国内外桥梁发展史

第一篇：国内外桥梁发展史

国内外桥梁发展史

一、桥梁定义

桥梁是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。桥梁一般由五大部件和五小部件组成,五大部件包括(1)桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、(2)支座系统、(3)桥墩、(4)桥台、(5)墩台基础；五小部件包括(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明。

二、桥梁分类

按用途分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥。按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥。

按结构分为梁式桥,拱桥,钢架桥,缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥)四种基本体系,此外还有组合体系桥。

按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥。按使用年限可分为永久性桥、半永久性桥、临时桥。

按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。梁式桥:包括简支板梁桥,悬臂梁桥,连续梁桥。其中简支板梁桥跨越能力最小,一般一跨在8-20m。连续梁桥国内最大跨径在200m以下,国外已达240m（目前世界上最大跨径梁桥最跨是330m，是位于中国重庆的石板坡长江大桥复线桥，于2006年建成通车）。

拱桥:指的是在竖直平面内以拱作为上部结构主要承重构件的桥梁。拱桥分类：①按拱圈(肋)结构的材料分：有石拱桥、钢拱桥、混凝土拱桥、钢筋混凝土拱桥。②按拱圈（肋）的静力图式分：有无铰拱、双铰拱、三铰拱（见拱）。世界第一拱桥为重庆朝天门长江大桥，主跨达522m，2009年4月29日建成通车。

刚构桥：主要承重结构采用刚构的桥梁。梁和腿或墩（台）身构成刚性连接。结构形式可分为门式刚构桥、斜腿刚构桥、T形刚构桥和连续刚构桥。跨径我国最大已达270m(虎门大桥辅航道桥)。虎门大桥横跨东莞市虎门镇和广州南沙区之间的珠江入海口。大桥工程于1992年10月28日开工，1997年6月9日正式通车。

斜拉桥：又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。苏通大桥位于江苏省东南部，连接南通和苏州两市，总长8206米，其中主桥采用100+100+300+1088+300+100+100（其中主桥长约1088米）=2088米的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。创造四项世界之最：最大主跨斜拉桥、最深基础（苏通大桥主墩基础由131根长约120米、直径2.5米至2.8米的群桩组成，承台长114米、宽48米，面积有一个足球场大，是在40米水深以下厚达300米的软土地基上建起来的，是世界上规模最大、入土最深的群桩基础。）、最高桥塔（300.4米的混凝土塔，为世界最高桥塔）和最长拉索（最长拉索长达577米，比日本多多罗大桥斜拉索长100米，为世界上最长的斜拉索）。

武汉二七长江公路大桥是世界上最大跨度的三塔斜拉桥和世界上最大跨度的结合梁斜拉桥。该桥设计长度6507米，其中主桥全长2922米，主桥通航孔（主跨）采用三塔斜拉桥方案，双主孔跨度为2x616米。

悬索桥：又名吊桥（suspension bridge）指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。

世界上最大跨度的悬索桥是日本明石海峡大桥，坐落在日本神户市与淡路岛之间，主跨1991米（960+1991+960），全长3911米。大桥于1988年5月动工。1998年3月竣工。

世界最大跨峡谷的悬索桥是湘西矮寨悬索大桥，于湖南吉首矮寨镇，是长沙至重庆公路通道吉首至茶洞高速公路的控制性工程，桥面与谷底垂直高差达330余米，主跨跨径1176米。创“4个世界第一”：一是大桥主跨1176米，跨峡谷悬索桥创世界第一；二是首次采用塔、梁完全分离的结构设计方案，创世界第一；三是首次采用岩锚吊索结构，并用碳纤维作为预应力筋材，创世界第一；四是首次采用“轨索滑移法”架设钢桁梁，创世界第一。

组合体系桥有梁拱组合体系,如系杆拱,桁架拱,多跨拱梁结构等.梁刚架组合体系,如T形刚构桥等。

玻璃桥：纯玻璃制成的一种桥梁。我国第一座采用特种水晶玻璃承座体系的实用性桥梁位于广西桂林市区内榕杉湖景区榕湖上，桥长22.4米，桥宽2.64米。

三、桥梁发展史

桥梁是道路的组成部分。从工程技术的角度来看，桥梁发展可分为古代、近代和现代三个时期。

（一）古代桥梁

古代桥梁在17世纪以前，一般是用木、石材料建造的，并按建桥材料把桥分为石桥和木桥。

石桥的主要形式是石拱桥。据考证，中国早在东汉时期（公元25～220年）就出现石拱桥,如出土的东汉画像砖，刻有拱桥图形。现在尚存的赵州桥（又名安济桥），建于公元605～617年，净跨径为37米，首创在主拱圈上加小腹拱的空腹式（敞肩式）拱。中国古代石拱桥拱圈和墩一般都比较薄，比较轻巧，如建于公元816～819年的宝带桥，全长317米，薄墩扁拱,结构精巧。

