工程中的綜合應用，是一門實踐與理論并重的專業技術課[1]。橋梁工程課程實踐性很強，教學中應注意激發學生對橋梁工程課程的興趣，充分調動學生學習的積極性和能動性；此外，課堂教學還應注意與工程背景相結合，以提高教學質量。“緒論”是課程的開始，良好的緒論教學是課程教學的良好開始。在橋梁工程課程緒論部分的教學中，通過優化整合橋梁的定義與功能、分類、跨徑發展、橋梁美學與造型、技術創新、災害與應對措施以及全球交通網絡等知識點，可以讓學生對該門課程有個整體的認識，了解橋梁工程的發展歷史與發展現狀，激發學生學習該門課程的積極性。同時，適應土木工程專業培養方案的需要，結合橋梁工程自身特點，在課堂講授中整合與優化緒論的講解內容，改善教學手段，對提高課程教學質量是十分重要和必要的。

二、橋梁工程課程緒論部分內容的整合優化

（一）橋梁的定義與功能

按百科全書的定義，橋梁是跨越障礙（河流、峽谷、道路等）的結構工程物。橋梁在學科分類上，屬于土木工程專業的一個分支，是道路工程的關鍵部位與核心工程；在環境美學上，橋梁往往又是當地的標志性建筑物。相對于隧道，橋梁固定于地表各處，形體龐大，構造各異，承受交通荷載及自然環境的影響。橋梁的本質特征為用自身的跨越能力實現連接，跨越行為是橋梁結構的本質。在課堂教學中，可以結合學校周圍或本地的橋梁來講述橋梁的作用與重要性。

（二）橋梁的分類

高等建筑教育2015年第24卷第6期

曾勇 ，等橋梁工程課程緒論部分教學內容的整合優化

橋梁的分類很多，按橋梁用途來劃分，有公路橋、鐵路橋、公路鐵路兩用橋、人行橋、農橋、運水橋（渡槽）以及其他專用橋梁（如用作通過管路、電纜等的橋），當然主要的是公路橋與鐵路橋。隨著軌道交通的發展，公路鐵路兩用橋也日益增多。按跨徑大小分類，依據中國《公路工程技術標準》（JTG B01-2003），橋梁可以分為特大橋、大橋、中橋與小橋。多孔跨徑總長L>1000 m，單孔跨徑Lk > 150 m，屬于特大橋；多孔跨徑總長100 m≤L≤1 000 m，單孔跨徑L k > 150 m，屬于大橋；多孔跨徑總長30 m（40 m）

由于橋梁分類眾多，課堂講授時應突出重點，根據學生的專業特點，抓住主要的分類方式，如按結構體系、建筑材料、用途等進行分類的方式應作重點講解；而把按行車道的位置劃分橋梁的內容放到拱橋章節去講授，因為拱橋的主要分類方式是按行車道的位置來分類的。在后續講授斜拉橋或懸索橋內容時，也會涉及到按材料進行橋梁分類的知識點。同時，授課時還應注意各個分類之間的組合，如大跨度預應力混凝土連續剛構等。

（三）橋梁的跨徑發展

近年來，中國的橋梁建設發展迅速，橋梁跨徑不斷增加，許多橋梁建設達到世界水平，取得了舉世矚目的成就。已建成的著名橋梁有：主跨1 088 m的蘇通長江大橋（鋼箱梁斜拉橋），2012年前是世界第一跨度斜拉橋；主跨1 650 m的舟山西堠門懸索橋（世界第二跨度懸索橋）；主跨550 m的上海盧浦大橋（鋼箱拱橋）；主跨552 m的重慶朝天門長江大橋（鋼桁拱橋）。這些著名橋梁代表著中國橋梁建設的水平，受到世界橋梁界的高度贊譽。課堂講授時，應該對不同橋型展開講授，并注意內容的側重點，抓住幾種有代表性的橋型進行講述，力求簡單明了，與生活貼近。如，鋼懸臂桁架梁橋的主跨在19世紀初超過500 m，而后極少修建，該類橋梁中國也較少見，課堂講授時一般僅簡單提及。鋼連續桁架梁橋19世紀50年代至今，單孔跨度控制在200 m～300 m之間，向更大跨度發展的可能性較小，課堂教學時，可以結合武漢長江大橋與南京長江大橋來講授。中國混凝土拱橋，即萬縣長江大橋，則在1997年達到了420 m，超過了克羅地亞主跨390 m的KRK-1號橋。鋼拱橋在20世紀30年代就超過500 m，發展相對平穩。進入21世紀后，在中國出現了2座主跨500米以上的鋼拱橋，即主跨550 m的盧浦大橋與主跨552 m的朝天門長江大橋。鋼斜拉橋從1950年主跨約200 m到今天主跨超過1 000 m，鋼懸索橋主跨從1930年主跨約1 000 m到今天約2 000 m，發展都很迅速。

課堂講授時，應重點突出中國橋梁在跨徑上的突破，并配以相應的橋梁圖片，增強教學效果，激發學生的學習興趣，以達到事半功倍的效果。

（四）橋梁的美學與造型

相對隧道而言，橋梁的直觀性強，造型優美，視覺效果較好，往往給人以較強的震撼力；相對道路而言，橋梁是交通的關鍵部位，更能引起人們的關注。對橋梁的美學與造型應給予重點關注，講授橋梁的跨徑發展時，也需要借助圖片或動畫予以講解。橋梁是土木工程皇冠上的明珠[2-3]。橋梁結構的形式與造型多種多樣，為橋梁工程師們的設計提供了無限的空間，也最能體現橋梁工程師們對橋梁結構的理解和熱愛[2]。在課堂教學中引入美學思想，可以激發學生學習該課程的興趣和求知欲望，引導學生更好地理解與認識橋梁，提高學生的審美情趣，達到更好的教學效果。

（五）橋梁的技術創新與發展動力

橋梁的發展史其實就是一部技術創新史。最早的橋梁可能源自雷擊而傾于河上的樹木。拱是曲線中最優美的線型，中國文字“橋”即是“木”與“拱”象形復合而成的。因此，緒論部分的課堂教學應重視這一內容的講解。

趙州橋又名安濟橋，建于公元610年，是位于中國河北的一座著名石拱橋，也是目前世界上最古老的保存得最完好的大跨度單孔敞肩坦弧石拱橋。趙州橋圓弧拱的跨度大，通航凈空大。這種跨度大、扁平率低的單孔1/4圓拱橋梁結構，是橋梁史上的一個奇跡。趙州橋被譽為“國際土木工程里程碑建筑”。

橋梁結構設計分析理論、電子計算機技術、建筑材料、施工工藝、行業競爭等因素的發展和進步，是推動橋梁工程發展的內在動力[4]。經濟發展、社會需求和技術創新，為橋梁工程提供了所需要的設計計算理論、計算手段、建筑材料、機械裝備、施工技術等，對橋梁工程的發展有著直接的支撐作用。

英國工業革命后，世界鋼鐵產量快速增長，以鋼材為主要承重材料的工程結構得到較大的發展，鋼橋開始大量出現。20世紀30年代經濟大蕭條后，美國為了經濟的恢復和持續增長，修建了大量高速公路，鋼拱橋和鋼懸索橋由此得到了較快的發展。二戰后，由于鋼材短缺，混凝土橋梁大量出現，斜拉橋、正交異性鋼橋面板、混凝土塔、掛籃懸澆、預應力技術、連續剛構、鋼砼組合結構等新的結構和技術應運而生，并出現了許多先進的施工技術，如懸臂拼裝、頂推、移動模架、大型浮吊整體吊裝架設等[4]。日本經濟的發展，推動了高速鐵路的發展，相繼建成了多座世界級的大跨度斜拉橋和懸索橋。20世紀80年代以來，中國改革開放，經濟的騰飛促使公路鐵路迅猛發展，橋梁建設成就輝煌，建成了大量連續剛構拱橋、大跨斜拉橋、大跨度懸索橋等世界級的大跨度橋梁。

（六）橋梁災害事件的發生與應對措施

盡管橋梁建設取得了矚目的成就，但是不時出現的橋梁事故與災害仍無法回避[5]。古今中外發生的橋梁災害事故很多， 2007年8月，美國《時代周刊》雜志評選了百年世界十大最惡劣塌橋事故。每次事故都是一個血的教訓，重要的是應思考導致橋梁事故發生的原因。

1940年11月7日，在風中振顫的塔庫馬大橋在八級大風荷載的動力作用下，經過劇烈扭曲震蕩后，吊索崩斷，橋面結構解體損毀，半跨墜落水中，橋梁最終倒塌（見圖1）。當年人們未能全面認識懸索橋受力體系，也沒有足夠重視空氣動力對橋梁的影響。塔庫馬大橋的倒塌促使橋梁風工程學的誕生，推動了橋梁工程的發展，至今仍有警示意義。

魁北克大橋在施工中先后出現2次工程垮塌事故（見圖2）。這座橋主跨度為549米，是當時全世界最長的懸臂橋。1907年8月，大橋桿件失穩引起全橋倒塌，19 000噸鋼材落入水中，造成75人死亡。1916年9月，中間跨度最長的一段橋身在被舉起過程中掉落水中，11名工人被奪去了生命。垮塌的原因之一是南錨跨靠近主墩的下弦桿的壓屈導致大橋在施工過程中倒塌。穩定問題是力學中的一個重要分支，橋梁失穩事故促進了橋梁穩定理論的發展，橋梁技術的發展使橋梁穩定問題更顯重要。

1970年，位于澳大利亞墨爾本的一座鋼箱梁橋（密爾福德天堂橋）倒塌。鋼箱梁橋本來已有很長的歷史了，由于二戰后鋼結構焊接與安裝技術的發展，鋼箱梁橋跨度做得越來越大，箱壁尺寸越來越薄。最終由于鋼箱梁板件的焊接殘余應力、幾何缺陷發生失穩，導致該橋倒塌。工程師從該橋的垮塌中認識到薄壁箱梁的剪力滯后效應，由此推動了薄壁構件設計理論的發展。

湖南鳳凰橋在拆除橋上的腳手架時發生垮塌，事故造成64人遇難。2008年汶川大地震，2010年青海玉樹大地震，均造成道路、橋梁損毀嚴重。位于震中的汶川縣附近道路基礎設施受到嚴重破壞，其中橋梁震害最為典型和嚴重。

因此，在課堂教學中，應適時引入橋梁災害事故的介紹，并適當進行評述，既完成了教學內容的講授，也活躍了課堂氣氛，還拓展了學生的工程視野，能收到較好的教學效果。此外，這些橋梁災害事故案例，與后面章節教學的內容是相關的，在緒論部分引入這些章節，為后面章節的教學提前作好鋪墊。

（七）全球交通網絡

加拿大人類學家費利克斯―菲蘭德將美國國家海洋與大氣管理局、國家地理空間情報局等機構的人類出行數據與地球夜景照片進行疊加，形成了地球上錯綜復雜的交通網絡。從中可以看出，空中交通與海路交通已相對完善，但是陸路交通還較匱乏，尤其是洲際公路中跨越海峽的橋梁建設較薄弱。

由于全球化與世界經濟的發展，跨海工程也不再是可望而不可及的宏偉藍圖，21世紀或將迎來世界范圍內更大規模的橋梁建設[6-8]。著名海峽通道方案有白令海峽工程、直布羅陀海峽工程、墨西拿海峽工程、厄勒海峽工程、馬六甲海峽工程、大帶海峽工程、博斯普魯斯海峽工程等。中國交通運輸部已制定了“五縱七橫”國道主干線規劃，其中“二縱二橫”已基本連通。全部工程要求2020年前完成五個跨海工程，自北向南依次跨越渤海海峽、長江口、杭州灣、伶仃洋、瓊州海峽。其中，渤海海峽與瓊州海峽跨海工程尚在規劃中，長江口與杭州灣跨海工程已經建成通車，伶仃洋（粵港澳）跨海工程正在建設中。

通過這部分知識點的講授，幫助學生認識到作為土木工程的橋梁工程建設是一項大有可為的事業，有很大的發展空間，學生們畢業后能夠施展自己的才能。由此使學生感到學習橋梁工程不再是一門枯燥的事情，而是跟自己的事業發展和自身的生活密切相關，學習橋梁工程課程還能與世界相聯系，從而激發學生課程學習的熱情與積極性。

三、結語

良好的緒論教學是橋梁工程課程教學良好的開始。在橋梁工程課程教學中，應結合土木工程專業培養方案要求和橋梁工程課程的自身特點，優化整合緒論部分的內容，改善教學方法，活躍課堂教學氣氛，激發學生學習知識的興趣，提高教學效果，培養素質高、實踐能力強的橋梁工程專業人才。

參考文獻：

[1]周水興.橋梁工程[M].2版.重慶：重慶大學出版社，2011.

