桥梁工程发展史精选(九篇)

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第1篇：桥梁工程发展史范文

关键词: 桥梁工程 新技术 发展趋势

中图分类号： U445 文献标识码： A 文章编号：

随着国家经济的飞速发展, 我国的交通事业蒸蒸日上, 各种重型车辆, 尤其是工程用重型运输车的不断出现, 使桥梁负荷日趋加重, 桥梁的交通运输作用也更加重要, 随着桥梁工程建设发展起来的新技术也越来越多, 如何更好的进行桥梁的管理、施工和设计, 是值得我们思考的问题。在桥梁工程建设技术中发展趋势有如下几个方面。

一、桥梁施工管理软件中新技术的应用。桥梁工程管理系统的研究与开发在世界范围开展了近30年,开发了不少先进的桥梁项目管理软件。国外项目管理软件经历了3个阶段: 第一阶段为基本功能阶段, 如进度控制、投资控制、质量管理、资源管理、资金管理、采购管理等, 是对基层工作流程的模拟, 在一定程度上实现了数据共享, 减轻基层项目管理人员的工作强度。第二阶段的软件具有两个功能: 首先，分析和预测功能, 满足项目管理业务的要求及中层管理人员的业务需求；其次，计算机网络的使用和通讯功能。第三阶段是基于因特网的项目管理。尽管所有这些功能大多在前两个阶段中出现过, 但把它们与Web技术集成, 却是一件技术上、操作上都相当困难的任务。这个阶段的软件提供了一个基于因特网的“虚拟”项目环境。相比之下, 国内在这方面的研究较晚,目前我国项目管理软件的发展还处于第一阶段, 某些软件具备或正向第二阶段软件的分析和预测、数据通讯发展, 没有基于因特网的第三阶段软件。可见, 充分利用计算机来加工和处理桥梁施工管理中所涉及的大量数据和信息已成为当今桥梁施工管理的发展方向, 开发基于Web的面向对象的可视化、集成化的桥梁施工管理系统显得尤为重要。

二、桥梁检测新技术。桥梁检测是一门直接服务于工程实践的技术学科, 涉及到桥梁的设计计算理论、试验测试技术、仪器仪表性能、数理统计分析、现场试验组织等方面, 具有较强的综合性、应用性和复杂性。近20年, 随着桥梁工程的飞速发展, 新结构、新材料、新工艺不断涌现。光纤传感技术是20世纪70年代中期发展起来的一门新技术, 经过短短的20多年时间的快速发展已取得了长足的进步, 测量各种参数的光纤传感器也应运而生。随着更多稳定性好、可靠、耐久、经济、更适合桥梁结构特点的光纤传感器的研制成功,光纤传感器在桥梁工程领域中将会得到更加广泛的应用。光纤光栅传感技术是光纤传感技术发展的最高阶段。光纤传感器主要用于: 桥梁结构的施工监测、既有桥梁结构的工作性状监测、服役时间较长的桥梁结构的损伤检测。把光纤传感技术应用到桥梁检测中给桥梁健康监测和安全评价注入了新的活力, 国外经过几十年的研究, 已形成了比较成熟的技术, 但其昂贵的价格阻碍了它在中国的应用和发展。因此, 在今后的研究中, 需要从原理、制作工艺等方面着手研制高性能、低价格的传感器以满足国内市场的需求。

三、桥梁加固新技术

（一）SRAP加固方法。SRAP加固方法是一种新的导入预应力概念的桥梁加固方法。其利用SR增强材料的高强特性和AP树脂砂浆防腐防水、粘合力强的特点, 通过特殊的方法对SR高强材料施加预应力, 从而达到对桥梁的加固。预应力的施加: 把膨胀螺栓锚固于梁底两端, 软钢丝的两端用螺旋扣环固定于膨胀螺栓上, 通过把丝扣反向的螺旋扣环旋紧施加预应力。

（二）植筋加固桥面技术。在桥面破坏修复中, 通常是先完全凿除旧桥面再换铺新桥面, 这样不但费工费时, 而且经济效益也不理想。对此, 有人提出采用植筋技术, 在旧桥面上直接加一层新桥面, 这样不仅充分利用了旧桥面, 而且缩短施工时间, 经济效益也很显著。采用植筋技术, 对旧桥面进行简单的清洁处理, 然后平行旧桥面钢筋, 按计算深度和规定间距钻孔, 再将钢筋植入孔内, 再采用同级别的混凝土填孔, 并浇筑新的桥面层。

（三）填芯法加固双曲拱桥。填芯法加固就是在双曲拱桥拱波内腔填筑混凝土拱波、拱板、拱肋和新的钢筋混凝土形成整体, 通过增加拱圈的断面面积来提高拱桥的承载能力, 同时又增加了原双曲拱桥的整体性,且修补了原拱波中的裂缝。

四、桥梁设计施工新技术及应用。波形钢腹板组合箱梁减轻大跨度PC桥梁结构的混凝土重量是桥梁结构技术革新的一个重要组成部分。法国首先提出用平面钢板代替箱形截面混凝土腹板, 通过箱形截面内预应力筋施加预应力作用, 大大减轻了自重。能较大地降低材料用量和造价是波形钢腹板组合箱梁结构的主要特点。工程对比计算表明: 与预应力混凝土箱梁相比, 波形钢腹板PC 组合箱梁的混凝土减少22%, 纵向钢筋减少33%, 普通钢筋减少10%。由于不需要混凝土模板, 相应减少了钢筋和模板的操作工期。充分利用了混凝土抗压及波形钢腹板质轻、抗剪强度高等特点; 加之又采用了体外预应力索, 免除了在混凝土腹板内预埋管道的复杂工艺, 减少了预应力钢筋用量。与过去的传统结构相比, 波形钢腹板组合箱梁的结构更加合理, 具有十分广阔的应用前景。目前在法国已建成了3座波形钢腹板式PC 组合箱梁桥, 取得了较好的效益。但国内在波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁方面的研究成果还很少,在工程实践上还是空白。

随着技术和材料制造工艺的发展, 将有更多的新工艺、新方法、新材料运用于桥梁中, 各种不同的方法都有各自的技术优势,我们要灵活运用, 积极开拓, 把各种方法运用到不同的桥型设计和施工当中去, 实现桥梁工程建设管理、施工、设计的经济性和可靠性。

参考文献:

[1] 王聪慧. 植筋技术在桥梁加宽及加强工程中的应用[J].公路, 2002(9)

[2] 张俊平. 桥梁检测[M]. 北京: 人民交通出版社,2002:9

[3] 王建华,孙胜江.桥梁工程试验检测技术[M].北京:人民交通出版社,2004:11

[4] 毕卫红,郎利影.光纤传感技术在桥梁检测中的应用[J].研究与开发, 2002( 6)

第2篇：桥梁工程发展史范文

关键词：土木工程专业；桥梁工程；课程教学；教学研究

中图分类号：G6420；TU997文献标志码：A文章编号：10052909（2015）06008604一、桥梁工程课程绪论部分内容的重要性

桥梁工程课程是土木工程专业的一门必修课，其内容主要是各门专业基础课知识在桥梁工程中的综合应用，是一门实践与理论并重的专业技术课[1]。桥梁工程课程实践性很强，教学中应注意激发学生对桥梁工程课程的兴趣，充分调动学生学习的积极性和能动性；此外，课堂教学还应注意与工程背景相结合，以提高教学质量。“绪论”是课程的开始，良好的绪论教学是课程教学的良好开始。在桥梁工程课程绪论部分的教学中，通过优化整合桥梁的定义与功能、分类、跨径发展、桥梁美学与造型、技术创新、灾害与应对措施以及全球交通网络等知识点，可以让学生对该门课程有个整体的认识，了解桥梁工程的发展历史与发展现状，激发学生学习该门课程的积极性。同时，适应土木工程专业培养方案的需要，结合桥梁工程自身特点，在课堂讲授中整合与优化绪论的讲解内容，改善教学手段，对提高课程教学质量是十分重要和必要的。

二、桥梁工程课程绪论部分内容的整合优化

（一）桥梁的定义与功能

按百科全书的定义，桥梁是跨越障碍（河流、峡谷、道路等）的结构工程物。桥梁在学科分类上，属于土木工程专业的一个分支，是道路工程的关键部位与核心工程；在环境美学上，桥梁往往又是当地的标志性建筑物。相对于隧道，桥梁固定于地表各处，形体庞大，构造各异，承受交通荷载及自然环境的影响。桥梁的本质特征为用自身的跨越能力实现连接，跨越行为是桥梁结构的本质。在课堂教学中，可以结合学校周围或本地的桥梁来讲述桥梁的作用与重要性。

（二）桥梁的分类

高等建筑教育2015年第24卷第6期

曾勇 ，等桥梁工程课程绪论部分教学内容的整合优化

桥梁的分类很多，按桥梁用途来划分，有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、人行桥、农桥、运水桥（渡槽）以及其他专用桥梁（如用作通过管路、电缆等的桥），当然主要的是公路桥与铁路桥。随着轨道交通的发展，公路铁路两用桥也日益增多。按跨径大小分类，依据中国《公路工程技术标准》（JTG B01-2003），桥梁可以分为特大桥、大桥、中桥与小桥。多孔跨径总长L>1000 m，单孔跨径Lk > 150 m，属于特大桥；多孔跨径总长100 m≤L≤1 000 m，单孔跨径L k > 150 m，属于大桥；多孔跨径总长30 m（40 m）

由于桥梁分类众多，课堂讲授时应突出重点，根据学生的专业特点，抓住主要的分类方式，如按结构体系、建筑材料、用途等进行分类的方式应作重点讲解；而把按行车道的位置划分桥梁的内容放到拱桥章节去讲授，因为拱桥的主要分类方式是按行车道的位置来分类的。在后续讲授斜拉桥或悬索桥内容时，也会涉及到按材料进行桥梁分类的知识点。同时，授课时还应注意各个分类之间的组合，如大跨度预应力混凝土连续刚构等。

（三）桥梁的跨径发展

近年来，中国的桥梁建设发展迅速，桥梁跨径不断增加，许多桥梁建设达到世界水平，取得了举世瞩目的成就。已建成的著名桥梁有：主跨1 088 m的苏通长江大桥（钢箱梁斜拉桥），2012年前是世界第一跨度斜拉桥；主跨1 650 m的舟山西堠门悬索桥（世界第二跨度悬索桥）；主跨550 m的上海卢浦大桥（钢箱拱桥）；主跨552 m的重庆朝天门长江大桥（钢桁拱桥）。这些著名桥梁代表着中国桥梁建设的水平，受到世界桥梁界的高度赞誉。课堂讲授时，应该对不同桥型展开讲授，并注意内容的侧重点，抓住几种有代表性的桥型进行讲述，力求简单明了，与生活贴近。如，钢悬臂桁架梁桥的主跨在19世纪初超过500 m，而后极少修建，该类桥梁中国也较少见，课堂讲授时一般仅简单提及。钢连续桁架梁桥19世纪50年代至今，单孔跨度控制在200 m～300 m之间，向更大跨度发展的可能性较小，课堂教学时，可以结合武汉长江大桥与南京长江大桥来讲授。中国混凝土拱桥，即万县长江大桥，则在1997年达到了420 m，超过了克罗地亚主跨390 m的KRK-1号桥。钢拱桥在20世纪30年代就超过500 m，发展相对平稳。进入21世纪后，在中国出现了2座主跨500米以上的钢拱桥，即主跨550 m的卢浦大桥与主跨552 m的朝天门长江大桥。钢斜拉桥从1950年主跨约200 m到今天主跨超过1 000 m，钢悬索桥主跨从1930年主跨约1 000 m到今天约2 000 m，发展都很迅速。

课堂讲授时，应重点突出中国桥梁在跨径上的突破，并配以相应的桥梁图片，增强教学效果，激发学生的学习兴趣，以达到事半功倍的效果。

（四）桥梁的美学与造型

相对隧道而言，桥梁的直观性强，造型优美，视觉效果较好，往往给人以较强的震撼力；相对道路而言，桥梁是交通的关键部位，更能引起人们的关注。对桥梁的美学与造型应给予重点关注，讲授桥梁的跨径发展时，也需要借助图片或动画予以讲解。桥梁是土木工程皇冠上的明珠[2-3]。桥梁结构的形式与造型多种多样，为桥梁工程师们的设计提供了无限的空间，也最能体现桥梁工程师们对桥梁结构的理解和热爱[2]。在课堂教学中引入美学思想，可以激发学生学习该课程的兴趣和求知欲望，引导学生更好地理解与认识桥梁，提高学生的审美情趣，达到更好的教学效果。