赵州桥

宝带桥

罗马时代，欧洲建造拱桥较多,如公元前200～公元200年间在罗马台伯河建造了8座石拱桥，其中建于公元前62年的法布里西奥石拱桥，桥有2孔,各孔跨径为24.4米。公元98年西班牙建造了阿尔桥,高达52米。此外,出现了许多石拱水道桥,如现存于法国的加尔德引水桥,建于公元前1世纪，桥分为3层，最下层为7孔,跨径为16～24米。罗马时代拱桥多为半圆拱，跨径小于25米，墩很宽，约为拱跨的三分之一。

罗马帝国灭亡后数百年，欧洲桥梁建筑进展不大。11世纪以后，尖拱技术由中东和埃及传到欧洲，欧洲开始出现尖拱桥，如法国在公元1178～1188年建成的阿维尼翁桥，为20孔跨径达34米尖拱桥。英国在公元1176～1209年建成的泰晤士河桥为19孔跨径约7米尖拱桥。西班牙在13世纪建了不少拱桥，如托莱多的圣玛丁桥。拱桥除圆拱、割圆拱外，还有椭圆拱和坦拱。公元1542～1632年法国建造的皮埃尔桥为七孔不等跨椭圆拱，最大跨径约32米。当时椭圆拱曾盛行一时。1567～1569在佛罗伦萨的圣特里尼塔建了三跨坦拱桥，其矢高同跨度比为1∶7。11～17世纪建造的桥，有的在桥面两侧设商店，如意大利威尼斯的里亚尔托桥。

残存的四跨阿维尼翁桥

英国泰晤士河桥

皮埃尔桥

石梁桥是石桥的又一形式。中国陕西省西安附近的灞桥原为石梁桥，建于汉代，距今已有2000多年。公元11～12世纪南宋泉州地区先后建造了几十座较大型石梁桥，其中有洛阳桥、安平桥。安平桥(五里桥)原长2500米，362孔，现长2070米，332孔。英国达特穆尔现存的石板桥，有的已有2000多年。

灞桥

洛阳桥

安平桥

早期木桥多为梁桥，如秦代在渭水上建的渭桥，即为多跨梁式桥。木梁桥跨径不大，伸臂木桥可以加大跨径。中国3世纪在甘肃安西与新疆吐鲁番交界处建有伸臂木桥，“长一百五十步”。公元405～418年在甘肃临夏附近河宽达40丈处建悬臂木桥，桥高达50丈。八字撑木桥和拱式撑架木桥亦可以加大跨径。16世纪意大利的巴萨诺桥为八字撑木桥。

木拱桥出现较早，公元104年在匈牙利多瑙河建成的特拉杨木拱桥，共有21孔，每孔跨径为36米。中国在河南开封修建的虹桥,净跨约为20米,亦为木拱桥,建于公元1032年。日本在岩国锦川河修建的锦带桥为五孔木拱桥，建于公元300年左右,是中国僧戴曼公独立禅师帮助修建的。

虹桥

中国西南地区有用竹篾缆造的竹索桥。著名的竹索桥是四川灌县珠浦桥，桥为8孔，最大跨径约60米,总长330余米，建于宋代以前。

四川灌县珠浦桥

古代桥梁基础,在罗马时代开始采用围堰法施工,即打木板桩成围堰，抽水后在其中修筑桥梁基础和桥墩。1209年建成的英国泰晤士河拱桥，其基础就是用围堰法修筑，但是,那时只能用人工打桩和抽水,基础较浅。中国11世纪初，著名的洛阳桥在桥址江中先遍抛石块，其上养殖牡蛎二三年后胶固而成筏形基础，是一个创举。