[2]陳艾榮，盛勇，錢峰.橋梁造型[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3]曾勇，譚紅梅.橋梁工程教學中若干能力培養的探索[J].高等建筑教育，2014，23（2）：66-69.

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[5]阮欣，陳艾榮，石雪飛.橋梁工程風險評估[M].北京：人民交通出版社，2008.

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[7]唐寰澄.世界著名海峽交通工程[M].北京：中國鐵道出版社，2004.

[8]中國公路學會橋梁和結構工程分會.面向創新的中國現代橋梁[M].北京：人民交通出版社，2009.

On the teaching of introduction content of bridge engineering course

ZENG Yong1， TAN Hongmei1，WU Guoxiong1，2，DONG Lili1，3

（1. School of Civil Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074， P. R. China；

2.Chongqing Jianzhu College， Chongqing 400072， P.R. China；

3. College of Architecture and Urban Planning， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074， P.R. China）

第3篇：橋梁工程發展史范文

作者簡介：高燕梅（1974-），女，重慶交通大學土木建筑學院講師、碩士，主要從事橋梁教學及橋梁結構行為與新技術研究，（e-mail）362639258@qq.com。

摘要：橋梁工程課程是工科院校土木工程專業道橋方向一門重要的專業課程。文章在探討該課程的特點、教學現狀、影響因素的基礎上，結合現代化教學手段和豐富的網絡資源，提出了擴展式、參與式、討論式等多元化的教學方式，以激發學生學習的積極性和參與性，提高橋梁工程課程教學效果。

關鍵詞：橋梁工程；現代化教學及網絡資源；多元化教學；教學研究

中圖分類號：g6424文獻標志碼：a文章編號：10052909（2013）05006204橋梁工程課程是土木工程專業道路橋梁方向一門必修的專業課程，在土木工程類院校的教學中占有非常重要的地位，該門課程的教學質量直接影響著學生專業素質和能力的培養。鑒于現代社會對橋梁工程專業人才的要求，對該門課程的教學方式進行改革具有十分重要的現實意義。

一、橋梁工程課程特點

（1）課程內容繁雜。該課程比較系統地闡述了各類橋梁的計算理論、構造原理及施工方法，所涉及的知識點多，難點多，空間問題多，專業性強。

（2）課程綜合性強。該課程以“材料力學”、“結構力學”、“結構設計原理”、“橋涵水文”、“工程地質”、“基礎工程”等先修課程為基礎，涉及知識面廣，是對基礎課程的綜合、深化和具體應用。

（3）該課程內容以實際橋梁工程項目為背景，集理論與實踐為一體。

二、橋梁工程課程的教學目標

橋梁工程課程的教學目的是通過課堂講授和課外作業等教學環節，使學生掌握橋梁工程的基本理論，熟悉施工方法與設計理論，為學生畢業后從事專業相關工作打下必要的基礎。

三、橋梁工程課程的教學現狀

橋梁工程課程對土木工程類道橋專業人才培養具有十分重要的作用。初學時，學生的學習興趣和熱情都很高，也很重視。但隨著課程的推進，學生學習的興趣和熱情逐漸減弱，進而影響到整個課程的教學效果和教學質量。經分析發現，其原因主要集中在以下幾個方面。（1）橋梁工程課程特點決定了該課程的學習難度較大，綜合性強，要求學生具備較扎實的力學和結構設計原理基礎，以及較強的空間想象力。如果學生理論基礎較差，又缺乏重新學習的意識，就會越學越糊涂，以致喪失興趣，影響學習效果。

此外，學生對專業的發展歷史和前沿動態知之甚少，往往導致學習范圍偏窄，局限性較大，實際運用所學知識時比較被動，不利于學生創新能力的培養。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

高燕梅，劉東現代工科院校橋梁工程課程多元化教學方式探討

（2）重教輕學，學生參與性不高[1]。傳統的由教師獨占課堂的教學模式，極大地抑制了學生學習的積極性和主動性，不利于學生獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力的培養，影響了學生自學能力、實踐能力和創新能力的形成。

（3）隨著高校教學改革的推進，很多課程的教學學時都在縮減，這就要求學生利用課外時間鞏固已學知識，查閱文獻，擴展知識面，激發學生學習的自覺性、自主性和創造性，提高學生的綜合素質。但實際上很多學生缺乏這種意識，覺得自己已經聽懂了課堂上的知識，完成了布置的作業，考試可以及格，就沒有必要再進一步的學習。也有學生對課程雖有相當的興趣，但缺乏有效的引導，不懂得如何將課堂上學到的知識深化利用，自學時漫無目的，不知如何下手，自主學習的效果不理想。

（4）橋梁工程課程是一門實踐性較強的專業課，學生在學習過程中需要將理論知識和工程實踐密切結合起來，才能牢固地掌握所學知識，增強學習效果[2-3]。而目前的生產實習課時量較少，導致學生不能帶著問題去觀察和學習，對實際工程還停留在感性認識的階段；而教師在教學過程中一般也偏重于理論知識而忽視工程實踐的教學，導致教學效果不盡人意。

四、教學方式的改革探索

上述教學過程中存在的問題嚴重影響了橋梁工程課程的教學效果，《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》明確要求：“深化教育教學改革，創新教育教學方法，探索多種培養方式……倡導啟發式、探究式、討論式、參與式教學，幫助學生學會學習。”針對教學中存在的若干問題，筆者主要從以下幾方面進

行教學方式的改革探索。

（一）多媒體+黑板教學

在橋梁構造和橋梁施工教學中，多媒體教學是一種必要且重要的教學方式。教師可以把大量的文本、視頻、聲音、動畫、圖片等教學信息全部融合在一個課件中，相比傳統教學方式的一支粉筆、一塊黑板、一張嘴，大大增加了課堂的信息量，強化了學生的理解力[4]。

教學案例1：簡支t梁空間構造。傳統的教學方式是繪出簡支t梁構造三視圖：立面圖、橫斷面圖及平面圖（如圖1～2），然后根據圖來講解，這種方法要求學生有較強的空間想象力，難度較大。但采用多媒體教學后，教師可以利用程序生成空間模型展示結構構造（如圖3），甚至利用動畫顯示的方法逐一分析結構細部，使學生感性認識大大增強，學習效果明顯提升。

圖1簡t梁半立面構造課件圖2簡單t梁橫斷面構造課件

圖3簡支t梁空間構造課件橋梁計算和分析理論教學以采用傳統黑板教學方式為宜。教師一邊板書一邊講解，學生在此過程中才會有時間思考、理解，乃至掌握。如果采用多媒體教學，一下演示出眾多公式，即使教師慢慢講解，效果仍不如前者好。

但不管是多媒體教學還是黑板教學，現今高校課程的教學方式仍以灌輸式教學為主，教師以黑板、多媒體為載體，在講臺上教授課程，這是一種學生完全處于被動狀態的教學方式。在這種教學方式下學生很難發揮自己的主觀能動性，教師是知識的傳播器，學生則成為一味接納知識的容器。容器貌似被裝得很滿，但隨著時間的推移，容器內的水分被慢慢增發，最終所剩無幾。這種教學慣性直接影響創新人才的培養和專業人才創新品質的形成，因此對灌輸式教學方式進行更深入的多元化改革十分必要。 （二）擴展式教學

利用現代先進的網絡系統、學校的圖書資源（包括電子資源），引導學生查閱文獻，收集資料，然后組織課堂討論，調動學生學習的積極性和自主性。例如，在講述橋梁工程緒論時，布置的第一個課外作業是觀看“十九世紀七大工業奇跡——布魯克林橋”，目的不但是要學生了解橋梁的發展史，更要學生學習橋梁專家們兢兢業業、刻苦鉆研的敬業精神。

此外，教材的內容通常都是比較成熟、已成共識的知識，但對專業前沿動態的介紹相對較少，所以可以讓學生利用課余時間，查閱資料，了解掌握橋梁最新發展動態。例如，查閱中國杭州灣大橋、蘇通長江大橋以及在建的港珠澳大橋的發展動態，對課本知識加以補充擴展，也是對學生自學能力和文獻查閱能力的培養。同時這些要求簡單明了，操作性強，學生易于接受，學習興趣也高。

（三）參與式教學

要提高學生學習的參與性，培養其獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力，作業的設計就顯得尤為重要。課程的知識點多、綜合性強，僅靠一些問答題很難達到作業練習的目的，所以在課程作業中可提供一些小的設計題目，將各個需要掌握的知識點串聯起來。例如，講述橋梁方案比選時，選擇典型地形、地質及水位條件的橋位，布置方案設計作業（如圖4）。但實際上此時學生無法進行真正橋梁設計，因為具體橋梁的構造方面的知識學生還未接觸，他們只能繪出基本地形，初步了解一些概念，如該地形適合修建哪種橋型：連續梁橋、拱橋或者懸索橋等。

圖4橋梁方案設計資料

在學習橋梁分跨及梁式橋構造相關知識后，學生才能根據書本知識，結合規范和已建橋梁資料，繪制出合理可行的梁式橋方案圖（如圖5）。同理，待學習拱式橋構造有關知識后，才能繪制出拱橋方案圖（如圖6）。在此過程中，很多零碎的知識點被串聯起來，且操作性強，容易激發學生的興趣。

圖5梁式橋方案設計（學生完成）

圖6橋梁方案設計（學生完成）

（四）多種教學方式的結合

擴展式教學法與案例教學法的結合。教師需要選擇典型的、有啟發性的、與教學內容相呼應的以及難度適中的案例，幫助學生閱讀案例資料，了解該案例方案及設計要點，并對方案進行評價和分析。在對案例充分討論之后，即可對案例作出總結，寫出評析報告。教師需根據學生的具體學習狀況，作出全面總結，肯定正確的觀點，指出錯誤及存在的問題，以引導學生準確把握教學內容。這種方法既激發了學生的學習積極性，又增強了學生的感性認識，有助于提高學習效果。例如，在講述橋梁設計作用以及極限承載能力時，發生了哈爾濱陽明灘大橋超載導致垮橋事故（如圖7），于

是布置課外作業，要求學生自己查閱分析垮橋原因，由此掌握現行橋梁通用規范，了解現行橋梁設計中汽車載重以及垮橋時橋上汽車的載重。最初學生對四輛卡車就能壓垮一座大橋很不能理解，但了解到在中國現行規范公路-i級的活載作用下，該橋的設計極限承載力為197.3t ，而陽明灘大橋垮橋時橋上的汽車總重已經達到485.185t，超出設計極限承載力的2.45倍，進而提問：如此超重的車輛為何會同時作用在橋上？管理方有何責任？顯然，學生對該問題的理解更加深入，并且該問題難度不大，操作性強。

圖7哈爾濱陽明灘大橋超載垮橋圖片

擴展式教學法與案例教學法也可結合應用在橋梁施工教學中。橋梁施工課程是實踐性較強的課程，理想的施工教學方式是實踐教學，實地實習。但此方法難度較大，原因有三：（1）實踐課時有限；（2）尋找多種橋型及多種施工方法的實習工地，難度非常大；（3）施工單位從安全考慮，不愿意一次性接收大量的實習學生。因此橋梁施工課仍處于紙上談兵式的課堂教學狀態。但怎樣讓學生掌握復雜的施工知識呢？辦法是利用網絡資料，利用已有橋梁施工錄像，以及各種橋型、各種施工方法的三維動態資料。選取其中質量較好的讓學生觀看，或者在課堂上分節段觀看和講解，這樣能大大提高學生對施工的認識，對其學習施工知識很有幫助。