（五）桥梁的技术创新与发展动力

桥梁的发展史其实就是一部技术创新史。最早的桥梁可能源自雷击而倾于河上的树木。拱是曲线中最优美的线型，中国文字“桥”即是“木”与“拱”象形复合而成的。因此，绪论部分的课堂教学应重视这一内容的讲解。

赵州桥又名安济桥，建于公元610年，是位于中国河北的一座著名石拱桥，也是目前世界上最古老的保存得最完好的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥。赵州桥圆弧拱的跨度大，通航净空大。这种跨度大、扁平率低的单孔1/4圆拱桥梁结构，是桥梁史上的一个奇迹。赵州桥被誉为“国际土木工程里程碑建筑”。

桥梁结构设计分析理论、电子计算机技术、建筑材料、施工工艺、行业竞争等因素的发展和进步，是推动桥梁工程发展的内在动力[4]。经济发展、社会需求和技术创新，为桥梁工程提供了所需要的设计计算理论、计算手段、建筑材料、机械装备、施工技术等，对桥梁工程的发展有着直接的支撑作用。

英国工业革命后，世界钢铁产量快速增长，以钢材为主要承重材料的工程结构得到较大的发展，钢桥开始大量出现。20世纪30年代经济大萧条后，美国为了经济的恢复和持续增长，修建了大量高速公路，钢拱桥和钢悬索桥由此得到了较快的发展。二战后，由于钢材短缺，混凝土桥梁大量出现，斜拉桥、正交异性钢桥面板、混凝土塔、挂篮悬浇、预应力技术、连续刚构、钢砼组合结构等新的结构和技术应运而生，并出现了许多先进的施工技术，如悬臂拼装、顶推、移动模架、大型浮吊整体吊装架设等[4]。日本经济的发展，推动了高速铁路的发展，相继建成了多座世界级的大跨度斜拉桥和悬索桥。20世纪80年代以来，中国改革开放，经济的腾飞促使公路铁路迅猛发展，桥梁建设成就辉煌，建成了大量连续刚构拱桥、大跨斜拉桥、大跨度悬索桥等世界级的大跨度桥梁。

（六）桥梁灾害事件的发生与应对措施

尽管桥梁建设取得了瞩目的成就，但是不时出现的桥梁事故与灾害仍无法回避[5]。古今中外发生的桥梁灾害事故很多， 2007年8月，美国《时代周刊》杂志评选了百年世界十大最恶劣塌桥事故。每次事故都是一个血的教训，重要的是应思考导致桥梁事故发生的原因。

1940年11月7日，在风中振颤的塔库马大桥在八级大风荷载的动力作用下，经过剧烈扭曲震荡后，吊索崩断，桥面结构解体损毁，半跨坠落水中，桥梁最终倒塌（见图1）。当年人们未能全面认识悬索桥受力体系，也没有足够重视空气动力对桥梁的影响。塔库马大桥的倒塌促使桥梁风工程学的诞生，推动了桥梁工程的发展，至今仍有警示意义。

魁北克大桥在施工中先后出现2次工程垮塌事故（见图2）。这座桥主跨度为549米，是当时全世界最长的悬臂桥。1907年8月，大桥杆件失稳引起全桥倒塌，19 000吨钢材落入水中，造成75人死亡。1916年9月，中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中掉落水中，11名工人被夺去了生命。垮塌的原因之一是南锚跨靠近主墩的下弦杆的压屈导致大桥在施工过程中倒塌。稳定问题是力学中的一个重要分支，桥梁失稳事故促进了桥梁稳定理论的发展，桥梁技术的发展使桥梁稳定问题更显重要。

1970年，位于澳大利亚墨尔本的一座钢箱梁桥（密尔福德天堂桥）倒塌。钢箱梁桥本来已有很长的历史了，由于二战后钢结构焊接与安装技术的发展，钢箱梁桥跨度做得越来越大，箱壁尺寸越来越薄。最终由于钢箱梁板件的焊接残余应力、几何缺陷发生失稳，导致该桥倒塌。工程师从该桥的垮塌中认识到薄壁箱梁的剪力滞后效应，由此推动了薄壁构件设计理论的发展。

湖南凤凰桥在拆除桥上的脚手架时发生垮塌，事故造成64人遇难。2008年汶川大地震，2010年青海玉树大地震，均造成道路、桥梁损毁严重。位于震中的汶川县附近道路基础设施受到严重破坏，其中桥梁震害最为典型和严重。

因此，在课堂教学中，应适时引入桥梁灾害事故的介绍，并适当进行评述，既完成了教学内容的讲授，也活跃了课堂气氛，还拓展了学生的工程视野，能收到较好的教学效果。此外，这些桥梁灾害事故案例，与后面章节教学的内容是相关的，在绪论部分引入这些章节，为后面章节的教学提前作好铺垫。

（七）全球交通网络

加拿大人类学家费利克斯―菲兰德将美国国家海洋与大气管理局、国家地理空间情报局等机构的人类出行数据与地球夜景照片进行叠加，形成了地球上错综复杂的交通网络。从中可以看出，空中交通与海路交通已相对完善，但是陆路交通还较匮乏，尤其是洲际公路中跨越海峡的桥梁建设较薄弱。

由于全球化与世界经济的发展，跨海工程也不再是可望而不可及的宏伟蓝图，21世纪或将迎来世界范围内更大规模的桥梁建设[6-8]。著名海峡通道方案有白令海峡工程、直布罗陀海峡工程、墨西拿海峡工程、厄勒海峡工程、马六甲海峡工程、大带海峡工程、博斯普鲁斯海峡工程等。中国交通运输部已制定了“五纵七横”国道主干线规划，其中“二纵二横”已基本连通。全部工程要求2020年前完成五个跨海工程，自北向南依次跨越渤海海峡、长江口、杭州湾、伶仃洋、琼州海峡。其中，渤海海峡与琼州海峡跨海工程尚在规划中，长江口与杭州湾跨海工程已经建成通车，伶仃洋（粤港澳）跨海工程正在建设中。

通过这部分知识点的讲授，帮助学生认识到作为土木工程的桥梁工程建设是一项大有可为的事业，有很大的发展空间，学生们毕业后能够施展自己的才能。由此使学生感到学习桥梁工程不再是一门枯燥的事情，而是跟自己的事业发展和自身的生活密切相关，学习桥梁工程课程还能与世界相联系，从而激发学生课程学习的热情与积极性。

三、结语

良好的绪论教学是桥梁工程课程教学良好的开始。在桥梁工程课程教学中，应结合土木工程专业培养方案要求和桥梁工程课程的自身特点，优化整合绪论部分的内容，改善教学方法，活跃课堂教学气氛，激发学生学习知识的兴趣，提高教学效果，培养素质高、实践能力强的桥梁工程专业人才。

参考文献：

[1]周水兴.桥梁工程[M].2版.重庆：重庆大学出版社，2011.

[2]陈艾荣，盛勇，钱峰.桥梁造型[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3]曾勇，谭红梅.桥梁工程教学中若干能力培养的探索[J].高等建筑教育，2014，23（2）：66-69.

[4]李亚东.桥梁工程概论[M].北京：人民交通出版社，2008.

[5]阮欣，陈艾荣，石雪飞.桥梁工程风险评估[M].北京：人民交通出版社，2008.

[6]万明坤，等.桥梁漫笔[M].北京：人民交通出版社，1997.

[7]唐寰澄.世界著名海峡交通工程[M].北京：中国铁道出版社，2004.

[8]中国公路学会桥梁和结构工程分会.面向创新的中国现代桥梁[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：桥梁工程发展史范文

作者简介：高燕梅（1974-），女，重庆交通大学土木建筑学院讲师、硕士，主要从事桥梁教学及桥梁结构行为与新技术研究，（e-mail）362639258@qq.com。

摘要：桥梁工程课程是工科院校土木工程专业道桥方向一门重要的专业课程。文章在探讨该课程的特点、教学现状、影响因素的基础上，结合现代化教学手段和丰富的网络资源，提出了扩展式、参与式、讨论式等多元化的教学方式，以激发学生学习的积极性和参与性，提高桥梁工程课程教学效果。

关键词：桥梁工程；现代化教学及网络资源；多元化教学；教学研究

中图分类号：g6424文献标志码：a文章编号：10052909（2013）05006204桥梁工程课程是土木工程专业道路桥梁方向一门必修的专业课程，在土木工程类院校的教学中占有非常重要的地位，该门课程的教学质量直接影响着学生专业素质和能力的培养。鉴于现代社会对桥梁工程专业人才的要求，对该门课程的教学方式进行改革具有十分重要的现实意义。

一、桥梁工程课程特点

（1）课程内容繁杂。该课程比较系统地阐述了各类桥梁的计算理论、构造原理及施工方法，所涉及的知识点多，难点多，空间问题多，专业性强。

（2）课程综合性强。该课程以“材料力学”、“结构力学”、“结构设计原理”、“桥涵水文”、“工程地质”、“基础工程”等先修课程为基础，涉及知识面广，是对基础课程的综合、深化和具体应用。

（3）该课程内容以实际桥梁工程项目为背景，集理论与实践为一体。

二、桥梁工程课程的教学目标

桥梁工程课程的教学目的是通过课堂讲授和课外作业等教学环节，使学生掌握桥梁工程的基本理论，熟悉施工方法与设计理论，为学生毕业后从事专业相关工作打下必要的基础。

三、桥梁工程课程的教学现状

桥梁工程课程对土木工程类道桥专业人才培养具有十分重要的作用。初学时，学生的学习兴趣和热情都很高，也很重视。但随着课程的推进，学生学习的兴趣和热情逐渐减弱，进而影响到整个课程的教学效果和教学质量。经分析发现，其原因主要集中在以下几个方面。（1）桥梁工程课程特点决定了该课程的学习难度较大，综合性强，要求学生具备较扎实的力学和结构设计原理基础，以及较强的空间想象力。如果学生理论基础较差，又缺乏重新学习的意识，就会越学越糊涂，以致丧失兴趣，影响学习效果。

此外，学生对专业的发展历史和前沿动态知之甚少，往往导致学习范围偏窄，局限性较大，实际运用所学知识时比较被动，不利于学生创新能力的培养。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

高燕梅，刘东现代工科院校桥梁工程课程多元化教学方式探讨

（2）重教轻学，学生参与性不高[1]。传统的由教师独占课堂的教学模式，极大地抑制了学生学习的积极性和主动性，不利于学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力的培养，影响了学生自学能力、实践能力和创新能力的形成。

（3）随着高校教学改革的推进，很多课程的教学学时都在缩减，这就要求学生利用课外时间巩固已学知识，查阅文献，扩展知识面，激发学生学习的自觉性、自主性和创造性，提高学生的综合素质。但实际上很多学生缺乏这种意识，觉得自己已经听懂了课堂上的知识，完成了布置的作业，考试可以及格，就没有必要再进一步的学习。也有学生对课程虽有相当的兴趣，但缺乏有效的引导，不懂得如何将课堂上学到的知识深化利用，自学时漫无目的，不知如何下手，自主学习的效果不理想。

（4）桥梁工程课程是一门实践性较强的专业课，学生在学习过程中需要将理论知识和工程实践密切结合起来，才能牢固地掌握所学知识，增强学习效果[2-3]。而目前的生产实习课时量较少，导致学生不能带着问题去观察和学习，对实际工程还停留在感性认识的阶段；而教师在教学过程中一般也偏重于理论知识而忽视工程实践的教学，导致教学效果不尽人意。

四、教学方式的改革探索

上述教学过程中存在的问题严重影响了桥梁工程课程的教学效果，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确要求：“深化教育教学改革，创新教育教学方法，探索多种培养方式……倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习。”针对教学中存在的若干问题，笔者主要从以下几方面进

行教学方式的改革探索。

（一）多媒体+黑板教学

在桥梁构造和桥梁施工教学中，多媒体教学是一种必要且重要的教学方式。教师可以把大量的文本、视频、声音、动画、图片等教学信息全部融合在一个课件中，相比传统教学方式的一支粉笔、一块黑板、一张嘴，大大增加了课堂的信息量，强化了学生的理解力[4]。