（二）近代桥梁

18世纪铁的生产和铸造，为桥梁提供了新的建造材料。但铸铁抗冲击性能差,抗拉性能也低,易断裂，并非良好的造桥材料。19世纪50年代以后，随着酸性转炉炼钢和平炉炼钢技术的发展，钢材成为重要的造桥材料。钢的抗拉强度大，抗冲击性能好，尤其是19世纪70年代出现钢板和矩形轧制断面钢材，为桥梁的部件在厂内组装创造了条件，使钢材应用日益广泛。

18世纪初，发明了用石灰、粘土、赤铁矿混合煅烧而成的水泥。19世纪50年代，开始采用在混凝土中放置钢筋以弥补水泥抗拉性能差的缺点。此后，于19世纪70年代建成了钢筋混凝土桥。

近代桥梁建造，促进了桥梁科学理论的兴起和发展。1857年由圣沃南在前人对拱的理论、静力学和材料力学研究的基础上，提出了较完整的梁理论和扭转理论。这个时期连续梁和悬臂梁的理论也建立起来。桥梁桁架分析(如华伦桁架和豪氏桁架的分析方法)也得到解决。19世纪70年代后经德国人K.库尔曼、英国人W.J.M.兰金和J.C.麦克斯韦等人的努力,结构力学获得很大的发展,能够对桥梁各构件在荷载作用下发生的应力进行分析。这些理论的发展，推动了桁架、连续梁和悬臂梁的发展。19世纪末，弹性拱理论已较完善，促进了拱桥发展。20世纪20年代土力学的兴起，推动了桥梁基础的理论研究。

近代桥梁按建桥材料划分，除木桥、石桥外，还有铁桥、钢桥、钢筋混凝土桥。

木桥，16世纪前已有木桁架。1750年在瑞士建成拱和桁架组合的木桥多座，如赖谢瑙桥，跨径为73米。在18世纪中叶至19世纪中叶,美国建造了不少木桥,如1785年在佛蒙特州贝洛兹福尔斯的康涅狄格河建造的第一座木桁架桥，桥共二跨，各长55米；1812年在费城斯库尔基尔河建造的拱和桁架组合木桥,跨径达104米。桁架桥省掉拱和斜撑构，简化了结构，因而被广泛应用。由于桁架理论的发展，各种形式桁架木桥相继出现，如普拉特型、豪氏型、汤氏型等。由于木结构桥用铁件量很多，不如全用铁经济，因此，19世纪后期木桥逐渐为钢铁桥所代替。

铁桥，包括铸铁桥和锻铁桥。铸铁性脆，宜于受压，不宜受拉，适宜作拱桥建造材料。世界上第一座铸铁桥是英国科尔布鲁克代尔厂所造的塞文河桥，建于1779年，为半圆拱，由五片拱肋组成，跨径30.7米。锻铁抗拉性能较铸铁好，19世纪中叶跨径大于60～70米的公路桥都采用锻铁链吊桥。铁路因吊桥刚度不足而采用桁桥，如1845～1850年英国建造布列坦尼亚双线铁路桥，为箱型锻铁梁桥。19世纪中以后，相继建立起梁的定理和结构分析理论,推动了桁架桥的发展,并出现多种形式的桁梁。但那时对桥梁抗风的认识不足，桥梁一般没有采取防风措施。1879年12月大风吹倒才建成18个月的阳斯的泰湾铁路锻铁桥，就是由于桥梁没有设置横向连续抗风构。

塞文河桥

布列坦尼亚双线铁路桥

中国于1705年修建了四川大渡河泸定铁链吊桥。桥长100米，宽2.8米，至今仍在使用。欧洲第一座铁链吊桥是英国的蒂斯河桥，建于1741年，跨径20米，宽0.63米。1820～1826年，英国在威尔士北部梅奈海峡修建一座中孔长177米用锻铁眼杆的吊桥。这座桥由于缺乏加劲梁或抗风构，于1940年重建。世界上第一座不用铁链而用铁索建造的吊桥，是瑞士的弗里堡桥，建于1830～1834年、桥的跨径为233米。这座桥用2000根铁丝就地放线，悬在塔上，锚固于深18米的锚碇坑中。

泸定桥

1855年,美国建成尼亚加拉瀑布公路铁路两用桥这座桥是采用锻铁索和加劲梁的吊桥,跨径为250米。1869～1883年，美国建成纽约布鲁克林吊桥,跨度为283+486+283米。这些桥的建造，提供了用加劲桁来减弱震动的经验。此后，美国建造的长跨吊桥，均用加劲梁来增大刚度，如1937年建成的旧金山金门桥（主孔长为1280米，边孔为344米，塔高为228米），以及同年建成的旧金山奥克兰海湾大桥（主孔长为704米，边孔为354米，塔高为152米），都是采用加劲梁的吊桥。