參與式教學法與討論式教學法的結合。針對課程重點、難點問題設計討論主題，主題應具備可操作性、時代性及開放性，并能激發學生的興趣，培養學生的發散性思維。教師與學生應在課外作好充分準備，課堂上學生在教師的引導下，有序開展課堂討論[5]。例如，在懸索橋與斜拉橋學習中提出疑問：同樣是纜索承重體系橋梁，但為何目前跨越能力最大的橋梁是懸索橋而不是斜拉橋？針對這個問題，首先請學生查閱已成橋文獻，證實懸索橋是否真的是跨越能力最大的橋梁；然后查閱懸索橋與斜拉橋的體系特點、建材和構造特點及施工方法，最后進行討論。討論時首先請學生例證跨越能力最大的橋梁是懸索橋，然后引導學生了解其體系特點、建材和構造特點及施工方法與橋梁結構的內力變化緊密相關，即使采用相同的建材，但懸索橋因為其構造和施工特點，決定了其跨越能力優于斜拉橋。

參與式教學與實踐教學的結合。例如舉辦橋模競賽，培養學生的學習興趣以及動手能力和創新能力，使學生對橋梁結構形式、受力、整體性、穩定性及細部構造有更進一步的理解和掌握，鞏固和加深包括材料力學和結構力學在內多方面的基礎知識。橋梁結構模型除了在設計上要求有合理的受力形式并考慮材料特性之外，在制作過程中還要考慮結構的制作工藝以及對結構的細部構件、節點處理，以保證結構的受力與計算模型一致。制作工藝就是考查學生對橋梁結構受力性能的掌握，同時也加深學生對橋梁結構構造的理解，提高學生對課程的學習興趣。

五、結語

橋梁工程課程體系繁雜、綜合性強、集理論與實踐為一體的特點，決定了該課程教學要獲得理想的效果，只能采取多元化的教學方式。但任何教學方式都不應該是對峙、排斥的關系，而是共存、互補的關系；并且教學方式的外延是非常廣泛的，應該積極努力地去探索更多的教學方式，如影視教學法、網絡教學法等等。根據不同專業、不同課程的需要有選擇地將其應用到教學中，提高教學效果及效率。實踐證明在橋梁工程課程教學中采取多元化的教學方式能取得良好的教學效果。 參考文獻：

[1] 趙 洋，焦紅波，趙順波.橋梁工程課程的教學內容改革研究[j].華北水利水電學院學報：社科版，2011，（3）：168-169.

[2]朱高峰.工程教育中的幾個理念問題[j].高等工程教育研究，2011，（1）：1-5.

[3] 汪時機，李 賢，蔣運忠.“橋梁工程”課程教學存在的問題與對策[j].西南師范大學學報：自然科學版，2010，35（2）：273-276.

[4] 葉恒梅.多媒體輔助橋梁工程課程教學的探討與實踐[j].教育探索，2012（12）.

[5] 趙青.加強工程能力培養強化素質教育——橋梁工程課程教學改革研究[j].黑龍江教育，2009，（7）：168-169.

diversified teaching methods for bridge engineering course in modern

engineering colleges

gao yanmei， liu dong

（school of civil engineering， architecture and construction， chongqing jiaotong university，

r>

chongqing 400074， p. r. china）

abstract： the bridge engineering course is an important professional course in civil engineering especially in road and bridge specialty. to improve the teaching effect of bridge engineering course and stimulate students’ enthusiasm and participation activity， diversified teaching methods including the expansion method， the participation method and the discussion method were proposed combined with modern teaching methods and extensive network resources.

第4篇：橋梁工程發展史范文

【關鍵詞】路橋過渡段不均勻沉降問題分析防治措施

中圖分類號：[U24] 文獻標識碼： A 文章編號：

路橋過渡段不均勻沉降的相關問題在我國公路中普遍存在。路橋過渡段一旦受到破壞不易維修，而且維修的費用較高，同時還影響到公路的正常運營。就目前的設計、施工水平，臺背填土在運營期間發生少量沉降是不可避免的，很多過渡段在采取了一定的預防措施后跳車不但仍然存在，甚至有的橋頭跳車現象轉移到了搭扳末端。隨著我國公路的快速發展，跳車現象會越來越多，因此尋求合理的處治方法勢在必行。

1．路橋過渡段不均勻沉降問題的原因分析

路橋過渡段不均勻沉降是目前我國橋梁工程面臨的主要技術和質量問題之一，已經得到了橋梁工程專家、學者、技術人員的高度重視，并且積極開展了形式多樣的研究與探討工作,以達到全面解決不均勻沉降問題的目標。從我國橋梁工程發展史來看，國內對路橋過渡段不均勻沉降的研究工作是在從上世紀80年代后期開始的，至今已取得了一些成果。但在目前，路橋過渡段不均勻沉降的設計、施工方面仍然存在一些簿弱環節。路橋過渡段不均勻沉降的原因，主要表現在以下幾個方面。

路橋過渡段路面的搭板設計方案

橋頭搭板設計欠妥橋頭過渡段多采用搭板結構，而設置搭板后的橋頭跳車現象依然存在，分析其原因有兩方面：第一，根據橋梁的長度，橋頭設置搭板長度分為：大中橋搭板長度為8m，小橋及涵洞搭板長度為5m，而在施工中橋頭路堤處于高填方，路橋間相對沉降量大，而搭板長度不足以起到順接作用，車輛行駛時往往出現橋頭跳車現象；第二，搭板強度不夠，產生斷板引起橋頭線形突變，出現橋頭跳車。

1．2路橋過渡段路面的路基材料及結構

路橋過渡段不平順的根本原因是由于路基與橋臺的材料性能懸殊，路基填料因結構程度差，強度相對較低。其次在橋涵、通道等構造物與兩端路堤聯接的路橋過渡段，路基，橋涵常因不均勻沉降而出現臺階，當此臺階達到一定數值，會使行車產生明顯的顛簸跳動。

1．3路橋過渡段路面的施工質量問題

路橋“橋頭跳車”的現象普遍存在，嚴重影響交通、行車安全和舒適、降低通行速度。這種情況全國各地均不同程度存在、軟土地區更為普遍。即使在路基施工中嚴格控制質量要求，這一現象出很難消除。引起“橋頭跳車”的原因是路橋過渡段產生不均勻沉降造成的、產生沉降的原因主要有以下幾種情況：路基填土壓縮；路面結構層壓縮；地基發生沉；橋口施工方法不合理等。

1．4路橋過渡段路面臺背路基不實問題

橋臺臺背路堤壓實度不滿足要求從城市道路工程建設可知，幾乎所有的橋梁、通道和明涵都要求臺背填土處治，而臺后填土壓實度由施工用料、機械設備、施工順序、施工經驗、施工作業面等工程管理因素的影響。施工過程涉及各個方面：從道路施工調查結果可知，臺背填土普遍存在壓實不足的問題，這是造成路橋過渡段不均勻沉降的基本原因之一。

2．路橋過渡段不均勻沉降的防治措施

2．1完善路橋過渡段路面的搭板設計方案

目前橋頭搭板是這樣設置的，在近橋涵端橋臺臺背位置設置一個牛腿，搭板一端擱置在牛腿上，另一端擱置在路面結構上或枕梁上。這樣的設計加上其他綜合因素的影響使得搭板下出現空洞破壞了受力結構。針對以上的設計不足，可以對搭板作一些改進 ，去除搭板與橋梁板之間臺背上部一部分砼結構，使搭板和橋梁作為伸縮縫的兩側邊，搭板與橋臺之間設置豎向錨栓，這樣就使兩條縫變為一條縫。由于橋梁板與臺背之間的空隙存在，既使改進后伸縮縫處出現裂縫，地表水也不會滲透到橋頭路基中去。

2．2注意路橋過渡段路面的路基材料問題

從經濟角度考慮，以就地取材為主，就地取材不僅經濟而且取材方便、不誤工，材料的選擇原則上應選用。干縮的基本原理是由于水的蒸發和混合料內部發生水化作用導致水分減少而發生的毛細管作用、吸附作用、分子間作用、材料礦物晶體或凝膠體間水的作用、碳化收縮作用等引起的整體宏觀體積收縮。

2．3重視路橋過渡段路面的施工質量問題

加強路橋過渡段的施工組織設計如果施工方案和施工組織設計的質量不高，就難以保證在預定的成本范圍內，按期交工和確保工程質量。因此，對于施工方案和施工組織設計必須達到以下要求：要講究科學的編制程序和方法；編制時進行技術經濟分析和比較，做到設計優化；除了在施工方案和施工組織設計的質量保證，還要做好檢查施工準備工作的質量，做好施工人員的技術交底工作，材料的質量控制和機械設備的質量保證。

2．4處理好路橋過渡段路面臺背路基不實問題

加強壓實要求臺背路堤填土應與錐坡填土同時進行，并按設計寬度一次填土，分層填筑過程，每層的壓實厚度不超過15cm，其施工順序為汽車卸土、推土機平整、灑水或涼曬、人工平整、壓路機碾壓、壓實度檢測，壓路機碾壓過程中，既要保證壓實度，同時又要注意不損傷臺身，具體要求為。采用振動壓路機碾壓時，除對臺背路堤填土與路基土方連接處必須加以振動；增強碾壓效果外，橋臺附隱若現采用不振動靜壓并慢速碾壓，以免損傷橋臺；檢查填土松鋪厚度、平整度和含水量，符合要求后進行碾壓；根據壓實試驗提供的松鋪厚度和控制壓實遍數進行壓實。

3．結語

路橋過渡段產生不均勻沉降問題必須根據工程實際，進行全過程的系統的科學管理，加強結構設計，加強控制施工中的各個環節工序的工程質量，從思想上認識質量的重要性從技術上加強管理，從客觀上制定一套科學的管理程序就能減少過渡段的不均勻沉降，從而減輕橋頭跳車現象提高社會經濟效益。

參考文獻：

[1] 梁武星.路橋過渡段的病害特征及處治對策[J].2006(3).

[2] 李俊鷗，胡旭鵬.淺談路橋過渡段不均勻沉降防治措施的技術創新[J].科技情報開發與經濟.2007(3).

[3] 劉玉紅.淺談路橋過渡段不均勻沉降的主要原因及解決措施[J].中國路橋科技,2007(10).