教学案例1：简支t梁空间构造。传统的教学方式是绘出简支t梁构造三视图：立面图、横断面图及平面图（如图1～2），然后根据图来讲解，这种方法要求学生有较强的空间想象力，难度较大。但采用多媒体教学后，教师可以利用程序生成空间模型展示结构构造（如图3），甚至利用动画显示的方法逐一分析结构细部，使学生感性认识大大增强，学习效果明显提升。

图1简t梁半立面构造课件图2简单t梁横断面构造课件

图3简支t梁空间构造课件桥梁计算和分析理论教学以采用传统黑板教学方式为宜。教师一边板书一边讲解，学生在此过程中才会有时间思考、理解，乃至掌握。如果采用多媒体教学，一下演示出众多公式，即使教师慢慢讲解，效果仍不如前者好。

但不管是多媒体教学还是黑板教学，现今高校课程的教学方式仍以灌输式教学为主，教师以黑板、多媒体为载体，在讲台上教授课程，这是一种学生完全处于被动状态的教学方式。在这种教学方式下学生很难发挥自己的主观能动性，教师是知识的传播器，学生则成为一味接纳知识的容器。容器貌似被装得很满，但随着时间的推移，容器内的水分被慢慢增发，最终所剩无几。这种教学惯性直接影响创新人才的培养和专业人才创新品质的形成，因此对灌输式教学方式进行更深入的多元化改革十分必要。 （二）扩展式教学

利用现代先进的网络系统、学校的图书资源（包括电子资源），引导学生查阅文献，收集资料，然后组织课堂讨论，调动学生学习的积极性和自主性。例如，在讲述桥梁工程绪论时，布置的第一个课外作业是观看“十九世纪七大工业奇迹——布鲁克林桥”，目的不但是要学生了解桥梁的发展史，更要学生学习桥梁专家们兢兢业业、刻苦钻研的敬业精神。

此外，教材的内容通常都是比较成熟、已成共识的知识，但对专业前沿动态的介绍相对较少，所以可以让学生利用课余时间，查阅资料，了解掌握桥梁最新发展动态。例如，查阅中国杭州湾大桥、苏通长江大桥以及在建的港珠澳大桥的发展动态，对课本知识加以补充扩展，也是对学生自学能力和文献查阅能力的培养。同时这些要求简单明了，操作性强，学生易于接受，学习兴趣也高。

（三）参与式教学

要提高学生学习的参与性，培养其独立思考问题、分析问题、解决问题的能力，作业的设计就显得尤为重要。课程的知识点多、综合性强，仅靠一些问答题很难达到作业练习的目的，所以在课程作业中可提供一些小的设计题目，将各个需要掌握的知识点串联起来。例如，讲述桥梁方案比选时，选择典型地形、地质及水位条件的桥位，布置方案设计作业（如图4）。但实际上此时学生无法进行真正桥梁设计，因为具体桥梁的构造方面的知识学生还未接触，他们只能绘出基本地形，初步了解一些概念，如该地形适合修建哪种桥型：连续梁桥、拱桥或者悬索桥等。

图4桥梁方案设计资料

在学习桥梁分跨及梁式桥构造相关知识后，学生才能根据书本知识，结合规范和已建桥梁资料，绘制出合理可行的梁式桥方案图（如图5）。同理，待学习拱式桥构造有关知识后，才能绘制出拱桥方案图（如图6）。在此过程中，很多零碎的知识点被串联起来，且操作性强，容易激发学生的兴趣。

图5梁式桥方案设计（学生完成）

图6桥梁方案设计（学生完成）

（四）多种教学方式的结合

扩展式教学法与案例教学法的结合。教师需要选择典型的、有启发性的、与教学内容相呼应的以及难度适中的案例，帮助学生阅读案例资料，了解该案例方案及设计要点，并对方案进行评价和分析。在对案例充分讨论之后，即可对案例作出总结，写出评析报告。教师需根据学生的具体学习状况，作出全面总结，肯定正确的观点，指出错误及存在的问题，以引导学生准确把握教学内容。这种方法既激发了学生的学习积极性，又增强了学生的感性认识，有助于提高学习效果。例如，在讲述桥梁设计作用以及极限承载能力时，发生了哈尔滨阳明滩大桥超载导致垮桥事故（如图7），于

是布置课外作业，要求学生自己查阅分析垮桥原因，由此掌握现行桥梁通用规范，了解现行桥梁设计中汽车载重以及垮桥时桥上汽车的载重。最初学生对四辆卡车就能压垮一座大桥很不能理解，但了解到在中国现行规范公路-i级的活载作用下，该桥的设计极限承载力为197.3t ，而阳明滩大桥垮桥时桥上的汽车总重已经达到485.185t，超出设计极限承载力的2.45倍，进而提问：如此超重的车辆为何会同时作用在桥上？管理方有何责任？显然，学生对该问题的理解更加深入，并且该问题难度不大，操作性强。

图7哈尔滨阳明滩大桥超载垮桥图片

扩展式教学法与案例教学法也可结合应用在桥梁施工教学中。桥梁施工课程是实践性较强的课程，理想的施工教学方式是实践教学，实地实习。但此方法难度较大，原因有三：（1）实践课时有限；（2）寻找多种桥型及多种施工方法的实习工地，难度非常大；（3）施工单位从安全考虑，不愿意一次性接收大量的实习学生。因此桥梁施工课仍处于纸上谈兵式的课堂教学状态。但怎样让学生掌握复杂的施工知识呢？办法是利用网络资料，利用已有桥梁施工录像，以及各种桥型、各种施工方法的三维动态资料。选取其中质量较好的让学生观看，或者在课堂上分节段观看和讲解，这样能大大提高学生对施工的认识，对其学习施工知识很有帮助。

参与式教学法与讨论式教学法的结合。针对课程重点、难点问题设计讨论主题，主题应具备可操作性、时代性及开放性，并能激发学生的兴趣，培养学生的发散性思维。教师与学生应在课外作好充分准备，课堂上学生在教师的引导下，有序开展课堂讨论[5]。例如，在悬索桥与斜拉桥学习中提出疑问：同样是缆索承重体系桥梁，但为何目前跨越能力最大的桥梁是悬索桥而不是斜拉桥？针对这个问题，首先请学生查阅已成桥文献，证实悬索桥是否真的是跨越能力最大的桥梁；然后查阅悬索桥与斜拉桥的体系特点、建材和构造特点及施工方法，最后进行讨论。讨论时首先请学生例证跨越能力最大的桥梁是悬索桥，然后引导学生了解其体系特点、建材和构造特点及施工方法与桥梁结构的内力变化紧密相关，即使采用相同的建材，但悬索桥因为其构造和施工特点，决定了其跨越能力优于斜拉桥。

参与式教学与实践教学的结合。例如举办桥模竞赛，培养学生的学习兴趣以及动手能力和创新能力，使学生对桥梁结构形式、受力、整体性、稳定性及细部构造有更进一步的理解和掌握，巩固和加深包括材料力学和结构力学在内多方面的基础知识。桥梁结构模型除了在设计上要求有合理的受力形式并考虑材料特性之外，在制作过程中还要考虑结构的制作工艺以及对结构的细部构件、节点处理，以保证结构的受力与计算模型一致。制作工艺就是考查学生对桥梁结构受力性能的掌握，同时也加深学生对桥梁结构构造的理解，提高学生对课程的学习兴趣。

五、结语

桥梁工程课程体系繁杂、综合性强、集理论与实践为一体的特点，决定了该课程教学要获得理想的效果，只能采取多元化的教学方式。但任何教学方式都不应该是对峙、排斥的关系，而是共存、互补的关系；并且教学方式的外延是非常广泛的，应该积极努力地去探索更多的教学方式，如影视教学法、网络教学法等等。根据不同专业、不同课程的需要有选择地将其应用到教学中，提高教学效果及效率。实践证明在桥梁工程课程教学中采取多元化的教学方式能取得良好的教学效果。 参考文献：

[1] 赵 洋，焦红波，赵顺波.桥梁工程课程的教学内容改革研究[j].华北水利水电学院学报：社科版，2011，（3）：168-169.

[2]朱高峰.工程教育中的几个理念问题[j].高等工程教育研究，2011，（1）：1-5.

[3] 汪时机，李 贤，蒋运忠.“桥梁工程”课程教学存在的问题与对策[j].西南师范大学学报：自然科学版，2010，35（2）：273-276.

[4] 叶恒梅.多媒体辅助桥梁工程课程教学的探讨与实践[j].教育探索，2012（12）.

[5] 赵青.加强工程能力培养强化素质教育——桥梁工程课程教学改革研究[j].黑龙江教育，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：桥梁工程发展史范文

【关键词】路桥过渡段不均匀沉降问题分析防治措施

中图分类号：[U24] 文献标识码： A 文章编号：

路桥过渡段不均匀沉降的相关问题在我国公路中普遍存在。路桥过渡段一旦受到破坏不易维修，而且维修的费用较高，同时还影响到公路的正常运营。就目前的设计、施工水平，台背填土在运营期间发生少量沉降是不可避免的，很多过渡段在采取了一定的预防措施后跳车不但仍然存在，甚至有的桥头跳车现象转移到了搭扳末端。随着我国公路的快速发展，跳车现象会越来越多，因此寻求合理的处治方法势在必行。

1．路桥过渡段不均匀沉降问题的原因分析

路桥过渡段不均匀沉降是目前我国桥梁工程面临的主要技术和质量问题之一，已经得到了桥梁工程专家、学者、技术人员的高度重视，并且积极开展了形式多样的研究与探讨工作,以达到全面解决不均匀沉降问题的目标。从我国桥梁工程发展史来看，国内对路桥过渡段不均匀沉降的研究工作是在从上世纪80年代后期开始的，至今已取得了一些成果。但在目前，路桥过渡段不均匀沉降的设计、施工方面仍然存在一些簿弱环节。路桥过渡段不均匀沉降的原因，主要表现在以下几个方面。

路桥过渡段路面的搭板设计方案

桥头搭板设计欠妥桥头过渡段多采用搭板结构，而设置搭板后的桥头跳车现象依然存在，分析其原因有两方面：第一，根据桥梁的长度，桥头设置搭板长度分为：大中桥搭板长度为8m，小桥及涵洞搭板长度为5m，而在施工中桥头路堤处于高填方，路桥间相对沉降量大，而搭板长度不足以起到顺接作用，车辆行驶时往往出现桥头跳车现象；第二，搭板强度不够，产生断板引起桥头线形突变，出现桥头跳车。

1．2路桥过渡段路面的路基材料及结构

路桥过渡段不平顺的根本原因是由于路基与桥台的材料性能悬殊，路基填料因结构程度差，强度相对较低。其次在桥涵、通道等构造物与两端路堤联接的路桥过渡段，路基，桥涵常因不均匀沉降而出现台阶，当此台阶达到一定数值，会使行车产生明显的颠簸跳动。

1．3路桥过渡段路面的施工质量问题

路桥“桥头跳车”的现象普遍存在，严重影响交通、行车安全和舒适、降低通行速度。这种情况全国各地均不同程度存在、软土地区更为普遍。即使在路基施工中严格控制质量要求，这一现象出很难消除。引起“桥头跳车”的原因是路桥过渡段产生不均匀沉降造成的、产生沉降的原因主要有以下几种情况：路基填土压缩；路面结构层压缩；地基发生沉；桥口施工方法不合理等。

1．4路桥过渡段路面台背路基不实问题

桥台台背路堤压实度不满足要求从城市道路工程建设可知，几乎所有的桥梁、通道和明涵都要求台背填土处治，而台后填土压实度由施工用料、机械设备、施工顺序、施工经验、施工作业面等工程管理因素的影响。施工过程涉及各个方面：从道路施工调查结果可知，台背填土普遍存在压实不足的问题，这是造成路桥过渡段不均匀沉降的基本原因之一。

2．路桥过渡段不均匀沉降的防治措施

2．1完善路桥过渡段路面的搭板设计方案

目前桥头搭板是这样设置的，在近桥涵端桥台台背位置设置一个牛腿，搭板一端搁置在牛腿上，另一端搁置在路面结构上或枕梁上。这样的设计加上其他综合因素的影响使得搭板下出现空洞破坏了受力结构。针对以上的设计不足，可以对搭板作一些改进 ，去除搭板与桥梁板之间台背上部一部分砼结构，使搭板和桥梁作为伸缩缝的两侧边，搭板与桥台之间设置竖向锚栓，这样就使两条缝变为一条缝。由于桥梁板与台背之间的空隙存在，既使改进后伸缩缝处出现裂缝，地表水也不会渗透到桥头路基中去。

