橋梁用預應力拉索產業專利競爭態勢分析

于成英 鐘佳

【摘 要】文章對預應力拉索產業的專利趨勢、地域分布、主要持有人、專利演變趨勢及熱點趨向進行統計分析。研究表明，我國該行業中一部分企業的海外市場競爭力較差，但在預應力拉索產業中仍有布局空間，對于拉索技術領域技術趨向的把握及優勢專利資源的整合與產業化將是下一階段的發展重點。

【關鍵詞】預應力;拉索;專利

【中圖分類號】G306;F426.4【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2022）04-0011-03

0 前言

預應力拉索是斜拉橋的關鍵承重部件，對主梁有彈性支承作用，對整個斜拉橋的結構剛度和經濟性、合理性起著重要作用[1]。目前，預應力拉索產業的上、中、下游分別為拉索的制備階段、拉索的應用階段及拉索的維護階段。在拉索的制備階段研究中，包括拉索結構設計、制索材料和制備技術，拉索結構又包括索體、錨具和防腐結構[2];在拉索的應用階段研究中，需要考慮橋梁的結構體系、拉索索型和索距、主梁截面形式等因素[1]，安裝施工過程中的張拉技術也是反映橋梁安全性能的重要指標之一，因此拉索的應用階段的主要研究內容為拉索的張拉技術和橋梁應用技術;在拉索的維護階段研究中，主要對使用過程中拉索性能進行檢測，通常采用磁通量法、超聲波法等檢測[3]，當拉索出現損傷時，需要對拉索進行維護、保養甚至更換，因此拉索的維護階段的研究重點為拉索的維保技術。

本文通過對預應力拉索產業鏈的專利信息進行檢索分析，從國內外專利趨勢、地域分布、主要持有人、專利演變趨勢及熱點趨向等方面充分了解產業鏈的競爭情況及發展趨勢，為相關企業及其研發人員提供參考。

1 數據來源與檢索方法

本文專利數據來源于知識產權大數據與智慧服務專利檢索系統（http：//www.zldsj.com/），采用關鍵詞和國際專利分類號IPC相結合的檢索方法，得到初步檢索結果后，尋找特定技術領域和檢索技術主題相關的專利。本文以預應力拉索產業相關專利為基礎進行分析，通過對專利IPC、專利趨勢、專利地域分布、專利主要持有人、演變趨勢與熱點趨向進行統計，確定與主題相關的專利，通過人工篩選出符合檢索主題的專利、同族合并等進行數據清洗和標引，獲得最終結果，并以此開展進一步的分析。經過人工篩選降噪，檢索到預應力拉索技術專利15 153件，其中國內專利8 100件，國外專利7 053件，檢索日期截至2020年12月30日。

2 專利數據分析

2.1 預應力拉索專利技術分布

通過對檢索的專利數據對IPC分類號進行統計分析，明晰預應力拉索產業的關鍵技術分布情況。表1中，涉及E01D小類（橋梁）的專利數量最多，為8 448件，在E01D小類中，有5 793件專利涉及E01D19大組（橋梁零件），具體涉及E01D19/16小組（懸索;懸索用夾具）的專利最多，為3 372件;其次為E04G小類（施工用具或其他建筑輔助設備或其應用;建筑材料的現場處理;原有建筑物的修理，拆除或其他工作;腳手架、模殼;模板），為3 294件，其中涉及數量最多的大組和小組分別為E04G21（建筑材料或建筑構件在現場的制備，搬運或加工;施工中采用的其他方法和設備）和E04G21/12（加強插入件的敷設;預應力）;再次為E04C小類（結構構件;建筑材料），為2 948件，在該小類中，有2 785件專利涉及E04C5大組（加強件，例如用于混凝土的;其輔助構件），對E04C5大組進行細分，又有1087件涉及E04C5/08小組（專門用于預應力結構中的構件）。對IPC分析得出，熱點技術主要集中在橋梁懸索領域。