第5篇：橋梁工程發展史范文

關鍵詞：鋼管混凝土 拱橋 施工控制

鋼管混凝土結構在土木工程中的應用已有100多年的歷史，在1937年在前蘇聯首次應用于橋梁，隨后，一些工業發達國家在20世紀60年代前后把該技術被廣泛應用在廠房建筑、立交橋等各種工程結構上。到20世紀80年代后期，由于先進的泵送混凝土工藝的發展，鋼管混凝土結構技術又被采用到部分高層建筑中。鋼管混凝土直到20世紀90年代后期才開始在一些國家橋梁工程中得到應用。而我國從20世紀60年代中期開始引入鋼管混凝土，并隨著現代混凝土泵送技術的廣泛應用和橋梁工作者通過多年的實踐和大量的探索研究，鋼管混凝土拱橋方面的新技術、新方法正在被越來越多地應用到拱橋中，并為將橋梁建設推到了一個新的水平提供了更廣闊的發展空間。

一、鋼管混凝土的特點

鋼管棍凝土是以螺旋配筋鋼筋混凝土結構、勁性鋼筋混凝土結構的基礎上發展起來的一種新型結構。在鋼管混凝土的拱橋的施工過程中，通過向鋼管內部填充混凝土，使混凝土徑向被鋼管約束，利用這兩種材料在受力的過程中相互作用，從而提高使鋼管中核心混凝土的強度、塑性和韌性。同時，混凝土的存在可以延緩鋼管發生局部屈曲，增強鋼管的承重，從而保證鋼管的材料性能充分發揮出來。鋼管混凝土主要有以下優點:

(一)塑性、韌性、抗沖擊性與抗震性好

將鋼管中填充混凝土中，鋼管不但改善了混凝土的彈性，而且使自身產生了很大的塑性變形。在2008年發生的四川漢川大地震中，鋼管混凝土拱橋在大地震中表現出了優越的抗沖擊性與抗震性和良好的塑性和韌性，經受住了考驗，沒有發生損壞和破壞。

(二)抗剪和抗壓性能好，承載能力高

混凝土灌入鋼管中，可以避免或延緩薄壁鋼管過早地發生局部屈曲。同時，鋼管使混凝土處于三向受壓的狀態，約束和改善了混凝土受壓時的縱向開裂。這兩種材料充分發揮了各自的長處，彌補了各自的弱點，形成的承載力大于鋼管和混凝土單獨使用之和。

(三)施工方便

與預制鋼筋混凝土構件相比鋼管混凝土構件不需要預制場地。與鋼結構構件相比，鋼管混凝土構件焊縫少，易于制造，鋼管壁厚都較小，重量輕，完全可以工廠化生產。與鋼筋混凝土柱相比，鋼管混凝土柱施工更加簡便，混凝土澆筑時更容易振搗密實。特別是泵送混凝土、高位拋落不振搗混凝土先進的混凝土施工工藝采用后，加速了鋼管混凝土構件的施工進度。在橋梁中架設的空鋼管拱肋可以作為澆筑管內混凝土的模板，很好地解決了大跨度發展的材料自重大和施工困難的問題。

(四)經濟效益好

鋼管混凝土能夠有效的地發揮混凝土和鋼材兩種材料的性能，使其得到更為合理和充分地利用。與普通鋼筋混凝土鋼材相比，鋼管混凝土的鋼材用量略高或相同，但可以節省一半的混凝土和約減輕結構一半的自重，而與鋼結構相比，可節約一半左右鋼材。因此，采用鋼管混凝土結構具有良好的經濟效益。

二、鋼管混凝土運用在拱橋上的優點

(一)鋼管具有很好耐側壓性能的模板，又可以作為鋼筋受力，因此，在鋼管混凝土構件中，鋼管可適應先進的泵送混凝土工藝，且兼有縱向筋和橫向筋的雙重作用。

(二)在鋼管混凝土拱橋施工時，首先架設鋼管再澆混凝土，鋼管混凝土結構與鋼筋混凝土拱肋相比，架設鋼管時重量輕，架設方便，施工快捷，拱肋運輸和吊裝重量也要小的多，安裝也簡單，綜合經濟效益高，同時促進了拱橋向更大跨度的方向發展。

(三)與常用的鋼筋棍凝土拱橋相比鋼管混凝土拱橋能夠解決混凝土的開裂的問題。

(四)鋼管混凝土結構通過往薄壁鋼管內填混凝土，增強了鋼管壁的穩定性，同時鋼管側向約束對混凝土有套箍作用，從而使混凝土具有更高的抗壓和抗變形的能力。

(五)與鋼筋混凝土結構相比，鋼管混凝土拱橋的拱肋自重小，架設費用和材料費用相對較低，施工快，工期短，綜合經濟效益高。

三、鋼管混凝土拱橋的施工控制

采用鋼管混凝土在大跨度拱橋的實際施工中，各施工階段的位移值、撓度、預拋高值雖然可采用各種施工計算方法算出來，但在實際施工中，會出現測量誤差、觀測誤差、安裝誤差等，使這些理論值與結構的變形不一定相同。或者是由于設計時所采用的設計參數與實際工程中所表現出來的參數不完全一致而引起的。隨著鋼管混凝土拱橋拱肋施工長度的增加，這種偏差會逐漸累積，如果不采取有效的控制和必要的調整，鋼管混凝土拱橋的拱肋標高將偏離控制目標，影響成橋后的線形和橋面行車等使用。據統計，拱橋的垮塌事故大多發生在施工過程中，因此，在施工過程中拱橋的安全是十分重要，必須進行施工監控大跨度拱橋中鋼管混凝土拱橋在施工過程中的變形及受力，避免因失穩或過大的應力而造成事故。施工控制技術是大跨徑鋼管混凝土拱橋建設的關鍵之一，橋梁在施工過程中必須加強現場施工控制工作。

(一)施工控制的基本原則

在鋼管拱肋吊裝施工階段，拱軸線型與設計應當相符合，而在成拱后泵送鋼管內混凝土時，要保證結構的整體內力和變形的合理安全，施工橋面系時應以高程控制為主，吊索、扣索張拉時應以索力控制為主，這樣才能確保成橋后橋面平順，行車舒適。同時，為保證施工過程中的安全，滿足結構穩定性的要求，應密切關注控制拱肋截面的應力發展。而高程控制為主除控制吊點高程外，還需要注意控制拉索的索力偏差。線型的控制、高程的控制主要是在澆注混凝土施工前來調整，因此，應根據施工方法和結構本身的特性的不同，在鋼管混凝土拱橋的施工過程中，采用相應的控制方法。

第6篇：橋梁工程發展史范文

基于對高職院校英語教學現狀的反思，并以高職英語課程開發與教材建設這一課題為依托，我院英語教師對學院道路與橋梁專業2014、2015級學生的英語授課進行全方位改革，嘗試基于工作過程的道橋職業英語課程開發，并就課程改革過程中遇到的問題和取得的成果進行論述。

關鍵詞：

高職英語教學；道橋職業英語；課程改革

高職院校的英語教學普遍存在學生基礎差、學習興趣低，教師教學難度大的問題，通過教改提高教學水平和效果是所有高職英語教師需要思考的難題。而“能力本位、工學結合”的辦學模式決定了高職院校不得不壓縮基礎課的授課時間。如何在有限的課時內，提高甘肅交通職業技術學院英語的教學質量，已成為我院英語教師亟待解決的難題。為此，在我院道路與橋梁專業2014、2015級學生的英語授課中進行全方位改革，筆者就一年多在教學改革實踐中遇到的問題和取得的成果進行探討，以下是一些心得體會。

一、我院道橋專業英語教學存在的問題

（一）我院道橋專業學生英語的學習現狀

我院道橋專業學生主要來自甘肅省內參加高考的普通高中畢業生及參加甘肅省轉段考試的中專、職高、技校等學校的學生。學生的文化基礎相對薄弱，而英語也是大部分同學的失分科目。大部分同學對英語學習所持的態度是在不掛科的基礎上學習一些與自己專業相關的簡單的英語知識。

（二）道橋職業英語相關教材的匱乏

職業英語教學改革首先要進行教材的改革。統觀目前市場上推出的各種高職英語的相關教材，我們很容易發現其共同點：一是教材中的絕大多數話題都過于大眾化，沒有專業特色；二是大多數教材都是按四個學期來編排，而我院道橋專業英語只有兩個學期的授課任務，根本無法完成一套教材的學習。鑒于此，我院英語教師必須根據學院的辦學實際和專業來研發一套具有道橋特色的道橋職業英語教材。

（三）英語教師的專業知識水平有待提高

我院現有在編英語教師6名，除一名是理科類科技英語專業外，剩下5名全是文科類英語專業畢業生。前幾年由于基礎英語的課時量飽滿，很多老師一周的授課任務多達20個課時以上，每天滿滿的授課任務使老師無暇他顧，在行業知識的拓展方面做得很少。近些年由于基礎英語課時的急劇縮減，部分老師到了第二學期甚至無法達到學院規定的課時量。很多老師意識到想要爭取更廣闊的發展空間，光有基礎英語是遠遠不夠的，還得根據學院的辦學特色不斷獲取新的行業知識。

二、基于工作過程的道橋職業英語理念的引入及其必要性

語言學家Dudley-EvansandSt.John認為，傳統意義上的專門用途英語（ESP，EnglishforSpecificPurposes）分為兩大領域，即學術英語（EAP，EnglishforAcademicPurposes）和職業英語（EOP，EnglishforOccupationalPurposes）。根據道橋專業學生畢業后的工作性質要求，對于高職高專道橋相關專業畢業的學生來說，如果在涉外工作中能夠聽懂工程進度所涉及的相關話題并給出簡單回復，能夠看懂相關儀器，比如水準儀的英文說明書，能夠在涉外工程項目中翻譯英文的標書，并用英語解決工作過程中遇到的基本的問題，那么這個學生的高職英語教學就是成功的，這也恰恰體現了職業英語的實用性。

三、我院道橋專業英語教學取得的一些成果

首先，編寫了《道橋職業英語》校本教材。該教材是學院英語教師在請教專業課老師，并翻閱相關書籍和資料的基礎上編撰而成，全書分九個項目，題材與學生專業相關，文章淺顯易懂，便于模塊化教學的開展，例如，教師在進行engineer－ingmeasuremen（t工程測量）這一大模塊時，由水準儀的英文操作說明導入新課，之后又簡單介紹了幾種常見的測量技術，體現了“職業”這一特點。該教材試用了一學年，學生反應良好，目前仍在修訂中。其次，以項目為載體實現了基于工作過程的道橋職業英語課程改革的初衷。例如，在進行bridgeengineering（橋梁工程）這一模塊的學習時，其中一個子項目是教師先讓學生分組提前搜集國內外著名橋梁的英文資料，課堂上進行展示和討論，之后讓學生用簡單的英語總結橋梁的發展史和橋梁的基本結構和類別，使學生切身體會到自己是在用英語解決與專業相關的知識，英語的應用能力和專業素養同時得到了提升。基于工作過程的道橋職業英語開發目前在我院仍處在一個初級階段，要全面實現基于工作的道橋職業英語開發，還需要教師今后的不斷探索、修善和創新。唯有如此，高職英語教學才能真正提高學生的英語應用能力，更好地服務社會。

作者：李芳霞 單位：甘肅交通職業技術學院

參考文獻：

[1]黃萍.專門用途英語的理論與應用[M].重慶:重慶大學出版社,2007:14-45.

第7篇：橋梁工程發展史范文

土木工程是建造各種工程設施的科學技術的總稱。其不僅包括施工材料、施工設備、勘測、設計、施工、保養維修等技術活動；還包括工程建設對象，也就是建造在地上、地下、水中，可能直接或者間接服務于人類生活、軍事、生產、科研等的工程設施，如，房屋、鐵路、橋梁、道路、港口、給排水工程等。土木工程施工發展時間比較長，起始于新石器時代，經過文藝復興時期一直到現在。在不斷的發展過程中，土木工程施工技術也得到了快速的更新。發展到現代社會，土木工程已經成為了一門綜合性的大型學科，并且出現了很多的分支，如，建筑工程、鐵路工程、橋梁工程、道路工程、港口工程、給排水工程等。除此之外，隨著土木工程的不斷發展，土木工程施工技術越來越先進，在一定程度上，促進了土木工程建設的可持續發展。并且，在科學技術水平不斷提高的形勢下，對土木工程施工技術的要求也越來越高，進而為了達到社會發展需求，就一定要對施工技術進行創新，同時充分應用于土木工程建設。

2土木工程施工技術控制

2.1早期施工技術

土木工程施工技術的變化是隨著結構形式、施工環境、施工材料的不斷變化而變化。在土木工程施工中，早期施工技術主要包括以下三項。

2.1.1樁基礎施工技術

此項技術是地基基礎施工技術中的基礎方法。在進行樁基礎施工的時候，施工人員一定要選擇恰當的樁型，對單樁基與群樁設計進行全面的考慮，進而保證樁基礎施工質量達到預期標準，并且，在設計群樁的時候，一定要對不均勻沉降問題進行考慮，這樣才可以保證施工的順利完成；在進行預制樁吊運操作的時候，施工人員一定要加強對吊運的控制，避免出現沖擊與振動的情況，影響成樁質量；在進行樁基鉆孔與灌注施工的時候，一定要盡可能完善樁的定位放線、鉆機垂直度校正、鉆孔清土、灌注、混凝土攪拌、鋼筋籠制作與安裝、成樁驗收等工作，并且對成樁質量進行全面的檢測，進而達到預期的施工標準，保證工程施工的社會效益與經濟效益。