2．2注意路桥过渡段路面的路基材料问题

从经济角度考虑，以就地取材为主，就地取材不仅经济而且取材方便、不误工，材料的选择原则上应选用。干缩的基本原理是由于水的蒸发和混合料内部发生水化作用导致水分减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间作用、材料矿物晶体或凝胶体间水的作用、碳化收缩作用等引起的整体宏观体积收缩。

2．3重视路桥过渡段路面的施工质量问题

加强路桥过渡段的施工组织设计如果施工方案和施工组织设计的质量不高，就难以保证在预定的成本范围内，按期交工和确保工程质量。因此，对于施工方案和施工组织设计必须达到以下要求：要讲究科学的编制程序和方法；编制时进行技术经济分析和比较，做到设计优化；除了在施工方案和施工组织设计的质量保证，还要做好检查施工准备工作的质量，做好施工人员的技术交底工作，材料的质量控制和机械设备的质量保证。

2．4处理好路桥过渡段路面台背路基不实问题

加强压实要求台背路堤填土应与锥坡填土同时进行，并按设计宽度一次填土，分层填筑过程，每层的压实厚度不超过15cm，其施工顺序为汽车卸土、推土机平整、洒水或凉晒、人工平整、压路机碾压、压实度检测，压路机碾压过程中，既要保证压实度，同时又要注意不损伤台身，具体要求为。采用振动压路机碾压时，除对台背路堤填土与路基土方连接处必须加以振动；增强碾压效果外，桥台附隐若现采用不振动静压并慢速碾压，以免损伤桥台；检查填土松铺厚度、平整度和含水量，符合要求后进行碾压；根据压实试验提供的松铺厚度和控制压实遍数进行压实。

3．结语

路桥过渡段产生不均匀沉降问题必须根据工程实际，进行全过程的系统的科学管理，加强结构设计，加强控制施工中的各个环节工序的工程质量，从思想上认识质量的重要性从技术上加强管理，从客观上制定一套科学的管理程序就能减少过渡段的不均匀沉降，从而减轻桥头跳车现象提高社会经济效益。

参考文献：

[1] 梁武星.路桥过渡段的病害特征及处治对策[J].2006(3).

[2] 李俊鸥，胡旭鹏.浅谈路桥过渡段不均匀沉降防治措施的技术创新[J].科技情报开发与经济.2007(3).

[3] 刘玉红.浅谈路桥过渡段不均匀沉降的主要原因及解决措施[J].中国路桥科技,2007(10).

第5篇：桥梁工程发展史范文

关键词：钢管混凝土 拱桥 施工控制

钢管混凝土结构在土木工程中的应用已有100多年的历史，在1937年在前苏联首次应用于桥梁，随后，一些工业发达国家在20世纪60年代前后把该技术被广泛应用在厂房建筑、立交桥等各种工程结构上。到20世纪80年代后期，由于先进的泵送混凝土工艺的发展，钢管混凝土结构技术又被采用到部分高层建筑中。钢管混凝土直到20世纪90年代后期才开始在一些国家桥梁工程中得到应用。而我国从20世纪60年代中期开始引入钢管混凝土，并随着现代混凝土泵送技术的广泛应用和桥梁工作者通过多年的实践和大量的探索研究，钢管混凝土拱桥方面的新技术、新方法正在被越来越多地应用到拱桥中，并为将桥梁建设推到了一个新的水平提供了更广阔的发展空间。

一、钢管混凝土的特点

钢管棍凝土是以螺旋配筋钢筋混凝土结构、劲性钢筋混凝土结构的基础上发展起来的一种新型结构。在钢管混凝土的拱桥的施工过程中，通过向钢管内部填充混凝土，使混凝土径向被钢管约束，利用这两种材料在受力的过程中相互作用，从而提高使钢管中核心混凝土的强度、塑性和韧性。同时，混凝土的存在可以延缓钢管发生局部屈曲，增强钢管的承重，从而保证钢管的材料性能充分发挥出来。钢管混凝土主要有以下优点:

(一)塑性、韧性、抗冲击性与抗震性好

将钢管中填充混凝土中，钢管不但改善了混凝土的弹性，而且使自身产生了很大的塑性变形。在2008年发生的四川汉川大地震中，钢管混凝土拱桥在大地震中表现出了优越的抗冲击性与抗震性和良好的塑性和韧性，经受住了考验，没有发生损坏和破坏。

(二)抗剪和抗压性能好，承载能力高

混凝土灌入钢管中，可以避免或延缓薄壁钢管过早地发生局部屈曲。同时，钢管使混凝土处于三向受压的状态，约束和改善了混凝土受压时的纵向开裂。这两种材料充分发挥了各自的长处，弥补了各自的弱点，形成的承载力大于钢管和混凝土单独使用之和。

(三)施工方便

与预制钢筋混凝土构件相比钢管混凝土构件不需要预制场地。与钢结构构件相比，钢管混凝土构件焊缝少，易于制造，钢管壁厚都较小，重量轻，完全可以工厂化生产。与钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱施工更加简便，混凝土浇筑时更容易振捣密实。特别是泵送混凝土、高位抛落不振捣混凝土先进的混凝土施工工艺采用后，加速了钢管混凝土构件的施工进度。在桥梁中架设的空钢管拱肋可以作为浇筑管内混凝土的模板，很好地解决了大跨度发展的材料自重大和施工困难的问题。

(四)经济效益好

钢管混凝土能够有效的地发挥混凝土和钢材两种材料的性能，使其得到更为合理和充分地利用。与普通钢筋混凝土钢材相比，钢管混凝土的钢材用量略高或相同，但可以节省一半的混凝土和约减轻结构一半的自重，而与钢结构相比，可节约一半左右钢材。因此，采用钢管混凝土结构具有良好的经济效益。

二、钢管混凝土运用在拱桥上的优点

(一)钢管具有很好耐侧压性能的模板，又可以作为钢筋受力，因此，在钢管混凝土构件中，钢管可适应先进的泵送混凝土工艺，且兼有纵向筋和横向筋的双重作用。

(二)在钢管混凝土拱桥施工时，首先架设钢管再浇混凝土，钢管混凝土结构与钢筋混凝土拱肋相比，架设钢管时重量轻，架设方便，施工快捷，拱肋运输和吊装重量也要小的多，安装也简单，综合经济效益高，同时促进了拱桥向更大跨度的方向发展。

(三)与常用的钢筋棍凝土拱桥相比钢管混凝土拱桥能够解决混凝土的开裂的问题。

(四)钢管混凝土结构通过往薄壁钢管内填混凝土，增强了钢管壁的稳定性，同时钢管侧向约束对混凝土有套箍作用，从而使混凝土具有更高的抗压和抗变形的能力。

(五)与钢筋混凝土结构相比，钢管混凝土拱桥的拱肋自重小，架设费用和材料费用相对较低，施工快，工期短，综合经济效益高。

三、钢管混凝土拱桥的施工控制

采用钢管混凝土在大跨度拱桥的实际施工中，各施工阶段的位移值、挠度、预抛高值虽然可采用各种施工计算方法算出来，但在实际施工中，会出现测量误差、观测误差、安装误差等，使这些理论值与结构的变形不一定相同。或者是由于设计时所采用的设计参数与实际工程中所表现出来的参数不完全一致而引起的。随着钢管混凝土拱桥拱肋施工长度的增加，这种偏差会逐渐累积，如果不采取有效的控制和必要的调整，钢管混凝土拱桥的拱肋标高将偏离控制目标，影响成桥后的线形和桥面行车等使用。据统计，拱桥的垮塌事故大多发生在施工过程中，因此，在施工过程中拱桥的安全是十分重要，必须进行施工监控大跨度拱桥中钢管混凝土拱桥在施工过程中的变形及受力，避免因失稳或过大的应力而造成事故。施工控制技术是大跨径钢管混凝土拱桥建设的关键之一，桥梁在施工过程中必须加强现场施工控制工作。

(一)施工控制的基本原则

在钢管拱肋吊装施工阶段，拱轴线型与设计应当相符合，而在成拱后泵送钢管内混凝土时，要保证结构的整体内力和变形的合理安全，施工桥面系时应以高程控制为主，吊索、扣索张拉时应以索力控制为主，这样才能确保成桥后桥面平顺，行车舒适。同时，为保证施工过程中的安全，满足结构稳定性的要求，应密切关注控制拱肋截面的应力发展。而高程控制为主除控制吊点高程外，还需要注意控制拉索的索力偏差。线型的控制、高程的控制主要是在浇注混凝土施工前来调整，因此，应根据施工方法和结构本身的特性的不同，在钢管混凝土拱桥的施工过程中，采用相应的控制方法。

第6篇：桥梁工程发展史范文

基于对高职院校英语教学现状的反思，并以高职英语课程开发与教材建设这一课题为依托，我院英语教师对学院道路与桥梁专业2014、2015级学生的英语授课进行全方位改革，尝试基于工作过程的道桥职业英语课程开发，并就课程改革过程中遇到的问题和取得的成果进行论述。

关键词：

高职英语教学；道桥职业英语；课程改革

高职院校的英语教学普遍存在学生基础差、学习兴趣低，教师教学难度大的问题，通过教改提高教学水平和效果是所有高职英语教师需要思考的难题。而“能力本位、工学结合”的办学模式决定了高职院校不得不压缩基础课的授课时间。如何在有限的课时内，提高甘肃交通职业技术学院英语的教学质量，已成为我院英语教师亟待解决的难题。为此，在我院道路与桥梁专业2014、2015级学生的英语授课中进行全方位改革，笔者就一年多在教学改革实践中遇到的问题和取得的成果进行探讨，以下是一些心得体会。

一、我院道桥专业英语教学存在的问题

（一）我院道桥专业学生英语的学习现状

我院道桥专业学生主要来自甘肃省内参加高考的普通高中毕业生及参加甘肃省转段考试的中专、职高、技校等学校的学生。学生的文化基础相对薄弱，而英语也是大部分同学的失分科目。大部分同学对英语学习所持的态度是在不挂科的基础上学习一些与自己专业相关的简单的英语知识。

（二）道桥职业英语相关教材的匮乏

职业英语教学改革首先要进行教材的改革。统观目前市场上推出的各种高职英语的相关教材，我们很容易发现其共同点：一是教材中的绝大多数话题都过于大众化，没有专业特色；二是大多数教材都是按四个学期来编排，而我院道桥专业英语只有两个学期的授课任务，根本无法完成一套教材的学习。鉴于此，我院英语教师必须根据学院的办学实际和专业来研发一套具有道桥特色的道桥职业英语教材。

（三）英语教师的专业知识水平有待提高

我院现有在编英语教师6名，除一名是理科类科技英语专业外，剩下5名全是文科类英语专业毕业生。前几年由于基础英语的课时量饱满，很多老师一周的授课任务多达20个课时以上，每天满满的授课任务使老师无暇他顾，在行业知识的拓展方面做得很少。近些年由于基础英语课时的急剧缩减，部分老师到了第二学期甚至无法达到学院规定的课时量。很多老师意识到想要争取更广阔的发展空间，光有基础英语是远远不够的，还得根据学院的办学特色不断获取新的行业知识。

二、基于工作过程的道桥职业英语理念的引入及其必要性

语言学家Dudley-EvansandSt.John认为，传统意义上的专门用途英语（ESP，EnglishforSpecificPurposes）分为两大领域，即学术英语（EAP，EnglishforAcademicPurposes）和职业英语（EOP，EnglishforOccupationalPurposes）。根据道桥专业学生毕业后的工作性质要求，对于高职高专道桥相关专业毕业的学生来说，如果在涉外工作中能够听懂工程进度所涉及的相关话题并给出简单回复，能够看懂相关仪器，比如水准仪的英文说明书，能够在涉外工程项目中翻译英文的标书，并用英语解决工作过程中遇到的基本的问题，那么这个学生的高职英语教学就是成功的，这也恰恰体现了职业英语的实用性。

三、我院道桥专业英语教学取得的一些成果

首先，编写了《道桥职业英语》校本教材。该教材是学院英语教师在请教专业课老师，并翻阅相关书籍和资料的基础上编撰而成，全书分九个项目，题材与学生专业相关，文章浅显易懂，便于模块化教学的开展，例如，教师在进行engineer－ingmeasuremen（t工程测量）这一大模块时，由水准仪的英文操作说明导入新课，之后又简单介绍了几种常见的测量技术，体现了“职业”这一特点。该教材试用了一学年，学生反应良好，目前仍在修订中。其次，以项目为载体实现了基于工作过程的道桥职业英语课程改革的初衷。例如，在进行bridgeengineering（桥梁工程）这一模块的学习时，其中一个子项目是教师先让学生分组提前搜集国内外著名桥梁的英文资料，课堂上进行展示和讨论，之后让学生用简单的英语总结桥梁的发展史和桥梁的基本结构和类别，使学生切身体会到自己是在用英语解决与专业相关的知识，英语的应用能力和专业素养同时得到了提升。基于工作过程的道桥职业英语开发目前在我院仍处在一个初级阶段，要全面实现基于工作的道桥职业英语开发，还需要教师今后的不断探索、修善和创新。唯有如此，高职英语教学才能真正提高学生的英语应用能力，更好地服务社会。

作者：李芳霞 单位：甘肃交通职业技术学院

参考文献：

[1]黄萍.专门用途英语的理论与应用[M].重庆:重庆大学出版社,2007:14-45.