纽约布鲁克林吊桥

旧金山金门桥

旧金山奥克兰海湾大桥

1940年，美国建成的华盛顿州塔科玛海峡桥，桥的主跨为853米，边孔为335米，加劲梁高为2.74米，桥宽为11.9米。这座桥于同年11月7日，在风速仅为67.5公里/小时的情况下,中孔及边孔便相继被风吹垮。这一事件，促使人们研究空气动力学同桥梁稳定性的关系。

华盛顿州塔科玛海峡桥

钢桥，美国密苏里州圣路易市密西西比河的伊兹桥，建于1867～1874年，是早期建造的公路铁路两用无铰钢桁拱桥,跨径为153+158+153米。这座桥架设时采用悬臂安装的新工艺，拱肋从墩两侧悬出，由墩上临时木排架的吊索拉住，逐节拼接，最后在跨中将两半拱连接。基础用气压沉箱下沉33米到岩石层。气压沉箱因没有安全措施，发生119起严重沉箱病,14人死亡。19世纪末弹性拱理论已逐步完善，促进了20世纪20～30年代修建较大跨钢拱桥，较著名的有：纽约的岳门桥，建成于1917年，跨径305米；纽约贝永桥,建成于1931年,跨径504米；澳大利亚悉尼港桥，建成于1932年，跨径503米。3座桥均为双铰钢桁拱。

纽约贝永桥

19世纪中期出现了根据力学设计的悬臂梁。英国人根据中国西藏木悬臂桥式，提出锚跨、悬臂和悬跨三部分的组合设想，并于1882～1890年在英国爱丁堡福斯河口建造了铁路悬臂梁桥。这座桥共有6个悬臂,悬臂长为206m，悬跨长为107m，主跨长为519m。20纪初期,悬臂梁桥曾风行一时,如1901～1909年美国建造的纽约昆斯堡桥，是一座中间锚跨为190m、悬臂为150和180m、无悬跨、由铰联结悬臂、主跨为300m和360m的悬臂梁桥。1900～1917年建造的加拿大魁北克桥也是悬臂钢桥，该桥长987米，宽29米，高104米，桥悬臂长177米，支撑着长195米的中心结构，整个总臂距为549米。是世界著名大跨度悬臂桁架梁桥。这座大桥本该是著名设计师特奥多罗·库帕的一个真正有价值的不朽杰作。库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”。可惜，它没有架成。库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米，以成为世界上最长的桥。桥的建设速度很快，施工也很完善。正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响——大桥的整个金属结构垮了。19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。由于库帕的过分自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场事故。有了第一次事故后，尽管在设计上进行了谨慎的调整，不过就在1916年9月11日，第二次事故再次降临魁北克桥。由于当用千斤顶举升重达5000吨的悬挂孔时，悬挂孔一角的十字形铸件被压坏，出现倾斜。在这次重大事故发生后，有关部门再次查找原因，发现除铸件自身存在各方面的缺陷外，粗枝大叶的工作作风才是导致事故频发的根源。经过几次设计更新和谨慎建造后，魁北克桥终于1987年建成，并被加拿大和美国社会土木工程师学会（Canadian and American Society of Civil Engineers）设为历史纪念建筑。

加拿大魁北克桥

钢筋混凝土桥，1875～1877年，法国园艺家莫尼埃建造了一座人行钢筋混凝土桥，跨径16米,宽4米。1890年，德国不莱梅工业展览会上展出了一座跨径40米的人行钢筋混凝土拱桥。1898年，修建了沙泰尔罗钢筋混凝土拱桥。这座桥是三铰拱，跨径52米。1905年，瑞士建成塔瓦纳萨桥,跨径51米,是一座箱形三铰拱桥，矢高5.5米。1928年,英国在贝里克的罗亚尔特威德建成4孔钢筋混凝土拱桥，最大跨径为110米。1934年，瑞典建成跨径为181米、矢高为26.2米的特拉贝里拱桥，1943年又建成跨径为264米、矢高近40米的桑德拱桥。