2.1.2混凝土結構施工技術

混凝土是現代最主要的建筑材料。在土木工程施工中，混凝土結構施工技術是一種較為常見的技術手段。此項技術中較為常用的方法就是預制法與現澆法。預制法就是指在混凝土施工結構中得到了人們的廣泛認可與應用，此方法具有性能高、成本低的特點，在土木工程建設中得到了廣泛的應用。除此之外，在土木工程實際施工中，一定要保證預制膜尺寸的精準，并且嚴格按照施工順序展開操作。相對于預制法而言，現澆法的應用要更早一些，此種方法主要就是在施工現場中進行支模，并且展開混凝土澆筑，完成土木工程施工。

2.1.3鋼結構施工技術

在土木工程施工中，鋼結構施工技術也是一項非常重要的技術手段。此種技術手段主要集中于構件吊裝操作中。在實際施工之前，施工人員一定要對施工現場進行全面的清理，并且開展道路修筑、裝備檢查、構件運輸等基礎工作，保證鋼構件可以按照施工順序進行有效的運輸；對于運輸至施工現場的鋼構件而言，一定要用具有足夠支承面的木枕進行墊底，盡可能將其放置在起吊位置，確保鋼結構摩擦面的干燥、清潔，達到預期的質量要求。在土木工程鋼結構連接施工中，一定要選擇最為恰當的連接方式，保證連接位置的精確，防止出現鋼結構薄弱點，影響土木工程質量。

2.2創新施工技術

隨著土木工程建設規模的不斷擴大，施工技術在施工過程中發揮的作用越來越重要，對工程質量安全有著決定性的作用。近些年來，施工技術在土木工程建設中得到了廣泛應用與發展，出現了一些創新施工技術。

2.2.1深基坑支護技術

近些年來，隨著我國經濟建設與城市建設的不斷發展，地下工程建設越來越多。高層建筑地下室、地下車庫、地下人防工程、地鐵站等工程施工中，均需要挖掘較深的基坑。隨著大量深基坑工程的出現，施工工藝、設計計算理論等方面均得到了一定的提升，同時，深基坑支護技術也成為了確保工程施工順利完成關鍵。各種建筑物與地下管線都要開挖基坑，一些基坑可直接開挖或放坡開挖，但當基坑深度較深，周圍場地又不寬時，一般都采用基坑支護，過去支護比較簡單，也就是鋼板樁加井點降水，一般能滿足基坑安全施工，而對于深基坑已不能滿足要求，近幾年來隨著基坑深度和體量的增大，支護技術也有了較大進展，按功能分常用的主要包括以下幾個：一是，支撐系統。常用的有鋼管與型鋼內支撐、鋼與鋼筋混凝土組合支撐等，功能為支承圍護結構側力與限制圍護結構位移；二是，擋水系統。常用的有深層水泥攪拌樁、地下連續墻、旋噴樁等，功能為阻擋抗外滲水；三是，擋土系統。常用的有鉆孔灌注樁、深層水泥攪拌樁、鋼筋混凝土板樁等，功能為形成支護排樁或支護擋土墻阻擋坑外土壓力。

2.2.2新型預應力技術

一般而言，預應力混凝土結構，是在結構承受荷載之前，預先對其施加壓力，使其在外荷載作用時的受拉區混凝土內力產生壓應力，用以抵消或減小外荷載產生的拉應力，使結構在正常使用的情況下不產生裂縫或者裂得比較晚。新型預應力技術也可以稱之為體外預應力，其具有預應力摩擦損失小、操作方便等優勢，在一定程度上，提高了土木工程施工效率。

3結束語

第8篇：橋梁工程發展史范文

文化是建筑的靈魂。中國建筑，是中華民族輝煌成就的標志，在歷史長河中留下了光輝燦爛的一頁。21世紀的競爭將取決于“文化力”的較量，對建筑來說也是如此。前幾年，“歐陸風”大肆蔓延，不從傳統文化中汲取養料，到處不顧條件競請境外建筑師來本地創名牌。在城市化進程逐步加快的今天，大建設中“建設性破壞”時有發生，說明我們對傳統建筑文化價值的近乎無知以及對西方建筑文化的盲目崇拜。世界知名規劃師和建筑師伊利爾•沙里寧說:“讓我看看你的城市，我就能說出這個城市在文化上追求的是什么。”

或許，中西文化的碰撞從來沒有像今天這樣激烈。解放后我們產生不少優秀作品，特別是1959年北京興建的十大建筑，在理論和實踐上都對中國建筑文化傳統有很大的發揚。后來對復古主義的批判、受前蘇聯建筑文化的影響、國民經濟困難時緊縮和調整建筑標準，以及中的“大批判”，都波及到建筑文化的發展。改革開放本是建筑文化發展的大好時期，卻又受到“歐陸風”的侵襲。有一種誤解:承認中國建筑文化很有特色，但這些傳統已經與現代的技術和材料不相適應，是過時的文化，因此在是否需要發揚傳統的問題上猶豫不定。我們說，只有民族的，才是世界的。在建筑領域五光十色異彩紛呈的形式下，更要把握住自己，不能迷失了自我。梁思成早就提出，歷史上每個民族的文化都產生了它自己的建筑，隨著文化而興盛、衰亡。任何新的文化、包括建筑文化，都離不開歷史的沉淀和積累，只是我們怎樣去把握和傳承的問題。

當今建筑市場的紊亂也是導致建筑文化品位低落的原因之一。建筑業繁榮是事業發展的標志，是文化高漲的象征。但由于專業篡行，專家錯位，給建筑的文化品位帶來不幸。工程師多但真正行家里手少，開發商承包商多，而建筑師設計師少，樓盤多而有個性的少。學建筑的要受非學建筑的制約，方案競賽中選中的不是最佳方案，而是錢能通神，怪現象多。城市不像城市，鄉村不像鄉村，鄉村拙劣仿造大賓館，到處是鋼筋水泥，沒有一點鄉村味道。云南麗江竟蓋了幾個像希爾頓那樣的星級賓館。一座座花費了大量金錢卻無個性的建筑拔地而起，一個個面目雷同的新興城市遍布各地，原有的古建筑群落受到新建筑的污染和破壞，完全忽略了民族建筑風格的發揚和保護。到處都是白瓷墻，藍玻璃，一看就知道是中國建筑，外國人稱，這是廁所瓷磚貼錯了弄到外墻，而國人以為這就是氣派，就是豪華。北京城在不斷的拆遷建設中把舊城風貌改造得支離破碎，令人痛心。中國的建筑師在哪里，21世紀中國現代建筑往哪里去?中國建筑協會副理事長張祖剛對于北京老城的快速消失深感痛心，對于北京一些新建筑的出現無比遺憾，缺乏品位的現代建筑越來越多。雨果曾說:“建筑藝術是最偉大的產物而不是個人的產物，不只是天才們的杰作而是平民百姓的勞動結晶，是一個民族留下的寶藏，是世世代代的積累，是人類社會不斷升華的遺留物。”

由此可見，建筑不但是藝術，更是一個民族文化的重要組成部分。面對全球強勢文化，中國建筑顯得無所適從。被建設部授予“中國建筑大師”稱號的張開濟，幾年前與吳良鏞、貝聿銘等一起給中央寫了一封信，呼吁北京不要大拆大蓋了，寫字樓、大賓館先不要蓋了，否則，古老的有價值的建筑還沒想好怎么辦就一片片消失。利益是暫時的，而遺憾是永遠的!英國倫敦這些年城市發展很快，但建設部門總是努力保持著這些街巷古老的特色，即使是擴建街道，興建新的公共設施，也要在保護這些古街巷的前提下進行。這些小街巷不準車輛通行，只供行人步行。倫敦人這么小心翼翼地保護著這些這些看上去很丑陋的小房子，讓人產生一種深深的敬意。這就是城市的文化，城市的品位和城市深厚的底蘊了。德國的柏林也是這樣。作為首都，柏林只有一百多年。正因歷史短，他們才更加珍惜僅有的東西。100年以上的建筑都是歷史文物，須無條件保留。即使是拆除一棟沒什么特色的民居，都必必經城市建設部長的批準。走在柏林，仿佛走在19世紀的大街上。他們原汁原味地保護了原有建筑群落，你會發自內心地感嘆這座城市歷史的悠久和文化的深厚，你覺得不僅僅是在趕路，而同時是在參觀一座巨大的古跡陳列館。中國建筑師在國際上處于弱勢的一個重要原因在于“西學”與“中學”的根基都不夠，相比之下“中學”的根基尤為薄弱。還原歷史，修舊如舊。如果我們在建筑文化研究中能以審美的意識發掘遺產，當能另辟蹊徑，豐富建筑的文化內涵。像中國這樣悠久的國家，除列入保護名冊的歷史文化名城與歷史街區外，可以借題發揮大做文章的城市與地段俯拾皆是，就看你如何去發揮，去構想，去創造。要正確處理好名城保護、規劃、建設與經濟發展的關系，使名城既有傳統感、又具現代感，做到兩者交相輝映，體現出自己的特色，提高名城的文化品位。“近代哈爾濱的城市建筑體系是以西洋建筑為主體的構成體系，其中，以新藝術運動、裝飾藝術運動和現代主義建筑為代表的西方現代建筑是20世紀上半葉歐美建筑發展的主導潮流。這樣一些代表世界建筑發展方向的摩登建筑能夠同時性地出現在近代哈爾濱的城市建筑中，這在中國近代建筑體系中具有重要意義。”

1990年，黃山被聯合國教科文組織列入世界自然文化遺產名錄，確立了它在世界上的地位。黃山是中國的名片，在1000多年的建設歷史中，留下的古觀寺廟、險塞關隘、游道平臺、亭閣、橋梁、門坊等數不勝數。這些建筑已成為黃山文化景觀不可缺少的部分。“一個沒有歷史的城市，是一個貧血的城市，是一個趣味低級的城市;一個不懂得保護歷史的城市，是一個沒有品位的城市，更是一個沒有靈魂的城市。”

2建筑藝術與藝術建筑

建筑作為名詞，指人們用石材，木材等材料搭建的一種供人居住和使用的物體，如住宅、橋梁、場館、寺廟等。作為動詞，在土木工程范疇，建筑是指興建房屋之類或發展基建的過程。但這些描述遠沒有揭示出建筑的內涵與外延，建筑實際是實用價值與審美價值、工程技術手段與藝術手段緊密結合的美術門類。建筑的本質是人類建造以供居住和活動的生活場所，所以，實用性是建筑的首要功能;不過隨著人類實踐的發展，物質技術的進步，建筑越來越具有審美價值。車爾尼雪夫斯指出，“建筑作為一種藝術，比其他各種實際活動更專一無二地服務于美感要求”。由此看來，建筑是不能不講究藝術的。

就總體而言，建筑藝術與工藝美術一樣，也是一種實用性與審美性相結合的藝術。在閩西南山區腹地，客家人聚居的一帶山莊，遍布著一座座環形的圓樓，它以其古樸、粗獷、莊嚴、雄渾的風格與精巧玄妙的建筑工藝，吸引著中外建筑專家與游客前來參觀、訪問，它被贊譽為“遺落的古月”、“建筑的奇葩”、“神話般的山區建筑模式”、“獨一無二的世界建筑藝術”。建筑藝術的成敗不僅在于建筑者自身，還在于使用者對于建筑藝術語言的共識度。建筑者通過美學的感悟和藝術分析，充分發揮自己的創作才能，設計出了大量有特色的優秀作品，這些作品有文化、有內涵、富有人情味，具有地域特色和時代氣息，把建筑藝術推向一個多元化發展的新階段，進而產生了眾多的建筑風格。建筑風格按國家地區與民族分，有歐陸風格、地中海式風格、非洲風格、拉美風格等;按建筑物的類型分，有住宅風格、別墅風格、宗教建筑風格等;按照歷史發展流派分，有古希臘風格、古羅馬風格，歐洲中世紀風格，文藝復興風格等。建筑藝術是環境藝術。環境是建筑中不可缺少的一部分，建筑環境是人們賴以生存的空間，無論是工作、生活與學習都離不開環境的影響，建筑藝術追求的就是和建筑環境的高度和諧。建筑是人類創造的最偉大的奇跡和最古老的藝術之一。從古埃及大漠中的金字塔、羅馬的斗獸場到中國的長城，無不閃耀著人類智慧的光彩。建筑藝術是空間藝術，合格的建筑師對建筑空間要有自己文化上的理解，建筑在存在意義上可以說是空間意義上的延長。建筑藝術的元素是光、影與墻和空間，表現形式是四維空間。建筑美不僅在于實體，更在于虛體;不僅在于時間，更在于空間。外部空間組織也是十分重要的，建筑藝術不能不考慮外部空間。與今天雜亂無序、建筑與環境失衡的城市空間相比，和諧、有機的傳統建筑外部空間逐漸吸引了各類學者的關注。