第7篇：桥梁工程发展史范文

土木工程是建造各种工程设施的科学技术的总称。其不仅包括施工材料、施工设备、勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；还包括工程建设对象，也就是建造在地上、地下、水中，可能直接或者间接服务于人类生活、军事、生产、科研等的工程设施，如，房屋、铁路、桥梁、道路、港口、给排水工程等。土木工程施工发展时间比较长，起始于新石器时代，经过文艺复兴时期一直到现在。在不断的发展过程中，土木工程施工技术也得到了快速的更新。发展到现代社会，土木工程已经成为了一门综合性的大型学科，并且出现了很多的分支，如，建筑工程、铁路工程、桥梁工程、道路工程、港口工程、给排水工程等。除此之外，随着土木工程的不断发展，土木工程施工技术越来越先进，在一定程度上，促进了土木工程建设的可持续发展。并且，在科学技术水平不断提高的形势下，对土木工程施工技术的要求也越来越高，进而为了达到社会发展需求，就一定要对施工技术进行创新，同时充分应用于土木工程建设。

2土木工程施工技术控制

2.1早期施工技术

土木工程施工技术的变化是随着结构形式、施工环境、施工材料的不断变化而变化。在土木工程施工中，早期施工技术主要包括以下三项。

2.1.1桩基础施工技术

此项技术是地基基础施工技术中的基础方法。在进行桩基础施工的时候，施工人员一定要选择恰当的桩型，对单桩基与群桩设计进行全面的考虑，进而保证桩基础施工质量达到预期标准，并且，在设计群桩的时候，一定要对不均匀沉降问题进行考虑，这样才可以保证施工的顺利完成；在进行预制桩吊运操作的时候，施工人员一定要加强对吊运的控制，避免出现冲击与振动的情况，影响成桩质量；在进行桩基钻孔与灌注施工的时候，一定要尽可能完善桩的定位放线、钻机垂直度校正、钻孔清土、灌注、混凝土搅拌、钢筋笼制作与安装、成桩验收等工作，并且对成桩质量进行全面的检测，进而达到预期的施工标准，保证工程施工的社会效益与经济效益。

2.1.2混凝土结构施工技术

混凝土是现代最主要的建筑材料。在土木工程施工中，混凝土结构施工技术是一种较为常见的技术手段。此项技术中较为常用的方法就是预制法与现浇法。预制法就是指在混凝土施工结构中得到了人们的广泛认可与应用，此方法具有性能高、成本低的特点，在土木工程建设中得到了广泛的应用。除此之外，在土木工程实际施工中，一定要保证预制膜尺寸的精准，并且严格按照施工顺序展开操作。相对于预制法而言，现浇法的应用要更早一些，此种方法主要就是在施工现场中进行支模，并且展开混凝土浇筑，完成土木工程施工。

2.1.3钢结构施工技术

在土木工程施工中，钢结构施工技术也是一项非常重要的技术手段。此种技术手段主要集中于构件吊装操作中。在实际施工之前，施工人员一定要对施工现场进行全面的清理，并且开展道路修筑、装备检查、构件运输等基础工作，保证钢构件可以按照施工顺序进行有效的运输；对于运输至施工现场的钢构件而言，一定要用具有足够支承面的木枕进行垫底，尽可能将其放置在起吊位置，确保钢结构摩擦面的干燥、清洁，达到预期的质量要求。在土木工程钢结构连接施工中，一定要选择最为恰当的连接方式，保证连接位置的精确，防止出现钢结构薄弱点，影响土木工程质量。

2.2创新施工技术

随着土木工程建设规模的不断扩大，施工技术在施工过程中发挥的作用越来越重要，对工程质量安全有着决定性的作用。近些年来，施工技术在土木工程建设中得到了广泛应用与发展，出现了一些创新施工技术。

2.2.1深基坑支护技术

近些年来，随着我国经济建设与城市建设的不断发展，地下工程建设越来越多。高层建筑地下室、地下车库、地下人防工程、地铁站等工程施工中，均需要挖掘较深的基坑。随着大量深基坑工程的出现，施工工艺、设计计算理论等方面均得到了一定的提升，同时，深基坑支护技术也成为了确保工程施工顺利完成关键。各种建筑物与地下管线都要开挖基坑，一些基坑可直接开挖或放坡开挖，但当基坑深度较深，周围场地又不宽时，一般都采用基坑支护，过去支护比较简单，也就是钢板桩加井点降水，一般能满足基坑安全施工，而对于深基坑已不能满足要求，近几年来随着基坑深度和体量的增大，支护技术也有了较大进展，按功能分常用的主要包括以下几个：一是，支撑系统。常用的有钢管与型钢内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑等，功能为支承围护结构侧力与限制围护结构位移；二是，挡水系统。常用的有深层水泥搅拌桩、地下连续墙、旋喷桩等，功能为阻挡抗外渗水；三是，挡土系统。常用的有钻孔灌注桩、深层水泥搅拌桩、钢筋混凝土板桩等，功能为形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。

2.2.2新型预应力技术

一般而言，预应力混凝土结构，是在结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。新型预应力技术也可以称之为体外预应力，其具有预应力摩擦损失小、操作方便等优势，在一定程度上，提高了土木工程施工效率。

3结束语

第8篇：桥梁工程发展史范文

文化是建筑的灵魂。中国建筑，是中华民族辉煌成就的标志，在历史长河中留下了光辉灿烂的一页。21世纪的竞争将取决于“文化力”的较量，对建筑来说也是如此。前几年，“欧陆风”大肆蔓延，不从传统文化中汲取养料，到处不顾条件竞请境外建筑师来本地创名牌。在城市化进程逐步加快的今天，大建设中“建设性破坏”时有发生，说明我们对传统建筑文化价值的近乎无知以及对西方建筑文化的盲目崇拜。世界知名规划师和建筑师伊利尔•沙里宁说:“让我看看你的城市，我就能说出这个城市在文化上追求的是什么。”

或许，中西文化的碰撞从来没有像今天这样激烈。解放后我们产生不少优秀作品，特别是1959年北京兴建的十大建筑，在理论和实践上都对中国建筑文化传统有很大的发扬。后来对复古主义的批判、受前苏联建筑文化的影响、国民经济困难时紧缩和调整建筑标准，以及中的“大批判”，都波及到建筑文化的发展。改革开放本是建筑文化发展的大好时期，却又受到“欧陆风”的侵袭。有一种误解:承认中国建筑文化很有特色，但这些传统已经与现代的技术和材料不相适应，是过时的文化，因此在是否需要发扬传统的问题上犹豫不定。我们说，只有民族的，才是世界的。在建筑领域五光十色异彩纷呈的形式下，更要把握住自己，不能迷失了自我。梁思成早就提出，历史上每个民族的文化都产生了它自己的建筑，随着文化而兴盛、衰亡。任何新的文化、包括建筑文化，都离不开历史的沉淀和积累，只是我们怎样去把握和传承的问题。

当今建筑市场的紊乱也是导致建筑文化品位低落的原因之一。建筑业繁荣是事业发展的标志，是文化高涨的象征。但由于专业篡行，专家错位，给建筑的文化品位带来不幸。工程师多但真正行家里手少，开发商承包商多，而建筑师设计师少，楼盘多而有个性的少。学建筑的要受非学建筑的制约，方案竞赛中选中的不是最佳方案，而是钱能通神，怪现象多。城市不像城市，乡村不像乡村，乡村拙劣仿造大宾馆，到处是钢筋水泥，没有一点乡村味道。云南丽江竟盖了几个像希尔顿那样的星级宾馆。一座座花费了大量金钱却无个性的建筑拔地而起，一个个面目雷同的新兴城市遍布各地，原有的古建筑群落受到新建筑的污染和破坏，完全忽略了民族建筑风格的发扬和保护。到处都是白瓷墙，蓝玻璃，一看就知道是中国建筑，外国人称，这是厕所瓷砖贴错了弄到外墙，而国人以为这就是气派，就是豪华。北京城在不断的拆迁建设中把旧城风貌改造得支离破碎，令人痛心。中国的建筑师在哪里，21世纪中国现代建筑往哪里去?中国建筑协会副理事长张祖刚对于北京老城的快速消失深感痛心，对于北京一些新建筑的出现无比遗憾，缺乏品位的现代建筑越来越多。雨果曾说:“建筑艺术是最伟大的产物而不是个人的产物，不只是天才们的杰作而是平民百姓的劳动结晶，是一个民族留下的宝藏，是世世代代的积累，是人类社会不断升华的遗留物。”

由此可见，建筑不但是艺术，更是一个民族文化的重要组成部分。面对全球强势文化，中国建筑显得无所适从。被建设部授予“中国建筑大师”称号的张开济，几年前与吴良镛、贝聿铭等一起给中央写了一封信，呼吁北京不要大拆大盖了，写字楼、大宾馆先不要盖了，否则，古老的有价值的建筑还没想好怎么办就一片片消失。利益是暂时的，而遗憾是永远的!英国伦敦这些年城市发展很快，但建设部门总是努力保持着这些街巷古老的特色，即使是扩建街道，兴建新的公共设施，也要在保护这些古街巷的前提下进行。这些小街巷不准车辆通行，只供行人步行。伦敦人这么小心翼翼地保护着这些这些看上去很丑陋的小房子，让人产生一种深深的敬意。这就是城市的文化，城市的品位和城市深厚的底蕴了。德国的柏林也是这样。作为首都，柏林只有一百多年。正因历史短，他们才更加珍惜仅有的东西。100年以上的建筑都是历史文物，须无条件保留。即使是拆除一栋没什么特色的民居，都必必经城市建设部长的批准。走在柏林，仿佛走在19世纪的大街上。他们原汁原味地保护了原有建筑群落，你会发自内心地感叹这座城市历史的悠久和文化的深厚，你觉得不仅仅是在赶路，而同时是在参观一座巨大的古迹陈列馆。中国建筑师在国际上处于弱势的一个重要原因在于“西学”与“中学”的根基都不够，相比之下“中学”的根基尤为薄弱。还原历史，修旧如旧。如果我们在建筑文化研究中能以审美的意识发掘遗产，当能另辟蹊径，丰富建筑的文化内涵。像中国这样悠久的国家，除列入保护名册的历史文化名城与历史街区外，可以借题发挥大做文章的城市与地段俯拾皆是，就看你如何去发挥，去构想，去创造。要正确处理好名城保护、规划、建设与经济发展的关系，使名城既有传统感、又具现代感，做到两者交相辉映，体现出自己的特色，提高名城的文化品位。“近代哈尔滨的城市建筑体系是以西洋建筑为主体的构成体系，其中，以新艺术运动、装饰艺术运动和现代主义建筑为代表的西方现代建筑是20世纪上半叶欧美建筑发展的主导潮流。这样一些代表世界建筑发展方向的摩登建筑能够同时性地出现在近代哈尔滨的城市建筑中，这在中国近代建筑体系中具有重要意义。”

1990年，黄山被联合国教科文组织列入世界自然文化遗产名录，确立了它在世界上的地位。黄山是中国的名片，在1000多年的建设历史中，留下的古观寺庙、险塞关隘、游道平台、亭阁、桥梁、门坊等数不胜数。这些建筑已成为黄山文化景观不可缺少的部分。“一个没有历史的城市，是一个贫血的城市，是一个趣味低级的城市;一个不懂得保护历史的城市，是一个没有品位的城市，更是一个没有灵魂的城市。”