桥梁基础施工，在18世纪开始应用井筒，英国在修威斯敏斯特拱桥时，木沉井浮运到桥址后，先用石料装载将其下沉，而后修基础及墩。1851年，英国在肯特郡的罗切斯特处修建梅德韦桥时，首次采用压缩空气沉箱。1855～1859年，在康沃尔郡的萨尔塔什修建罗亚尔艾伯特桥时，采用直径11米的锻铁筒，在筒下设压缩空气沉箱。1867年，美国建造伊兹河桥，也用压缩空气沉箱修建基础。压缩空气沉箱法施工，工人在压缩空气条件下工作，若工作时间长，或从压缩气箱中未经减压室骤然出来，或减压过快，易引起沉箱病。

1845年以后，蒸汽打桩机开始用于桥梁基础施工。

（三）现代桥梁

20世纪30年代，预应力混凝土和高强度钢材相继出现，材料塑性理论和极限理论的研究，桥梁振动的研究和空气动力学的研究，以及土力学的研究等获得了重大进展。从而,为节约桥梁建筑材料,减轻桥重，预计基础下沉深度和确定其承载力提供了科学的依据。现代桥梁按建桥材料可分为预应力钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥和钢桥。

预应力钢筋混凝土桥，1928年，法国弗雷西内工程师经过20年的研究，用高强钢丝和混凝土制成预应力钢筋混凝土。这种材料，克服了钢筋混凝土易产生裂纹的缺点，使桥梁可以用悬臂安装法、顶推法施工。随着高强钢丝和高强混凝土的不断发展，预应力钢筋混凝土桥的结构不断改进，跨度不断提高。

预应力钢筋混凝土桥有简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥、拱桥、桁架桥、刚架桥、斜拉桥等桥型。

简支梁桥的跨径多在50米以下。连续梁桥如1966年建成的法国奥莱隆桥，是一座预应力混凝土连续梁高架桥，共有26孔，每孔跨径为79米。1982年建成的美国休斯敦船槽桥，是一座中跨229米的预应力混凝土连续梁高架桥,用平衡悬臂法施工。悬臂梁桥如1964年联邦德国在柯布伦茨建成的本多夫桥,其主跨为209米；1976年建成的日本滨名桥,主跨240米；中国1980年完工的重庆长江桥,主跨174米。桁架桥如1960年建成的联邦德国芒法尔河谷桥，跨径为90+108+90米，是世界上第一座预应力混凝土桁架桥。1966年苏联建成一座预应力混凝土桁架式连续桥，跨径为106+3×166+106米；1974年建成的法国博诺姆桥，主跨径为186.25米，是目前最大跨径预应力混凝土刚架桥。预应力钢筋混凝土吊桥是将预应力梁中的预应力钢丝索作为悬索，并同加劲梁构成自锚式体系，1963年建成的比利时根特的梅勒尔贝克桥和玛丽亚凯克桥，主跨径分别为56米和100米，就是预应力钢筋混凝土吊桥。斜拉桥如1962年建成委内瑞拉的马拉开波湖桥。这座桥为5孔235米连续梁，由悬在A形塔的预应力斜拉索将悬臂梁吊起。斜拉桥的梁是悬在索形成的多弹性支承上，能减少梁高，且能提高桥的抗风和抗扭转震动性能，并可利用拉索安装主梁，有利于跨越大河，因而应用广泛。预应力混凝土斜拉桥如1971年利比亚建造的瓦迪库夫桥,主跨径282米；1978年美国建造的华盛顿州哥伦比亚河帕斯科-肯纳威克桥,主跨299米；1977年法国建造的塞纳河布罗东纳桥,主跨320米。

钢筋混凝土桥，二次世界大战以后，世界上修建了多座较大跨径的钢筋混凝土拱桥，如1963年通车的葡萄牙亚拉达拱桥,跨径为270米，矢高50米；1964年完工的澳大利亚悉尼港的格莱兹维尔桥，跨径305米。

中国1964年创造钢筋混凝土双曲拱桥。桥由拱肋和拱波组成,纵向和横向均有曲度,横向也用拱波形式。拱肋和拱波分段预制，因此可用轻型吊装设施安装。这样，在缺乏重型运输工具和重型吊装机具下，也可以修建较大跨径拱桥。第一座试验双曲拱桥,建于中国江苏无锡,跨径为9米。此后,1972年建成湖南长沙湘江大桥，是一座16孔双曲拱桥，大孔跨径为60米，小孔跨径为50米，总长1250米。