人類需要藝術性強的建筑，哪怕你搭一個最具有實用價值的谷倉，也還是要講究一下為好。建筑與人類生活有密切關系，它用其巨大的藝術表現力與人類文化構成深刻的對應關系，世界上杰出的建筑藝術作品都是文化最鮮明、最深刻也是最長久的體現。作家果戈里說:“建筑是歷史的年鑒。”我國侗族建筑就很有講究。“侗族桿欄式建筑門的結構，既有遮風擋雨、隔濕避瘴的生態適應功能，又具有文化功能、建筑審美功能和藝術特色。它蘊含著侗族生態建筑宇宙觀和原始信仰體系中的‘生命神性’，其開放性空間結構構成一個人性的封閉空間。它既是建筑空間人性化的表述，又是對‘人宅相扶，感通天地’的‘天人合一’生態建筑宇宙觀的深度表述。”

雨果稱建筑是“石頭的史書”，他在《巴黎圣母院》中說過:“人類沒有任何一種重要的思想不被建筑藝術寫在石頭上。”人們無時無處不在感受著建筑的美。漫步街頭，你會為儀態萬千、新穎別致的現代高樓大廈所吸引，你也會被絢麗多姿、聞名遐爾的古代建筑藝術所陶醉。建筑具有雙重屬性，教皇亞歷山大有名言:“真的有價值的是實用，華麗的光環卻是跟感官借來的”。其他品類比如文學、音樂、繪畫與建筑是不同的，它們是精神產品而不是物質產品。建筑既是物質產品，也是精神產品，其藝術性體現在建筑的功能、目的和方法、手段的和諧統一之中。建筑作為物質產品，體現著一定時代的物質文化生產水平，作為精神產品，其視覺形象體現了一定時代的審美觀。我們追求藝術性的建筑，是為了讓建筑給我們帶來適用的同時，也帶來美的享受。哪怕是最簡單的、最實用的建筑，我們也不希望看到劣質的材料，不合理的設計，混亂的架構，面目可憎的外形。在豐富多彩的中國古代建筑藝術中，塔是給人以“建筑美”的建筑類型之一。“位于北京廣安門外的天寧寺塔是一座典型的遼代八角密檐磚塔，其造型優美，古時從西南方進北京城遠在十幾里外即可見到這座佛塔聳立在地平線上，是北京城的重要地標之一。”

再如橋梁，不僅具有使用功能，還具有觀賞功能，為城市起到美化作用。優秀的橋梁作品常被視為城市的標志與驕傲，甚至成為時代的象征、歷史的紀念碑和游覽的勝地。橋梁美學是一門涉及面極廣的學科，既有美學基本原理，又有橋梁工程的結構概念。古埃及、古希臘、古羅馬，在磚石結構的技術條件下從梁板結構，發展到拱，發展到穹隆，到高直建筑的磚石框架結構;古代勞動人民，運用簡陋的技術創造出了諸如金字塔，斗獸場，雅典衛城這樣氣勢宏偉的杰作，古代西方能工巧匠的智慧在各類建筑中發揮得淋漓盡致。如果審美迷失，藝術缺失，只有建筑而沒有藝術，只有居住功能不具備審美功能，肯定會被歷史所忽略。建筑是科學與藝術的統一，但最終是藝術。

3生態建筑、節能建筑與環保建筑

所謂生態建筑，是指將建筑看成一個具體的生態系統，達到經濟、自然和人文的三大生態目標，還必須實現生態健康的“五化”(凈化、綠化、美化、活化、文化)指標，達到一種高效、低耗、無廢、無污、生態平衡的標準。2008年10月25日，作為第三屆中國國際建筑藝術雙年展的主題，《城市、建筑與生態》論壇在北京序幕。專家學者齊聚一堂，圍繞業界最關注的如何建造可持續發展的生態城市這一熱點問題，展開了精彩討論。黨的十六屆三中全會提出了“以人為本，全面、協調、可持續發展”的科學發展觀，是我國全面實現小康社會的戰略思想。同志指出，要加快轉變經濟增長方式，將循環經濟的發展理念貫穿到區域經濟發展、城鄉建設和產品生產之中，使資源得到最有效的利用。在加快建設社會主義新農村，特別是搞好城鎮村的規劃和建設上，我們應切實將循環經濟的發展理念貫穿到農村經濟社會發展過程中去。

生態一詞，古代是顯露美好的姿態，或者指生動的意態。后來通常指生物的生活狀態。簡單地說，生態就是指一切生物的生存狀態，以及它們之間和它們與環境之間環環相扣的關系。生態學，是動物與植物之間及其對生態系統的影響的一門學科。如今，生態學已經滲透到各個領域。要保護和改善生活環境，就必須保護和改善生態環境。我國環境保護法把保護和改善生態環境作為其主要任務之一，正是基于生態環境與生活環境的這一密切關系。生態環境并不等同于自然環境。自然環境的外延比較廣，各種天然因素的總體都可以說是自然環境，但只有具有一定生態關系構成的系統整體才能稱為生態環境。僅有非生物因素組成的整體，雖然可以稱為自然環境，但并不能叫做生態環境。要完成一個建筑項目，有效的計劃是必需的，無論設計乃致最后完成都需要考慮到整個建筑項目可能會帶來的環境沖擊。萊特是現代建筑四大師之一，全美20世紀十大傳世建筑，他一人就占了四席，非科班出身但奇思妙想不窮。他的落水山莊名列十大傳世建筑之首，這是一座建在瀑布上的房子，美得絕倫。建筑是不可能脫離空間而進行的，所以不能不考慮環境;建筑的目的主要是為了人，因而又不能不顧及生態環境。近年來，全國各地都興建了大量的節能建筑。

建筑節能是一門跨學科的技術，它集成了規劃、建筑學及材料、土木、環境、機電、設備、熱能、信息等工科的專業知識，同時，與之密不可分還有社會學等人文學科。但是，建筑節能領域存在很多技術及質量問題。節能就是盡可能地減少能源消耗量，生產出與原來同樣數量、同樣質量的產品。建筑是一門藝術，節能是一項國策，藝術與國策完全可以統一于建筑中。什么是建筑學?國際建協華沙宣言指出，建筑學是人類建立生活環境的藝術和科學。因此，建筑與環境是密不可分的，建筑總是在特定環境中，是整體空間結構的一部分。1989年5月聯合國環境署理事會通過了“關于可持續發展的聲明”。之后，1992年在巴西里約熱內盧發表了“二十一世紀行動綱領”，提供了更詳盡的發展藍圖，可持續發展包含的“需要與限制”、“進步與極限”等內容，賦于建筑學一種新的環境意識及認識世界的角度，它是建筑師的職業責任核心之一。“可持續發展觀的提出是人類發展史上的里程碑，它為人類社會的發展指明了方向。”

建筑時一定要將建筑節能融入設計中，要提高能源利用效率，降低民用建筑使用過程中的能源消耗。隨著生活水平的提高，人們對住宅周邊環境的要求越來越高，開發商為了住宅銷售和價格定位，往往偏重有利于銷售的要素，使住宅面向風景優美、視野開闊的方向。通透外飄窗、落地窗比比皆是，而對節能要素不予考慮。許多購房者在選購住房時，往往注重房子的價格、戶型、位置、環境等，幾乎不去過問節能等工程質量的問題，甚至根本不懂什么是建筑節能。目前我國新建建筑有99%是高能耗建筑，只有不超過5%采取了節能措施，單位建筑面積采暖能耗為發達國家新建建筑的3倍以上。小區規劃布局時未從節能角度考慮建筑的最佳朝向，只是簡單考慮日照和通風等影響。夏熱冬冷地區盲目套用國外寒冷地區的建筑方案。有的地方建筑設計只考慮護結構的隔熱和加強建筑的嚴密性，而忽視由于封閉陽臺帶來的附加溫室效應，導致南向過熱以及各不同朝向房間嚴重的熱力失調。對亞熱帶氣候特點的節能技術，主要有自然通風、遮陽、隔熱以及自然能的利用。自然通風優良的住宅，空調能耗也會大大降低。建筑業有一種說法:“浪費就是美”。在這種思想下，很多建筑徒有美觀卻不節能。除了設計之外，建筑材料是否節能也值得考慮。比如屋頂材料，外墻材料都十分重要。提倡利用自然資源，遵循建筑與環境共生的原則，建筑設計應充分利用自然，保護自然，而非改變自然，特別是具有特色的自然地貌，應充分利用。如車庫、公共區域以及住宅的客廳臥室都盡量使用自然光，利用太陽能技術為室外廣場燈、草坪燈提供電源;利用風力發電補充公共照明的電源，將自然光源引入地下一層，減少公共照明負荷;采用雨水回用技術進行綠化灌溉及清洗車輛等等。

第9篇：橋梁工程發展史范文

有一類具有共同演化特征的產業在19世紀末逐漸形成，并在二戰后導致了全球經濟和社會的巨大變化，而進入21世紀，這類產業逐漸成為國家經濟的新引擎。這類產業的發展與科學進步有很強的關聯性，將其稱之為“基于科學的產業”。基于科學的產業可能推動整個經濟范式的改變，這充分體現在19世紀現代電氣工業與化工業及20世紀半導體對整個經濟范式的改造。而21世紀生物化學、生物醫藥、新能源、新材料等產業的影響初見端倪，逐漸成為國際產業競爭的焦點，也成為各國政府所密切關注的產業。改革開放三十多年來，我國在水利工程、機床制造、家電業等基于技術的產業領域取得了很大成就，但主要是基于產品和工藝技術、工程技術的改良。而在基于科學的產業領域，盡管我國在政策、投資、研發、新技術產業化等方面都進行了諸多努力，但發達國家相對于我國始終保持著較為穩定、強勁的競爭優勢。我國在上述產業領域的趕超存在諸多困難，在于沒有厘清基于科學的產業其獨特的現象和發展規律。本文通過訪談劍橋大學工程系石墨烯中心以及北京大學醫學院心血管科的研究人員獲得一手資料，結合二手數據分析心電圖和石墨烯兩個產業的發展歷程，分析并提出了基于科學的產業“積淀—突破—爆炸式增長”的發展模式以及該模式中的三類關系，即科學與技術的Z字形互動關系、核心產品與衍生產品的關系以及形成主導設計后本產業與其他產業的融合。