2建筑艺术与艺术建筑

建筑作为名词，指人们用石材，木材等材料搭建的一种供人居住和使用的物体，如住宅、桥梁、场馆、寺庙等。作为动词，在土木工程范畴，建筑是指兴建房屋之类或发展基建的过程。但这些描述远没有揭示出建筑的内涵与外延，建筑实际是实用价值与审美价值、工程技术手段与艺术手段紧密结合的美术门类。建筑的本质是人类建造以供居住和活动的生活场所，所以，实用性是建筑的首要功能;不过随着人类实践的发展，物质技术的进步，建筑越来越具有审美价值。车尔尼雪夫斯指出，“建筑作为一种艺术，比其他各种实际活动更专一无二地服务于美感要求”。由此看来，建筑是不能不讲究艺术的。

就总体而言，建筑艺术与工艺美术一样，也是一种实用性与审美性相结合的艺术。在闽西南山区腹地，客家人聚居的一带山庄，遍布着一座座环形的圆楼，它以其古朴、粗犷、庄严、雄浑的风格与精巧玄妙的建筑工艺，吸引着中外建筑专家与游客前来参观、访问，它被赞誉为“遗落的古月”、“建筑的奇葩”、“神话般的山区建筑模式”、“独一无二的世界建筑艺术”。建筑艺术的成败不仅在于建筑者自身，还在于使用者对于建筑艺术语言的共识度。建筑者通过美学的感悟和艺术分析，充分发挥自己的创作才能，设计出了大量有特色的优秀作品，这些作品有文化、有内涵、富有人情味，具有地域特色和时代气息，把建筑艺术推向一个多元化发展的新阶段，进而产生了众多的建筑风格。建筑风格按国家地区与民族分，有欧陆风格、地中海式风格、非洲风格、拉美风格等;按建筑物的类型分，有住宅风格、别墅风格、宗教建筑风格等;按照历史发展流派分，有古希腊风格、古罗马风格，欧洲中世纪风格，文艺复兴风格等。建筑艺术是环境艺术。环境是建筑中不可缺少的一部分，建筑环境是人们赖以生存的空间，无论是工作、生活与学习都离不开环境的影响，建筑艺术追求的就是和建筑环境的高度和谐。建筑是人类创造的最伟大的奇迹和最古老的艺术之一。从古埃及大漠中的金字塔、罗马的斗兽场到中国的长城，无不闪耀着人类智慧的光彩。建筑艺术是空间艺术，合格的建筑师对建筑空间要有自己文化上的理解，建筑在存在意义上可以说是空间意义上的延长。建筑艺术的元素是光、影与墙和空间，表现形式是四维空间。建筑美不仅在于实体，更在于虚体;不仅在于时间，更在于空间。外部空间组织也是十分重要的，建筑艺术不能不考虑外部空间。与今天杂乱无序、建筑与环境失衡的城市空间相比，和谐、有机的传统建筑外部空间逐渐吸引了各类学者的关注。

人类需要艺术性强的建筑，哪怕你搭一个最具有实用价值的谷仓，也还是要讲究一下为好。建筑与人类生活有密切关系，它用其巨大的艺术表现力与人类文化构成深刻的对应关系，世界上杰出的建筑艺术作品都是文化最鲜明、最深刻也是最长久的体现。作家果戈里说:“建筑是历史的年鉴。”我国侗族建筑就很有讲究。“侗族杆栏式建筑门的结构，既有遮风挡雨、隔湿避瘴的生态适应功能，又具有文化功能、建筑审美功能和艺术特色。它蕴含着侗族生态建筑宇宙观和原始信仰体系中的‘生命神性’，其开放性空间结构构成一个人性的封闭空间。它既是建筑空间人性化的表述，又是对‘人宅相扶，感通天地’的‘天人合一’生态建筑宇宙观的深度表述。”

雨果称建筑是“石头的史书”，他在《巴黎圣母院》中说过:“人类没有任何一种重要的思想不被建筑艺术写在石头上。”人们无时无处不在感受着建筑的美。漫步街头，你会为仪态万千、新颖别致的现代高楼大厦所吸引，你也会被绚丽多姿、闻名遐尔的古代建筑艺术所陶醉。建筑具有双重属性，教皇亚历山大有名言:“真的有价值的是实用，华丽的光环却是跟感官借来的”。其他品类比如文学、音乐、绘画与建筑是不同的，它们是精神产品而不是物质产品。建筑既是物质产品，也是精神产品，其艺术性体现在建筑的功能、目的和方法、手段的和谐统一之中。建筑作为物质产品，体现着一定时代的物质文化生产水平，作为精神产品，其视觉形象体现了一定时代的审美观。我们追求艺术性的建筑，是为了让建筑给我们带来适用的同时，也带来美的享受。哪怕是最简单的、最实用的建筑，我们也不希望看到劣质的材料，不合理的设计，混乱的架构，面目可憎的外形。在丰富多彩的中国古代建筑艺术中，塔是给人以“建筑美”的建筑类型之一。“位于北京广安门外的天宁寺塔是一座典型的辽代八角密檐砖塔，其造型优美，古时从西南方进北京城远在十几里外即可见到这座佛塔耸立在地平线上，是北京城的重要地标之一。”

再如桥梁，不仅具有使用功能，还具有观赏功能，为城市起到美化作用。优秀的桥梁作品常被视为城市的标志与骄傲，甚至成为时代的象征、历史的纪念碑和游览的胜地。桥梁美学是一门涉及面极广的学科，既有美学基本原理，又有桥梁工程的结构概念。古埃及、古希腊、古罗马，在砖石结构的技术条件下从梁板结构，发展到拱，发展到穹隆，到高直建筑的砖石框架结构;古代劳动人民，运用简陋的技术创造出了诸如金字塔，斗兽场，雅典卫城这样气势宏伟的杰作，古代西方能工巧匠的智慧在各类建筑中发挥得淋漓尽致。如果审美迷失，艺术缺失，只有建筑而没有艺术，只有居住功能不具备审美功能，肯定会被历史所忽略。建筑是科学与艺术的统一，但最终是艺术。

3生态建筑、节能建筑与环保建筑

所谓生态建筑，是指将建筑看成一个具体的生态系统，达到经济、自然和人文的三大生态目标，还必须实现生态健康的“五化”(净化、绿化、美化、活化、文化)指标，达到一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的标准。2008年10月25日，作为第三届中国国际建筑艺术双年展的主题，《城市、建筑与生态》论坛在北京序幕。专家学者齐聚一堂，围绕业界最关注的如何建造可持续发展的生态城市这一热点问题，展开了精彩讨论。党的十六届三中全会提出了“以人为本，全面、协调、可持续发展”的科学发展观，是我国全面实现小康社会的战略思想。同志指出，要加快转变经济增长方式，将循环经济的发展理念贯穿到区域经济发展、城乡建设和产品生产之中，使资源得到最有效的利用。在加快建设社会主义新农村，特别是搞好城镇村的规划和建设上，我们应切实将循环经济的发展理念贯穿到农村经济社会发展过程中去。

生态一词，古代是显露美好的姿态，或者指生动的意态。后来通常指生物的生活状态。简单地说，生态就是指一切生物的生存状态，以及它们之间和它们与环境之间环环相扣的关系。生态学，是动物与植物之间及其对生态系统的影响的一门学科。如今，生态学已经渗透到各个领域。要保护和改善生活环境，就必须保护和改善生态环境。我国环境保护法把保护和改善生态环境作为其主要任务之一，正是基于生态环境与生活环境的这一密切关系。生态环境并不等同于自然环境。自然环境的外延比较广，各种天然因素的总体都可以说是自然环境，但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境。仅有非生物因素组成的整体，虽然可以称为自然环境，但并不能叫做生态环境。要完成一个建筑项目，有效的计划是必需的，无论设计乃致最后完成都需要考虑到整个建筑项目可能会带来的环境冲击。莱特是现代建筑四大师之一，全美20世纪十大传世建筑，他一人就占了四席，非科班出身但奇思妙想不穷。他的落水山庄名列十大传世建筑之首，这是一座建在瀑布上的房子，美得绝伦。建筑是不可能脱离空间而进行的，所以不能不考虑环境;建筑的目的主要是为了人，因而又不能不顾及生态环境。近年来，全国各地都兴建了大量的节能建筑。

建筑节能是一门跨学科的技术，它集成了规划、建筑学及材料、土木、环境、机电、设备、热能、信息等工科的专业知识，同时，与之密不可分还有社会学等人文学科。但是，建筑节能领域存在很多技术及质量问题。节能就是尽可能地减少能源消耗量，生产出与原来同样数量、同样质量的产品。建筑是一门艺术，节能是一项国策，艺术与国策完全可以统一于建筑中。什么是建筑学?国际建协华沙宣言指出，建筑学是人类建立生活环境的艺术和科学。因此，建筑与环境是密不可分的，建筑总是在特定环境中，是整体空间结构的一部分。1989年5月联合国环境署理事会通过了“关于可持续发展的声明”。之后，1992年在巴西里约热内卢发表了“二十一世纪行动纲领”，提供了更详尽的发展蓝图，可持续发展包含的“需要与限制”、“进步与极限”等内容，赋于建筑学一种新的环境意识及认识世界的角度，它是建筑师的职业责任核心之一。“可持续发展观的提出是人类发展史上的里程碑，它为人类社会的发展指明了方向。”

建筑时一定要将建筑节能融入设计中，要提高能源利用效率，降低民用建筑使用过程中的能源消耗。随着生活水平的提高，人们对住宅周边环境的要求越来越高，开发商为了住宅销售和价格定位，往往偏重有利于销售的要素，使住宅面向风景优美、视野开阔的方向。通透外飘窗、落地窗比比皆是，而对节能要素不予考虑。许多购房者在选购住房时，往往注重房子的价格、户型、位置、环境等，几乎不去过问节能等工程质量的问题，甚至根本不懂什么是建筑节能。目前我国新建建筑有99%是高能耗建筑，只有不超过5%采取了节能措施，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。小区规划布局时未从节能角度考虑建筑的最佳朝向，只是简单考虑日照和通风等影响。夏热冬冷地区盲目套用国外寒冷地区的建筑方案。有的地方建筑设计只考虑护结构的隔热和加强建筑的严密性，而忽视由于封闭阳台带来的附加温室效应，导致南向过热以及各不同朝向房间严重的热力失调。对亚热带气候特点的节能技术，主要有自然通风、遮阳、隔热以及自然能的利用。自然通风优良的住宅，空调能耗也会大大降低。建筑业有一种说法:“浪费就是美”。在这种思想下，很多建筑徒有美观却不节能。除了设计之外，建筑材料是否节能也值得考虑。比如屋顶材料，外墙材料都十分重要。提倡利用自然资源，遵循建筑与环境共生的原则，建筑设计应充分利用自然，保护自然，而非改变自然，特别是具有特色的自然地貌，应充分利用。如车库、公共区域以及住宅的客厅卧室都尽量使用自然光，利用太阳能技术为室外广场灯、草坪灯提供电源;利用风力发电补充公共照明的电源，将自然光源引入地下一层，减少公共照明负荷;采用雨水回用技术进行绿化灌溉及清洗车辆等等。

第9篇：桥梁工程发展史范文

有一类具有共同演化特征的产业在19世纪末逐渐形成，并在二战后导致了全球经济和社会的巨大变化，而进入21世纪，这类产业逐渐成为国家经济的新引擎。这类产业的发展与科学进步有很强的关联性，将其称之为“基于科学的产业”。基于科学的产业可能推动整个经济范式的改变，这充分体现在19世纪现代电气工业与化工业及20世纪半导体对整个经济范式的改造。而21世纪生物化学、生物医药、新能源、新材料等产业的影响初见端倪，逐渐成为国际产业竞争的焦点，也成为各国政府所密切关注的产业。改革开放三十多年来，我国在水利工程、机床制造、家电业等基于技术的产业领域取得了很大成就，但主要是基于产品和工艺技术、工程技术的改良。而在基于科学的产业领域，尽管我国在政策、投资、研发、新技术产业化等方面都进行了诸多努力，但发达国家相对于我国始终保持着较为稳定、强劲的竞争优势。我国在上述产业领域的赶超存在诸多困难，在于没有厘清基于科学的产业其独特的现象和发展规律。本文通过访谈剑桥大学工程系石墨烯中心以及北京大学医学院心血管科的研究人员获得一手资料，结合二手数据分析心电图和石墨烯两个产业的发展历程，分析并提出了基于科学的产业“积淀—突破—爆炸式增长”的发展模式以及该模式中的三类关系，即科学与技术的Z字形互动关系、核心产品与衍生产品的关系以及形成主导设计后本产业与其他产业的融合。