對檢索到的專利按照橋用預應力拉索產業上游、中游、下游技術進行分類，能夠了解產業鏈中的研發熱點和技術空白點，相關企業及研發人員可以結合分析結果和實際情況，針對研發熱點進行規避，降低侵權風險，針對技術空白點進行技術開發，拓展企業市場。

如圖1所示，橋梁應用技術的專利最多，為5 323件，占比為32%，表明國內外企業在已有或新研發的拉索產品應用到橋梁方面的技術投入了大量的人力、物力，并取得大量成果;其次為拉索結構設計技術，專利申請量為5 064件，占比為30%，主要針對拉索產品在實際應用中的缺陷進行改進，例如防腐結構、錨固結構等，這也是各大預應力企業開展研發的目的;再次為拉索張拉施工技術，張拉技術衡量斜拉橋質量的重要標準之一，因此已有不少預應力企業向中游市場發展;拉索材料及制備、拉索維管等技術的專利申請量相對較少，隨著斜拉橋應用年限的不斷增長，拉索維管等下游技術的挖掘潛力逐漸增大。

2.2 預應力拉索專利申請趨勢

如圖2所示，自2005年起，相關專利的申請趨勢為逐年遞增，其中由于專利的滯后性，導致2019年和2020年的部分專利尚未公開，實際數據量要大于圖2中的數據;2005年以前，申請量呈震蕩狀，主要申請人為國外的知名預應力企業，例如法國弗萊西奈（Freyssinet）公司、瑞士威勝利（VSL）公司、德國地偉達（DSI）公司等，將其關鍵技術在世界各地開展專利布局，擴張海外市場;2006—2015年，國內外預應力企業也紛紛加大研發投入，開始進行技術攻關，國內相關企業以柳州歐維姆公司、江陰法爾勝公司等預應力企業為主，并在預應力拉索產業形成有效的專利布局;2016年至今，預應力拉索產業進入專利申請的爆發期，年增長量為百件以上，表明預應力拉索技術進入發展成熟期。

2.3 預應力拉索專利地域分布及主要持有人

從表2可以看出，預應力拉索產業當前的熱點區域和在熱點區域主要的競爭對手。其中，中國的申請量最多，為8 100件，說明國內外相關企業重視中國市場，主要持有人為國內的預應力企業柳州歐維姆公司、江陰法爾勝公司、上海浦江纜索公司，上述專利持有人在預應力拉索產業已形成專利布局，但主要集中在產業鏈的上游和中游，此外有一些國內的建筑公司在產業鏈中游的拉索橋梁應用技術領域布局了大量的專利申請;日本的相關專利持有人以當地的鋼廠及建筑公司為主，表明了日本在產業鏈上游的拉索材料制備及中游的橋梁應用技術領域競爭較大;韓國、美國和德國的專利持有人則以早期的預應力公司弗萊西奈、VSL、DSI為主，表明上述國家的競爭熱點為產業鏈的上游和中游。在產業鏈下游的拉索維管技術方面，尚未有明顯的競爭對手。

2.4 預應力拉索產業的演變趨勢及熱點趨向

通過對預應力拉索產業的演變趨勢和熱點趨向分析，能夠為預應力拉索產業的研發方向及研發策略制定提供參考。從表3中可知，預應力拉索產業鏈關鍵技術的專利申請均處于增長狀態，其中“拉索結構設計”“拉索張拉施工”“橋梁應用技術”處于急速增長狀態，表明國內外相關企業主要研發投入集中在上述技術領域，相關技術也將日趨成熟;“拉索材料制備”技術的增長幅度相對較小，該項技術的研發主要以材料技術為依托，主要依靠國內外鋼鐵企業，而鋼鐵企業投入到拉索領域的精力有限，導致增長幅度較小;在“拉索維管技術”領域，雖有一定數量的專利申請，但尚未體現出主要持有人，表明該技術尚未形成有效的專利布局，隨著國內外斜拉橋的使用年限增長、5G等通信技術的發展，該領域的競爭將愈發激烈，表明該領域目前具有較大的挖掘潛力。