1文獻回顧與分析框架

1.1基于科學的產業概念的界定基于科學的產業有其一系列獨特的發展規律。如科學在該類產業發展中始終起著關鍵作用，是每一次產業根本性進步的發端；經歷長期的基礎科學研究的積淀，往往出現科學上的根本性突破，引發爆炸性的科研浪潮，形成平臺，支撐科學、技術、產業的快速發展；當產業的核心技術形成及核心產品結構定性后，技術往往與其他產業技術融合或向多個產業擴散。上述基于科學的產業中的技術進步現象用現有的六代創新模型都難以解釋。由于這六代模型形成時的商業環境和產業環境與現代有很大差異，導致其并沒有洞察這種新發展范式的特點。通過對六代創新模型的總結發現，后三代創新模型側重于關注創新的組織模式，前三代模型更多地關注創新的原始動力。然而由于20世紀50年代到80年代的經濟環境，學者們并沒有關注科學作為一種重要的創新原始動力對創新的獨特影響（如表1所示）。自20世紀70年代起，學者們開始專注這類基于科學的產業。Gibbons和Johnston首次提出了“基于科學的產業”這個概念，認為有一類產業，相對于其他產業，其技術創新明顯更加依賴于科學進步。Nelson和Winter在其《經濟演化理論》一書中對不同產業的技術創新進行了實證研究，提出了兩類技術體制，即“基于科學的技術體制”和“積累性的技術體制”。他們認為在前者產業中，技術創新的原始動力是產業發展的外生變量，如大學基礎科研的突破；而后者產業中，技術創新更多地依靠產業內部的技術積累。其他學者們也發現了這類產業的特性，并對其進行了研究。在總結上述學者研究的基礎上，本文將產業分為兩類：基于科學的產業：產業發展強烈地依賴于科學研究，產業的核心技術進步普遍地、一貫地、強烈地依賴于科學新發現。典型產業如生物化學、制藥業、有機化學、化妝品業等。基于技術的產業：產業發展對科學研究依賴性弱，該產業的技術進步主要表現為技術自身的演化，也就是由已有技術的突破、改進、組合、調整、變形而形成的新技術。典型產業如水利工程、道路橋梁建設、家具業、印刷業等。前人對上述兩類產業的特點進行了描述，在此基礎上分別將基于科學和基于技術的產業特點總結如下。基于科學的產業特點：（1）創新顯著地來源于科學研究成果。（2）創新源往往來自企業外部，多為公共研究部門。大學和研究所參與創新的程度很高，產學研是最典型的創新模式。產品和工藝等創新的本質是將科學新發現商業化。（3）企業與公共研究部門保持密切聯系來獲得外部知識成為創新成功的關鍵要素。（4）產業的技術創新機會豐富，科學上的進步創造了一系列的潛在產品。（5）R&D投入強度很高。（6）在這類產業—科學關聯中，往往是產業與其所基于的科學兩個領域發展都不成熟。例如生物醫藥業，該產業處于成長期，所基于的科學領域——生命科學、生物醫學也處于快速發展時期，不斷有新的研究發現[11]。基于技術的產業特點：（1）創新是技術本身的發展或工程活動的結果。（2）企業創新能力主要來源于組織內部積累性的學習過程。（3）創新成功的關鍵要素在于本企業的技術投入、技術積累以及對各種技術知識和能力要素的整合。（4）技術創新機會的增長相對穩定。（5）R&D投入強度相對較低。（6）在這類產業—科學關聯中，往往是產業處于成長期或成熟期，而相關的科學領域發展比較成熟。如公路、鐵路橋梁工程、船舶制造、機床制造等工程領域，對應的機械原理、工程學等相對成熟、穩定，在較長的時間內沒有突破性的新發展。

1.2基于科學的產業發展模式的分析框架經典的產業發展模式分析一般重點關注技術和市場（或產品、產業）兩個維度的演化問題。技術維度的分析主要涉及Dosi的技術范式和技術軌道理論，Christensen、Kim等人提出了技術成長曲線理論以及Galvin、Probert總結的技術路線圖工具。市場、產品、產業層面主要涉及Vernon的產品生命周期理論、Abernathy和Utterback的A-U模型以及Gort和klepper的產業生命周期理論。由于本文的研究對象——基于科學的產業其發展強烈地依賴于科學研究，產業的核心技術進步普遍地、一貫地、強烈地依賴于科學新發現，本文將科學作為一個維度來分析該類產業發展與科研的關系。同時，通過初步的數據分析，發現基于科學的產業存在普遍的產業融合現象，為了研究產業融合問題，本文將相關產業設為一個與科學、技術、產業平行的維度進行分析。

1.2.1分析的維度科學：重點關注重大的科研事件，剖析科研事件之間的聯系，如核心科學突破與科學進步之間的關系結構以及對技術發展的影響。技術：關注技術突破的典型事件，技術突破之間的關系，技術突破對科學的影響，以及技術突破對產業發展的影響，如技術興起對產業興起的影響，主導設計對產業發展的影響等。產業：關注早期市場需求的形成、早期產品的形成、何時開始產業化并出現專利、核心產品與衍生產品等典型產業發展事件。其他產業：關注相關產業技術對所研究的產業的影響，分析產業融合問題。

1.2.2關注的指標時間及順序：需要關注關鍵事件的發生時間及順序，例如技術、產業興起的時間節點，科研積淀、核心科學突破、主導設計確立、產業融合發生的時間區間，以及發生的先后次序。通過時間順序初步推斷事件間的因果關系。維度間的關系：關注4個維度的相互關系。在基于科學的產業這個分析背景下，在整個產業發展的系統中，重點關注科學與技術之間是什么關系，技術如何影響產業，產業間的融合又產生什么影響等。

2基于科學的產業發展案例

2.1研究方法與數據來源考慮到“基于科學的產業”這個研究課題尚未形成成熟的理論體系，本文選取心電圖產業和石墨烯產業進行探索性案例研究，通過歸納法進行理論構建。選取心電圖和石墨烯兩個產業的原因在于這兩個產業是典型的基于科學的產業，心電圖的發明和石墨烯的成功制備分別獲得了1924年諾貝爾醫學獎和2010年諾貝爾物理學獎，兩個產業的發展都持續地高度依賴于科學研究。本文通過對心電圖和石墨烯兩個案例的研究，探討基于科學的產業的發展模式。案例資料數據來源：（1）科學論文：主要涉及心電圖、石墨烯技術路徑方面的文獻。（2）圖書：關于心電圖、石墨發展史的圖書。（3）訪談：分別對北大醫學院心血管內科、劍橋大學工程系石墨烯中心的研究人員進行了訪談，收集了一手數據。心電圖領域的訪談主要涉及心電圖科研成果、技術、產品的關系以及在臨床上的應用等。劍橋大學工程系石墨烯中心在全球石墨烯研究處于領先地位，筆者對該中心的幾名研究人員進行了訪談，主要涉及石墨烯基礎科研發展之間的關系以及石墨烯的應用前景。

2.2心電圖產業案例概況本文梳理了心電圖領域科學、技術、產業以及相關產業4個層面在發展歷史上的重大事件，厘清了各個事件之間的邏輯關系，總結為表2，并根據表2總結了心電圖產業發展路徑（見圖1）。心電圖產業的發展可以分為早期基礎科研、心電圖興起和近現代心電圖產業發展三個時期。第一時期（17世紀—18世紀）：電的利用，電對生物體組織的影響的觀察以及生物電的發現。17世紀初，物理學家Gilbert、Browne等發現了靜電的存在，在此之后，各種靜電計不斷被發明出來。在靜電計的幫助下，18世紀中葉到19世紀中葉的一個世紀里，Bancroft、Walsh、Sowdon、Galvani、Kite、Nobili等學者陸續發現并驗證了生物電的存在，并通過解剖實驗發現了生物電與肌肉、神經和部分器官（特別是心臟）機能之間的聯系。第二時期（1800—1895）：為了檢測出心電，驗電設備不斷改進，機器靈敏度不斷提高。在19世紀一個世紀里，Oerste、Schweigger、Nobi-li、Thompson、Arsonval、Deprez等學者不斷推動著驗電設備的進步。1858年Thompson發明了鏡式電流計。1872年Lippmann發明了毛細管電位計。由于驗電設備越來越靈敏，新的心電現象得以觀察，很多猜想得到了驗證。1850年，Hoffa證明了電流會導致心顫。1856年Koelliker和Muller利用電流表證明了每一次心跳都伴隨著電流變化。1875年Caton制成了第一份有明確記載的心電圖記錄。1885年Einthoven首次從體表記錄到心電波形。1887年Waller通過毛細管靜電計記錄下歷史上第一個人類的心電圖，證明了人類心臟跳動伴隨著有規律的電流變化并提出“心電圖（electrocardiogram）”一詞。1890年Burch通過數學方法，將毛細管靜電計記錄的數據轉化為圖形。第三時期（1895至今）：第一個精確心電圖問世，心電圖逐漸產業化為一種醫療工具。1895年Einthoven利用改良后的靜電計和1890年Burch改良的數據—圖像算法，檢測到人類心電5種波形：P、Q、R、S和T，成為現代心電治療的基礎。1903年，Einthoven開始與劍橋科學儀器公司商討弧線電流計的商業化生產。1906年，通過心電圖儀（以弦線電流計為基礎）測度的正常和異常心電圖，Ein-thoven首次系統地論述了許多心電醫學現象如：左、右心房、心室肥厚時，U波，QRS波，室性早搏，室性二聯律，心房撲動和完全性心臟傳導阻滯等。自此，有了心電圖儀和通過5種波形表達的標準正常心電圖，形成了現代心臟醫療和設備創新的基本邏輯：醫學家們逐步形成某類心臟疾病的心電圖確診標準—測度心電圖—與正常心電圖對比發現某類波形的異常—心電干預儀器—臨床治療。遵循這種基本邏輯，20世紀初至今，左、右心房、心室肥厚時，U波、QRS波、室性早搏、室性二聯律、房顫、心絞痛、梗死、心動過速等越來越多的心臟疾病被發現并形成確診的心電圖標準。同時，心電圖儀在一個多世紀的時間里也越來越先進，并與其他電路技術、無線技術結合，如1978年晶體管應用于心電圖儀。另外，起搏器、除顫器等心電干預設備得以問世并不斷改良，越來越輕薄，并可植入人體。1924年，Einthoven因發現心電圖機制獲諾貝爾生理學或醫學獎。

2.3石墨烯產業案例概況與心電圖產業的分析類似，本文梳理了石墨烯領域科學、技術、產業以及相關產業4個層面在發展歷史上的重大事件，厘清了各個事件之間的邏輯關系，總結為表3，并根據表3總結了石墨烯產業發展路徑（見圖2）。與心電圖產業不同，石墨烯產業興起于2004年，發展時間短但產業化速度快，科學、技術、產業3個層次間的時滯不如心電圖產業那樣明顯。另外，由于材料產業本身的特點，石墨烯產業與其他相關產業的關聯十分密切。石墨烯產業的發展可以分為早期基礎科研、實驗室石墨烯制備、石墨烯產業化發展3個時期。第一時期（1859—2004）：石墨結構和性質的早期研究，及石墨薄片的分離方法探索。1859年，英國化學家Brodie發現了氧化石墨具有層狀結構。20世紀初，X射線晶體學創立以來，石墨薄片的研究開始興起，科學家們努力嘗試觀察并分離更薄的石墨薄片。另一方面，也有很多科學家認為石墨烯是不可能在常溫下存在的。1918年，Kohlschütter和Haenni通過粉末衍射法發現了石墨氧化物薄片（graphiteoxidepaper）的性質。1924年，通過單晶衍射法發現了石墨氧化物質的結構。1934年，Peierls提出準二維晶體材料由于其本身的熱力學不穩定性，在室溫環境下會迅速分解或拆解。關于石墨烯存在的可能性，科學界一直有爭論。1947年，Wallace率先開始研究石墨烯的性質，這是對石墨三維電子性質探索的開始。在這期間，Semenoff、DeVincenzo和Mele提出了無質量狄拉克方程，提出狄拉克點導致量子霍爾效應（石墨烯的特性之一是存在常溫量子霍爾效應）。隨著電子級顯微技術的發展以及分離萃取技術的發展，科學家們提取出的石墨薄片越來越薄。1948年，Ruess和Vogt發表了最早用透射電子顯微鏡拍攝的少層石墨（層數在3~10層之間的石墨）圖像。隨后，電子顯微鏡觀察到單層石墨。1966年，Mermin和Wagner提出Mermin-Wagner理論，證明不可能存在二維晶體材料。因此，作為二維晶體材料的石墨烯只是作為研究碳質材料的理論模型，一直未受到廣泛關注。然而對石墨薄片的研究熱情依然沒有減退，20世紀70年代，對單層碳原子石墨平面材料的關注超過了其他材料，這期間對石墨的研究主要依靠透射電子顯微鏡。1990年，開始嘗試微機械分離法制作石墨薄片，但到2004年前，薄度一直在50~100層以上。2002年，出現最早的石墨薄片生產技術專利，叫做“納米級石墨薄片”。這是最早的石墨薄片大規模生產的專利。第二時期（2004—2005）：成功分離單層碳原子石墨層，即石墨烯。2004年，Geim和Novoselov首次成功從石墨中分離出了單層碳原子石墨層，即石墨烯。由于上述提取技術，石墨烯的光、電、熱傳導、機械、生物化學、化學傳感等一系列優良性質得以直接觀察。2005年，Kim和Zhang證實了石墨烯的準粒子（quasiparti-cle）是無質量迪拉克費米子（diracfermion），引起一股研究石墨烯的熱潮。自此，眾多科學家投身于石墨烯的研究。第三時期（2005至今）：石墨烯的各種特性被發現，科學成果激發了許多技術創新，產業化迅猛發展。由于成功實現了石墨烯的制備，大大促進了科學研究的進度，石墨烯在光、電、熱傳導、機械、生物化學、化學傳感等多方面的多種優良特性在9年的時間里不斷被發現。如室溫量子霍爾效應、室溫高載流子遷移率、高光電轉換效率、石墨烯薄片與單層氦鍵合形成絕緣的石墨烷、超高等效熱導率和超低界面熱阻等。同時，在9年的時間里，石墨烯的制備方法也有了改善，從最初的昂貴且產量小的機械剝離法到SiC熱解外延生長法、氧化石墨還原法以及目前最常用的化學沉降法，成本不斷降低，產量不斷提升。科學領域，石墨烯的各種優良特性激發了一系列的技術創新，形成了石墨烯包裝材料、石墨烯單分子傳感器、石墨烯高頻電路、石墨烯鋰電池、石墨烯薄膜等。這些技術創新推動了海水淡化、DNA測序、飛機材料、包裝材料、醫用傳感器、電子產品、光通訊系統、防彈衣等領域的發展。Geim和Novoselov因成功制備石墨烯獲得了2010年諾貝爾物理學獎。