1文献回顾与分析框架

1.1基于科学的产业概念的界定基于科学的产业有其一系列独特的发展规律。如科学在该类产业发展中始终起着关键作用，是每一次产业根本性进步的发端；经历长期的基础科学研究的积淀，往往出现科学上的根本性突破，引发爆炸性的科研浪潮，形成平台，支撑科学、技术、产业的快速发展；当产业的核心技术形成及核心产品结构定性后，技术往往与其他产业技术融合或向多个产业扩散。上述基于科学的产业中的技术进步现象用现有的六代创新模型都难以解释。由于这六代模型形成时的商业环境和产业环境与现代有很大差异，导致其并没有洞察这种新发展范式的特点。通过对六代创新模型的总结发现，后三代创新模型侧重于关注创新的组织模式，前三代模型更多地关注创新的原始动力。然而由于20世纪50年代到80年代的经济环境，学者们并没有关注科学作为一种重要的创新原始动力对创新的独特影响（如表1所示）。自20世纪70年代起，学者们开始专注这类基于科学的产业。Gibbons和Johnston首次提出了“基于科学的产业”这个概念，认为有一类产业，相对于其他产业，其技术创新明显更加依赖于科学进步。Nelson和Winter在其《经济演化理论》一书中对不同产业的技术创新进行了实证研究，提出了两类技术体制，即“基于科学的技术体制”和“积累性的技术体制”。他们认为在前者产业中，技术创新的原始动力是产业发展的外生变量，如大学基础科研的突破；而后者产业中，技术创新更多地依靠产业内部的技术积累。其他学者们也发现了这类产业的特性，并对其进行了研究。在总结上述学者研究的基础上，本文将产业分为两类：基于科学的产业：产业发展强烈地依赖于科学研究，产业的核心技术进步普遍地、一贯地、强烈地依赖于科学新发现。典型产业如生物化学、制药业、有机化学、化妆品业等。基于技术的产业：产业发展对科学研究依赖性弱，该产业的技术进步主要表现为技术自身的演化，也就是由已有技术的突破、改进、组合、调整、变形而形成的新技术。典型产业如水利工程、道路桥梁建设、家具业、印刷业等。前人对上述两类产业的特点进行了描述，在此基础上分别将基于科学和基于技术的产业特点总结如下。基于科学的产业特点：（1）创新显著地来源于科学研究成果。（2）创新源往往来自企业外部，多为公共研究部门。大学和研究所参与创新的程度很高，产学研是最典型的创新模式。产品和工艺等创新的本质是将科学新发现商业化。（3）企业与公共研究部门保持密切联系来获得外部知识成为创新成功的关键要素。（4）产业的技术创新机会丰富，科学上的进步创造了一系列的潜在产品。（5）R&D投入强度很高。（6）在这类产业—科学关联中，往往是产业与其所基于的科学两个领域发展都不成熟。例如生物医药业，该产业处于成长期，所基于的科学领域——生命科学、生物医学也处于快速发展时期，不断有新的研究发现[11]。基于技术的产业特点：（1）创新是技术本身的发展或工程活动的结果。（2）企业创新能力主要来源于组织内部积累性的学习过程。（3）创新成功的关键要素在于本企业的技术投入、技术积累以及对各种技术知识和能力要素的整合。（4）技术创新机会的增长相对稳定。（5）R&D投入强度相对较低。（6）在这类产业—科学关联中，往往是产业处于成长期或成熟期，而相关的科学领域发展比较成熟。如公路、铁路桥梁工程、船舶制造、机床制造等工程领域，对应的机械原理、工程学等相对成熟、稳定，在较长的时间内没有突破性的新发展。

1.2基于科学的产业发展模式的分析框架经典的产业发展模式分析一般重点关注技术和市场（或产品、产业）两个维度的演化问题。技术维度的分析主要涉及Dosi的技术范式和技术轨道理论，Christensen、Kim等人提出了技术成长曲线理论以及Galvin、Probert总结的技术路线图工具。市场、产品、产业层面主要涉及Vernon的产品生命周期理论、Abernathy和Utterback的A-U模型以及Gort和klepper的产业生命周期理论。由于本文的研究对象——基于科学的产业其发展强烈地依赖于科学研究，产业的核心技术进步普遍地、一贯地、强烈地依赖于科学新发现，本文将科学作为一个维度来分析该类产业发展与科研的关系。同时，通过初步的数据分析，发现基于科学的产业存在普遍的产业融合现象，为了研究产业融合问题，本文将相关产业设为一个与科学、技术、产业平行的维度进行分析。

1.2.1分析的维度科学：重点关注重大的科研事件，剖析科研事件之间的联系，如核心科学突破与科学进步之间的关系结构以及对技术发展的影响。技术：关注技术突破的典型事件，技术突破之间的关系，技术突破对科学的影响，以及技术突破对产业发展的影响，如技术兴起对产业兴起的影响，主导设计对产业发展的影响等。产业：关注早期市场需求的形成、早期产品的形成、何时开始产业化并出现专利、核心产品与衍生产品等典型产业发展事件。其他产业：关注相关产业技术对所研究的产业的影响，分析产业融合问题。

1.2.2关注的指标时间及顺序：需要关注关键事件的发生时间及顺序，例如技术、产业兴起的时间节点，科研积淀、核心科学突破、主导设计确立、产业融合发生的时间区间，以及发生的先后次序。通过时间顺序初步推断事件间的因果关系。维度间的关系：关注4个维度的相互关系。在基于科学的产业这个分析背景下，在整个产业发展的系统中，重点关注科学与技术之间是什么关系，技术如何影响产业，产业间的融合又产生什么影响等。

2基于科学的产业发展案例

2.1研究方法与数据来源考虑到“基于科学的产业”这个研究课题尚未形成成熟的理论体系，本文选取心电图产业和石墨烯产业进行探索性案例研究，通过归纳法进行理论构建。选取心电图和石墨烯两个产业的原因在于这两个产业是典型的基于科学的产业，心电图的发明和石墨烯的成功制备分别获得了1924年诺贝尔医学奖和2010年诺贝尔物理学奖，两个产业的发展都持续地高度依赖于科学研究。本文通过对心电图和石墨烯两个案例的研究，探讨基于科学的产业的发展模式。案例资料数据来源：（1）科学论文：主要涉及心电图、石墨烯技术路径方面的文献。（2）图书：关于心电图、石墨发展史的图书。（3）访谈：分别对北大医学院心血管内科、剑桥大学工程系石墨烯中心的研究人员进行了访谈，收集了一手数据。心电图领域的访谈主要涉及心电图科研成果、技术、产品的关系以及在临床上的应用等。剑桥大学工程系石墨烯中心在全球石墨烯研究处于领先地位，笔者对该中心的几名研究人员进行了访谈，主要涉及石墨烯基础科研发展之间的关系以及石墨烯的应用前景。

2.2心电图产业案例概况本文梳理了心电图领域科学、技术、产业以及相关产业4个层面在发展历史上的重大事件，厘清了各个事件之间的逻辑关系，总结为表2，并根据表2总结了心电图产业发展路径（见图1）。心电图产业的发展可以分为早期基础科研、心电图兴起和近现代心电图产业发展三个时期。第一时期（17世纪—18世纪）：电的利用，电对生物体组织的影响的观察以及生物电的发现。17世纪初，物理学家Gilbert、Browne等发现了静电的存在，在此之后，各种静电计不断被发明出来。在静电计的帮助下，18世纪中叶到19世纪中叶的一个世纪里，Bancroft、Walsh、Sowdon、Galvani、Kite、Nobili等学者陆续发现并验证了生物电的存在，并通过解剖实验发现了生物电与肌肉、神经和部分器官（特别是心脏）机能之间的联系。第二时期（1800—1895）：为了检测出心电，验电设备不断改进，机器灵敏度不断提高。在19世纪一个世纪里，Oerste、Schweigger、Nobi-li、Thompson、Arsonval、Deprez等学者不断推动着验电设备的进步。1858年Thompson发明了镜式电流计。1872年Lippmann发明了毛细管电位计。由于验电设备越来越灵敏，新的心电现象得以观察，很多猜想得到了验证。1850年，Hoffa证明了电流会导致心颤。1856年Koelliker和Muller利用电流表证明了每一次心跳都伴随着电流变化。1875年Caton制成了第一份有明确记载的心电图记录。1885年Einthoven首次从体表记录到心电波形。1887年Waller通过毛细管静电计记录下历史上第一个人类的心电图，证明了人类心脏跳动伴随着有规律的电流变化并提出“心电图（electrocardiogram）”一词。1890年Burch通过数学方法，将毛细管静电计记录的数据转化为图形。第三时期（1895至今）：第一个精确心电图问世，心电图逐渐产业化为一种医疗工具。1895年Einthoven利用改良后的静电计和1890年Burch改良的数据—图像算法，检测到人类心电5种波形：P、Q、R、S和T，成为现代心电治疗的基础。1903年，Einthoven开始与剑桥科学仪器公司商讨弧线电流计的商业化生产。1906年，通过心电图仪（以弦线电流计为基础）测度的正常和异常心电图，Ein-thoven首次系统地论述了许多心电医学现象如：左、右心房、心室肥厚时，U波，QRS波，室性早搏，室性二联律，心房扑动和完全性心脏传导阻滞等。自此，有了心电图仪和通过5种波形表达的标准正常心电图，形成了现代心脏医疗和设备创新的基本逻辑：医学家们逐步形成某类心脏疾病的心电图确诊标准—测度心电图—与正常心电图对比发现某类波形的异常—心电干预仪器—临床治疗。遵循这种基本逻辑，20世纪初至今，左、右心房、心室肥厚时，U波、QRS波、室性早搏、室性二联律、房颤、心绞痛、梗死、心动过速等越来越多的心脏疾病被发现并形成确诊的心电图标准。同时，心电图仪在一个多世纪的时间里也越来越先进，并与其他电路技术、无线技术结合，如1978年晶体管应用于心电图仪。另外，起搏器、除颤器等心电干预设备得以问世并不断改良，越来越轻薄，并可植入人体。1924年，Einthoven因发现心电图机制获诺贝尔生理学或医学奖。

2.3石墨烯产业案例概况与心电图产业的分析类似，本文梳理了石墨烯领域科学、技术、产业以及相关产业4个层面在发展历史上的重大事件，厘清了各个事件之间的逻辑关系，总结为表3，并根据表3总结了石墨烯产业发展路径（见图2）。与心电图产业不同，石墨烯产业兴起于2004年，发展时间短但产业化速度快，科学、技术、产业3个层次间的时滞不如心电图产业那样明显。另外，由于材料产业本身的特点，石墨烯产业与其他相关产业的关联十分密切。石墨烯产业的发展可以分为早期基础科研、实验室石墨烯制备、石墨烯产业化发展3个时期。第一时期（1859—2004）：石墨结构和性质的早期研究，及石墨薄片的分离方法探索。1859年，英国化学家Brodie发现了氧化石墨具有层状结构。20世纪初，X射线晶体学创立以来，石墨薄片的研究开始兴起，科学家们努力尝试观察并分离更薄的石墨薄片。另一方面，也有很多科学家认为石墨烯是不可能在常温下存在的。1918年，Kohlschütter和Haenni通过粉末衍射法发现了石墨氧化物薄片（graphiteoxidepaper）的性质。1924年，通过单晶衍射法发现了石墨氧化物质的结构。1934年，Peierls提出准二维晶体材料由于其本身的热力学不稳定性，在室温环境下会迅速分解或拆解。关于石墨烯存在的可能性，科学界一直有争论。1947年，Wallace率先开始研究石墨烯的性质，这是对石墨三维电子性质探索的开始。在这期间，Semenoff、DeVincenzo和Mele提出了无质量狄拉克方程，提出狄拉克点导致量子霍尔效应（石墨烯的特性之一是存在常温量子霍尔效应）。随着电子级显微技术的发展以及分离萃取技术的发展，科学家们提取出的石墨薄片越来越薄。1948年，Ruess和Vogt发表了最早用透射电子显微镜拍摄的少层石墨（层数在3~10层之间的石墨）图像。随后，电子显微镜观察到单层石墨。1966年，Mermin和Wagner提出Mermin-Wagner理论，证明不可能存在二维晶体材料。因此，作为二维晶体材料的石墨烯只是作为研究碳质材料的理论模型，一直未受到广泛关注。然而对石墨薄片的研究热情依然没有减退，20世纪70年代，对单层碳原子石墨平面材料的关注超过了其他材料，这期间对石墨的研究主要依靠透射电子显微镜。1990年，开始尝试微机械分离法制作石墨薄片，但到2004年前，薄度一直在50~100层以上。2002年，出现最早的石墨薄片生产技术专利，叫做“纳米级石墨薄片”。这是最早的石墨薄片大规模生产的专利。第二时期（2004—2005）：成功分离单层碳原子石墨层，即石墨烯。2004年，Geim和Novoselov首次成功从石墨中分离出了单层碳原子石墨层，即石墨烯。由于上述提取技术，石墨烯的光、电、热传导、机械、生物化学、化学传感等一系列优良性质得以直接观察。2005年，Kim和Zhang证实了石墨烯的准粒子（quasiparti-cle）是无质量迪拉克费米子（diracfermion），引起一股研究石墨烯的热潮。自此，众多科学家投身于石墨烯的研究。第三时期（2005至今）：石墨烯的各种特性被发现，科学成果激发了许多技术创新，产业化迅猛发展。由于成功实现了石墨烯的制备，大大促进了科学研究的进度，石墨烯在光、电、热传导、机械、生物化学、化学传感等多方面的多种优良特性在9年的时间里不断被发现。如室温量子霍尔效应、室温高载流子迁移率、高光电转换效率、石墨烯薄片与单层氦键合形成绝缘的石墨烷、超高等效热导率和超低界面热阻等。同时，在9年的时间里，石墨烯的制备方法也有了改善，从最初的昂贵且产量小的机械剥离法到SiC热解外延生长法、氧化石墨还原法以及目前最常用的化学沉降法，成本不断降低，产量不断提升。科学领域，石墨烯的各种优良特性激发了一系列的技术创新，形成了石墨烯包装材料、石墨烯单分子传感器、石墨烯高频电路、石墨烯锂电池、石墨烯薄膜等。这些技术创新推动了海水淡化、DNA测序、飞机材料、包装材料、医用传感器、电子产品、光通讯系统、防弹衣等领域的发展。Geim和Novoselov因成功制备石墨烯获得了2010年诺贝尔物理学奖。