2.5 中國預應力拉索專利的法律狀態分析

表4中，我國公開的8 100件預應力拉索相關專利中，發明專利為3 764件，實用新型專利為4 336件，其中發明專利的有效數量為1 456件、處于審查中的數量為950件、無效的數量為1 358件，實用新型專利的有效數量為2 310件、無效的數量為2 026件。從我國專利的申請類型和法律狀態可以看出，目前在我國的預應力拉索市場中已有一些企業形成具有一定保護能力的專利壁壘。

表5中，在我國預應力拉索的專利壁壘中，以我國的申請人為主，日本、韓國、美國、德國申請人的專利申請量均在20件以下，表明我國的預應力拉索產業的市場主動權掌握在我國的企業、院校等申請人手中。我國的專利權人以企業為主，以企業為申請人的有效專利的占比為79%，以大專院校為申請人的有效專利的占比為13%，以個人為申請人的有效專利的占比為6%，以科研單位為申請人的有效專利的占比為1%。在企業的專利申請中，以柳州歐維姆公司（包括柳州歐維姆機械股份有限公司、柳州歐維姆工程有限公司、柳州歐維姆結構檢測技術有限公司等）、中鐵大橋局（包括中鐵大橋局集團有限公司、中鐵大橋局股份有限公司、中鐵大橋局集團武漢橋梁科學研究院有限公司等）、江陰法爾勝公司（包括法爾勝泓昇集團有限公司、江蘇法爾勝纜索有限公司、江蘇法爾勝研發中心有限公司等）等企業為主，在大專院校的專利申請中，以東南大學、同濟大學、哈爾濱工業大學為主，科研單位的專利申請中，僅有交通運輸部科學研究院的有效專利為10件以上，在個人申請中，申請人比較分散，尚未形成專利布局。

由上述專利權人分布的信息可以看出，例如柳州歐維姆公司、江陰法爾勝公司及中鐵大橋局等，主要技術及產品均為拉索結構設計、張拉施工等，因此我國的專利壁壘主要集中在預應力拉索產業的上游和中游，產業鏈上游關鍵技術在于拉索的結構設計，產業鏈下游關鍵技術在于拉索的張拉施工等橋梁應用。在公開的有效專利中，已有部分專利涉及拉索的腐蝕、損傷監測等產業鏈下游的維護技術，但有效專利的保護點較為分散，尚未形成有的專利布局，因此產業鏈下游技術的挖掘和布局的空間較大。

3 結語

我國預應力拉索技術的發展相對較晚，但目前國內專利已形成具有一定保護能力的專利布局結構，目前預應力拉索的市場主動權掌握在我國的企業、院校等申請人手中。雖然我國的預應力拉索產業專利數量已遠超其他國家/地區，但是欠缺海外專利的申請及布局，導致國內預應力企業的海外競爭能力差，建議國內企業針對核心技術開展海外專利布局，以提升海外市場競爭力。在研發方向方面，拉索產業鏈下游領域正處于發展期，具有較大的挖掘潛力，已有部分下游企業進入上游技術領域，研發出具備監測能力的成品拉索，并形成小范圍的專利組合，建議預應力企業通過聯合專利優勢企業、“產學研”合作等方式，制定適合企業自身的研發策略。最后，建議國內相關企業加強針對重點專利持有人的關注，識別國內外專利壁壘，降低企業進入目標市場的侵權風險。

參 考 文 獻

[1]高金.斜拉橋技術發展綜述[J].城市道橋與防洪，2015（8）：26-30.

[2]經柏林，謝華鸞.斜拉橋拉索研究綜述[J].中國市政工程，2003（6）：19-21.

[3]朱星虎，紀厚強，趙公明.斜拉橋拉索損傷的檢測與監測研究[J].工程技術研究，2018（8）：33-34.