3對案例的討論——基于科學的產業發展模式

3.1基于科學的產業中科學、技術、產業互動三角形基于科學的產業遵循積淀—突破—爆炸式增長的發展模式。圖3描述了這種發展模式中科學、技術、產業以及其他產業的互動關系以及技術興起、產業興起、產業融合的現有順序和科學重大突破、核心產品主導設計幾個重要節點形成的時間區間。產業發展中這種互動系統依次經歷技術的興起、產業的興起和與其他產業的融合幾個階段，形成了一個科學、技術、產業及其他產業的互動三角形。在科學的重大突破之前，有一個較長時間的科研積淀。在這個時期，技術和產業層面比較平靜。經過長期的科研積淀，科學研究產生重大突破，形成科學研究、技術創新、產業發展爆炸式的進步，并形成一個發展的平臺，支持相關的創新。科學的重大突破后產業開始逐漸形成。產業經過一定的發展形成核心產品的主導設計。而與其他產業的融合往往出現在核心產品的主導設計形成以后。在這個發展過程中，科學研究往往是每一項新進步的發端，是整個發展的原動力。上述科學研究的重大突破，根本性地提升了科學研究進步、技術創新、產業發展速率，使得整個領域的圖景發生根本性變化。例如人類心電5種波形的發現和標準的確定就是心電圖產業發展的一個“爆炸點”。人類將電療應用于臨床用了將近3個世紀的時間，而早搏，二聯律，房顫，心絞痛，梗死，心動過速等一系列心臟疾病的診斷和治療方法應用于臨床一共經歷了不到一個世紀的時間。總的來看，在爆炸點之前該領域科學、技術和產業的發展都相對平靜，而爆炸點之后，形成了三方面的變化：科學層面，基于人類心電標準波形和心電圖儀器的進步，上述很多心臟疾病得以研究。技術層面，心電標準的形成大大促進了心電圖儀的進步，同時發端于對各種疾病的科學研究，對應的起搏器、除顫器等設備應運而生。產業層面，各種儀器設備越來越便攜和便宜，產業化程度不斷提高。再如，石墨烯領域“爆炸點”以前的平靜和以后的活躍程度對比更加顯著。人類分離石墨烯的嘗試經歷了150年的時間，而之后石墨烯迅猛發展并滲透到各個領域僅僅用了10年的時間。在“爆炸點”之后，科學層面，石墨烯各個方面的性質研究速度增長迅速，新研究成果的公布需要按月衡量。這種速度的暴漲也是因為石墨烯的成功分離吸引了眾多其他相關領域的科學工作者進入該領域。技術層面，各類產品技術在10年的時間里迅速發展。產業層面，石墨烯向海水淡化、DNA測序、包裝運輸、通訊、電子等產業的滲透蓄勢待發。圖3說明的科研核心角色、核心與衍生創新的關系、與其他產業的融合以及科學與技術的Z字形互動關系將在下面中進行論述。這種互動三角形在心電圖產業中表現十分典型，但在石墨烯產業中表現不很明顯。主要是由于石墨烯產業興起僅僅十幾年的時間，整體的三角形互動模式還未完全顯現。

3.2科研在基于科學的產業發展中的角色本文發現在基于科學的產業發展中，科學研究自始至終處于核心地位。這種科研在產業發展中的核心角色并不能被經典產業演化理論所解釋。Ver-non將產品生命周期劃分為導入期、成熟期和標準化期3個階段。20世紀70年代，Abernathy和Utter-back提出了A-U模型，討論了產品創新和工藝創新的關系，并將產品的創新過程分為流動、過度和確定3個階段。Gort和Klepper提出了G-K模型，論述了產品的主導設計。他們按廠商數目對產品生命周期進行劃分，提出引入、大量進入、穩定、大量退出（淘汰）和成熟等5個階段。Phaal提出了產業發展的科學—技術—應用—市場（S-T-A-M）的轉化，認為產業發展的S曲線上，隨時間推移產業發展的核心遵循科學—技術—應用—市場的轉化路徑。Christensen、Kim等人提出了技術成長曲線，認為技術的發展遵循S型路徑成長。Dos（i1982）等學者提出了技術范式和技術軌道的概念。上述理論的一個共同特點是認為在產業發展初期科學研究極其活躍，引領產業的發展，隨后科學研發頻率和規模下降，引領產業發展的核心要素向技術因素、工藝因素和市場因素轉移。然而上述產業演化及創新理論都未能解釋本文發現的這一現象，即在某些產業領域，科學自始至終處于核心和引領地位。例如心電圖產業的發展過程中，科學研究一直是產業發展的原始動力，是每一次進步的發端。第一時期基礎科學的進步階段，觀察電對生物體組織的影響以及發現生物電，特別是心電成為心電圖產業發展的基礎。正是這些基礎科學的積淀，逐漸催生了心電圖產業。這一階段科學原理的發現也推動了技術層面各種驗電設備的早期發展。第二時期心電圖產業開始形成的直接原因在于實驗室首次成功繪制了人類心電圖。由于前一時期對生物電的長期科研積淀，人們對生物電有了充分的了解并認可臨床的電療方法，實驗室心電圖的成功發現使人們看到了它的臨床價值。因為之前對心臟的電療處于“誤打誤撞”碰運氣的狀態，并沒有原理上的指導，電療使病情加重甚至使病人加速死亡的現象十分常見。心電圖的出現無疑成為了電療的“眼睛”，從此電療結束了誤打誤撞的發展階段。實驗室心電圖的發現很快促成了產業化生產。到了第三時期，心電圖產業的幾乎所有發展都來源于Einthoven發現的人類心電的5種波形。這5種波形至今依然是心臟疾病診療的基礎。即自從人類心臟正常波形發現后，所有的產業發展都遵循這樣的模式。心臟異常臨床表現、發現心電圖與標準心電圖的差異、研究干預原理和方法、干預儀器的發明及生產制造、二聯律、心肌梗塞、心絞痛等心臟疾病的診斷和治療都是以人類心電5種波形為基礎的。再如石墨烯產業的發展，在最初的基礎科學進步階段，發現石墨的層狀結構、觀察并分離石墨薄片成為石墨烯成功提取的基礎。第二階段，實驗室成功分離出單原子層石墨薄片，即石墨烯，成為該產業興起的直接原因。第三階段，由于之前對石墨烯的研究處于“猜想”階段，進展緩慢。實驗室中成功提取了石墨烯，使得它成為研究者能夠拿在手中的“實實在在”的研究對象，對石墨烯的研究發展速度迅速提升。對石墨烯光、電、熱、機械、化學傳感等一系列優良性質的研究都來源于實驗室的石墨烯提取技術。在這一階段，產業開始形成，但精密光學儀器、石墨烯薄膜、包裝材料、納米器件、光感材料、電路器件等一系列石墨烯相關技術發展以及在醫療器械、光通訊、電子產品、武器、包裝等領域的產業發展都基于科學層面實驗室中對石墨烯各種性質的發現和原理的研究。

3.3基于科學的產業中的核心創新與衍生創新基于科學的產業中，核心的科學突破形成核心產品，而一系列周邊的技術進步會形成產品系列。例如，核心的心電驗電技術和人類5種波形的標準確立形成了該產業的核心產品心電圖儀，用于各種心臟疾病的診斷。基于相同的心電基本原理，形成了心臟起搏器，通過脈沖發生器發放由電池提供能量的電脈沖，刺激心臟跳動；形成了心臟除顫器，通過較強電脈沖恢復竇性心律，治療心律不齊；形成了可以24小時監護的便攜心電圖儀等儀器。石墨烯產業也有類似的現象。由于科學上石墨烯分離技術實現了石墨烯材料的制備。這個核心產品形成了用于海水淡化的石墨烯薄膜、用于DNA測序的石墨烯薄膜，形成了用于包裝、防彈衣、飛機材料等表面材料，形成了用于各種電路的電路材料等。

3.4基于科學的產業領域的產業融合產業發展到一定階段可能產生產業融合。上述兩個產業在發展到一定階段都出現了產業融合。對于心電圖產業，當科學領域形成標準、核心技術成熟，產業層面出現主導設計之后，發生了3次與其他產業的融合，根本性地提高了心電圖儀的性能。第一次融合發生在20世紀30年代，電子管應用于心電圖，取代了龐大易壞的弦線式電流計心電圖。第二次融合發生在20世紀50年代到80年代，晶體管取代了電子管，將靜態心電圖拓展為動態心電圖，發展了三維向量心電圖，性能提高的同時，心電圖儀的體積大大減小了。第三次融合發生在20世紀80年代，大規模的專用集成電路和計算機芯片應用于心電圖，同時CPU和軟件支持使得心電圖智能程度大大提高，實現了12導聯同步描計，能對心電波形數據進行存儲、回放、編輯、打印和傳輸。另外，無線技術也應用于心電圖儀，1999年心電圖實現了與無線技術結合，有助于組織專家會診。2005年，丹麥心臟病專家通過無線技術把心電圖數據從救護車傳送到醫生的電腦上，節省了搶救時間。而石墨烯作為材料領域的創新與其他產業的融合體現了材料領域的特性，能夠快速向多領域滲透。石墨烯本身也存在很多其他材料沒有的特別之處，在光、電、熱、化學傳感、生物、機械等幾個方面都有優良特性，導致石墨烯材料在醫學儀器、過濾膜、包裝材料、電路、武器、光通訊、飛行材料、電池等很多領域都得到了應用。

3.5科學與技術的“Z”字形互動基于科學的產業中，本文還發現了科學與技術的“Z”字形互動關系。即科學研究明確原理促進了技術的發展，同時，科學的進一步發展需要技術上的支持，形成了技術需求。技術的發展進一步支持和推動了科學的發展。例如在心電圖領域，各種驗電設備的基本原理來源于對電的研究。同時，為觀測生物電，科學對技術的需求催生了無定向電流表的發明，使得生物電得以觀察。為了觀測心電，需要更精確的驗電設備，產生了新的技術需求，推動了毛細靜電計的發明，使得心電得以觀測。為了繪制心電圖，需要進一步增加驗電精度，于是發明了弧線電流計，成功繪制了心電圖。科學與技術遵循的上述關系，如果以時間作為橫軸，發現科學與技術的關系箭頭形成了一系列的“Z”字。石墨烯產業也有類似的現象。實驗室首次成功分離石墨烯為石墨烯的制備提供了理論依據，但物理剝離法無法應用于大規模制備。于是在技術層面出現了SiC熱解外延生長法、氧化石墨還原法及目前最常用的化學沉降法，為科學研究提供了更多的材料。

4理論思考與啟示