3对案例的讨论——基于科学的产业发展模式

3.1基于科学的产业中科学、技术、产业互动三角形基于科学的产业遵循积淀—突破—爆炸式增长的发展模式。图3描述了这种发展模式中科学、技术、产业以及其他产业的互动关系以及技术兴起、产业兴起、产业融合的现有顺序和科学重大突破、核心产品主导设计几个重要节点形成的时间区间。产业发展中这种互动系统依次经历技术的兴起、产业的兴起和与其他产业的融合几个阶段，形成了一个科学、技术、产业及其他产业的互动三角形。在科学的重大突破之前，有一个较长时间的科研积淀。在这个时期，技术和产业层面比较平静。经过长期的科研积淀，科学研究产生重大突破，形成科学研究、技术创新、产业发展爆炸式的进步，并形成一个发展的平台，支持相关的创新。科学的重大突破后产业开始逐渐形成。产业经过一定的发展形成核心产品的主导设计。而与其他产业的融合往往出现在核心产品的主导设计形成以后。在这个发展过程中，科学研究往往是每一项新进步的发端，是整个发展的原动力。上述科学研究的重大突破，根本性地提升了科学研究进步、技术创新、产业发展速率，使得整个领域的图景发生根本性变化。例如人类心电5种波形的发现和标准的确定就是心电图产业发展的一个“爆炸点”。人类将电疗应用于临床用了将近3个世纪的时间，而早搏，二联律，房颤，心绞痛，梗死，心动过速等一系列心脏疾病的诊断和治疗方法应用于临床一共经历了不到一个世纪的时间。总的来看，在爆炸点之前该领域科学、技术和产业的发展都相对平静，而爆炸点之后，形成了三方面的变化：科学层面，基于人类心电标准波形和心电图仪器的进步，上述很多心脏疾病得以研究。技术层面，心电标准的形成大大促进了心电图仪的进步，同时发端于对各种疾病的科学研究，对应的起搏器、除颤器等设备应运而生。产业层面，各种仪器设备越来越便携和便宜，产业化程度不断提高。再如，石墨烯领域“爆炸点”以前的平静和以后的活跃程度对比更加显著。人类分离石墨烯的尝试经历了150年的时间，而之后石墨烯迅猛发展并渗透到各个领域仅仅用了10年的时间。在“爆炸点”之后，科学层面，石墨烯各个方面的性质研究速度增长迅速，新研究成果的公布需要按月衡量。这种速度的暴涨也是因为石墨烯的成功分离吸引了众多其他相关领域的科学工作者进入该领域。技术层面，各类产品技术在10年的时间里迅速发展。产业层面，石墨烯向海水淡化、DNA测序、包装运输、通讯、电子等产业的渗透蓄势待发。图3说明的科研核心角色、核心与衍生创新的关系、与其他产业的融合以及科学与技术的Z字形互动关系将在下面中进行论述。这种互动三角形在心电图产业中表现十分典型，但在石墨烯产业中表现不很明显。主要是由于石墨烯产业兴起仅仅十几年的时间，整体的三角形互动模式还未完全显现。

3.2科研在基于科学的产业发展中的角色本文发现在基于科学的产业发展中，科学研究自始至终处于核心地位。这种科研在产业发展中的核心角色并不能被经典产业演化理论所解释。Ver-non将产品生命周期划分为导入期、成熟期和标准化期3个阶段。20世纪70年代，Abernathy和Utter-back提出了A-U模型，讨论了产品创新和工艺创新的关系，并将产品的创新过程分为流动、过度和确定3个阶段。Gort和Klepper提出了G-K模型，论述了产品的主导设计。他们按厂商数目对产品生命周期进行划分，提出引入、大量进入、稳定、大量退出（淘汰）和成熟等5个阶段。Phaal提出了产业发展的科学—技术—应用—市场（S-T-A-M）的转化，认为产业发展的S曲线上，随时间推移产业发展的核心遵循科学—技术—应用—市场的转化路径。Christensen、Kim等人提出了技术成长曲线，认为技术的发展遵循S型路径成长。Dos（i1982）等学者提出了技术范式和技术轨道的概念。上述理论的一个共同特点是认为在产业发展初期科学研究极其活跃，引领产业的发展，随后科学研发频率和规模下降，引领产业发展的核心要素向技术因素、工艺因素和市场因素转移。然而上述产业演化及创新理论都未能解释本文发现的这一现象，即在某些产业领域，科学自始至终处于核心和引领地位。例如心电图产业的发展过程中，科学研究一直是产业发展的原始动力，是每一次进步的发端。第一时期基础科学的进步阶段，观察电对生物体组织的影响以及发现生物电，特别是心电成为心电图产业发展的基础。正是这些基础科学的积淀，逐渐催生了心电图产业。这一阶段科学原理的发现也推动了技术层面各种验电设备的早期发展。第二时期心电图产业开始形成的直接原因在于实验室首次成功绘制了人类心电图。由于前一时期对生物电的长期科研积淀，人们对生物电有了充分的了解并认可临床的电疗方法，实验室心电图的成功发现使人们看到了它的临床价值。因为之前对心脏的电疗处于“误打误撞”碰运气的状态，并没有原理上的指导，电疗使病情加重甚至使病人加速死亡的现象十分常见。心电图的出现无疑成为了电疗的“眼睛”，从此电疗结束了误打误撞的发展阶段。实验室心电图的发现很快促成了产业化生产。到了第三时期，心电图产业的几乎所有发展都来源于Einthoven发现的人类心电的5种波形。这5种波形至今依然是心脏疾病诊疗的基础。即自从人类心脏正常波形发现后，所有的产业发展都遵循这样的模式。心脏异常临床表现、发现心电图与标准心电图的差异、研究干预原理和方法、干预仪器的发明及生产制造、二联律、心肌梗塞、心绞痛等心脏疾病的诊断和治疗都是以人类心电5种波形为基础的。再如石墨烯产业的发展，在最初的基础科学进步阶段，发现石墨的层状结构、观察并分离石墨薄片成为石墨烯成功提取的基础。第二阶段，实验室成功分离出单原子层石墨薄片，即石墨烯，成为该产业兴起的直接原因。第三阶段，由于之前对石墨烯的研究处于“猜想”阶段，进展缓慢。实验室中成功提取了石墨烯，使得它成为研究者能够拿在手中的“实实在在”的研究对象，对石墨烯的研究发展速度迅速提升。对石墨烯光、电、热、机械、化学传感等一系列优良性质的研究都来源于实验室的石墨烯提取技术。在这一阶段，产业开始形成，但精密光学仪器、石墨烯薄膜、包装材料、纳米器件、光感材料、电路器件等一系列石墨烯相关技术发展以及在医疗器械、光通讯、电子产品、武器、包装等领域的产业发展都基于科学层面实验室中对石墨烯各种性质的发现和原理的研究。

3.3基于科学的产业中的核心创新与衍生创新基于科学的产业中，核心的科学突破形成核心产品，而一系列周边的技术进步会形成产品系列。例如，核心的心电验电技术和人类5种波形的标准确立形成了该产业的核心产品心电图仪，用于各种心脏疾病的诊断。基于相同的心电基本原理，形成了心脏起搏器，通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲，刺激心脏跳动；形成了心脏除颤器，通过较强电脉冲恢复窦性心律，治疗心律不齐；形成了可以24小时监护的便携心电图仪等仪器。石墨烯产业也有类似的现象。由于科学上石墨烯分离技术实现了石墨烯材料的制备。这个核心产品形成了用于海水淡化的石墨烯薄膜、用于DNA测序的石墨烯薄膜，形成了用于包装、防弹衣、飞机材料等表面材料，形成了用于各种电路的电路材料等。

3.4基于科学的产业领域的产业融合产业发展到一定阶段可能产生产业融合。上述两个产业在发展到一定阶段都出现了产业融合。对于心电图产业，当科学领域形成标准、核心技术成熟，产业层面出现主导设计之后，发生了3次与其他产业的融合，根本性地提高了心电图仪的性能。第一次融合发生在20世纪30年代，电子管应用于心电图，取代了庞大易坏的弦线式电流计心电图。第二次融合发生在20世纪50年代到80年代，晶体管取代了电子管，将静态心电图拓展为动态心电图，发展了三维向量心电图，性能提高的同时，心电图仪的体积大大减小了。第三次融合发生在20世纪80年代，大规模的专用集成电路和计算机芯片应用于心电图，同时CPU和软件支持使得心电图智能程度大大提高，实现了12导联同步描计，能对心电波形数据进行存储、回放、编辑、打印和传输。另外，无线技术也应用于心电图仪，1999年心电图实现了与无线技术结合，有助于组织专家会诊。2005年，丹麦心脏病专家通过无线技术把心电图数据从救护车传送到医生的电脑上，节省了抢救时间。而石墨烯作为材料领域的创新与其他产业的融合体现了材料领域的特性，能够快速向多领域渗透。石墨烯本身也存在很多其他材料没有的特别之处，在光、电、热、化学传感、生物、机械等几个方面都有优良特性，导致石墨烯材料在医学仪器、过滤膜、包装材料、电路、武器、光通讯、飞行材料、电池等很多领域都得到了应用。

3.5科学与技术的“Z”字形互动基于科学的产业中，本文还发现了科学与技术的“Z”字形互动关系。即科学研究明确原理促进了技术的发展，同时，科学的进一步发展需要技术上的支持，形成了技术需求。技术的发展进一步支持和推动了科学的发展。例如在心电图领域，各种验电设备的基本原理来源于对电的研究。同时，为观测生物电，科学对技术的需求催生了无定向电流表的发明，使得生物电得以观察。为了观测心电，需要更精确的验电设备，产生了新的技术需求，推动了毛细静电计的发明，使得心电得以观测。为了绘制心电图，需要进一步增加验电精度，于是发明了弧线电流计，成功绘制了心电图。科学与技术遵循的上述关系，如果以时间作为横轴，发现科学与技术的关系箭头形成了一系列的“Z”字。石墨烯产业也有类似的现象。实验室首次成功分离石墨烯为石墨烯的制备提供了理论依据，但物理剥离法无法应用于大规模制备。于是在技术层面出现了SiC热解外延生长法、氧化石墨还原法及目前最常用的化学沉降法，为科学研究提供了更多的材料。

4理论思考与启示