湖南长沙湘江大桥 钢桥，二次世界大战后，随着强度高、韧性好、抗疲劳和耐腐蚀性能好的钢材的出现，以及用焊接平钢板和用角钢、板钢材等加劲所形成轻而高强的正交异性板桥面的出现，高强度螺栓的应用等，钢桥有很大发展。

钢板梁和箱形钢梁同混凝土相结合的桥型，以及把正交异性板桥面同箱形钢梁相结合的桥型，在大、中跨径的桥梁上广泛运用。1951年联邦德国建成的杜塞尔多夫至诺伊斯桥，是一座正交异性板桥面箱形梁,跨径206米。1957年联邦德国建成的杜塞尔多夫北桥,是座6孔72米钢板梁结交梁桥。1957年南斯拉夫建成的贝尔格莱德的萨瓦河桥，是一座钢板梁桥，跨径为75+261+75米,为倒U形梁。1973年法国建成的马蒂格斜腿刚架桥,主跨为300米。1972年意大利建成的斯法拉沙桥，跨径达376米，是目前世界上跨径最大的钢斜腿刚架桥。1966年美国完工的俄勒冈州阿斯托里亚桥，是一座连续钢桁架桥，跨径达376米。1968年中国建成的南京长江大桥,是一座公路铁路两用的连续钢桁架桥,正桥为128+9×160+128米，全桥长6公里。1972年日本建成的大阪港的港大桥为悬臂梁钢桥，桥长980米,由235米锚孔和162米悬臂、186米悬孔所组成1964年美国建成的纽约维拉扎诺吊桥，主孔1298米,吊塔高210米。1966年英国建成的塞文吊桥，主孔985米。这座桥根据风洞试验,首次采用梭形正交异性板箱形加劲梁，梁高只有3.05米。1980年英国完工的恒比尔吊桥，主跨为1410米，也用梭形正交异性板箱形加劲梁，梁高只有3米。

意大利斯法拉沙桥

南京长江大桥

20世纪60年代以后，钢斜拉桥发展起来。第一座钢斜拉桥是瑞典建成的斯特伦松德海峡桥,建于1956年,跨径为74.7+182.6+74.7米。这座桥的斜拉索在塔左右各两根,由钢筋混凝土板和焊接钢板梁组合作为纵梁，1959年联邦德国建成的科隆钢斜拉桥,主跨为334米；1971年英国建成的厄斯金钢斜拉桥,主跨305米；1975年法国建成的圣纳泽尔桥,主跨404米。这座桥的拉索采用密束布置，使节间长度减少，梁高减低，梁高仅3.38米。目前通过对钢斜拉桥抗风抗震性能的改进，其跨径正在逐渐增大。

钢桥的基础多用大直径桩或薄壁井筒建造。

四、桥梁之最

●现存最古老的敞肩拱石桥是河北赵县赵州桥。隋朝开皇十五年至大业元年（595～605年）建。

●现存最早的也是桥洞最多的联拱石桥是江苏苏州宝带桥。唐元和十一年（816年）始建。

●现存最早的十字桥是山西晋祠鱼沼飞梁，北宋崇宁元年（1102年）建。

山西晋祠鱼沼飞梁

●最早的开关活动式大石桥是广州潮州广济桥。明宣德十年（1435年）建。与赵州桥、洛阳桥、卢沟桥并称中国四大古桥，曾被著名桥梁专家茅以升誉为“世界上最早的启闭式桥梁”。

广州潮州广济桥

●世界上跨度最大的石拱桥——1946年瑞典建成的绥依纳松特桥,跨度为155m。

绥依纳松特桥

●世界上第一座具有钢筋混凝土主梁的斜拉桥——1925年在西班牙修建跨越但波尔河的水道桥,主跨为60.35m。

●世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥——西班牙的卢纳巴里奥斯桥,跨径达440m,采用了双面辐射形密索布置。

西班牙的卢纳巴里奥斯桥

●世界第一的悬索桥——日本明石海峡桥,横跨日本内海,使日本神户与淡路岛紧紧相连.这座大桥全长3190M,中央跨度1990m于1998年竣工.它可以承受里氏8.5级地震。

五、中国十大名桥

●卢沟桥位于北京广安门西南10千米，建于1189年，是一座联拱石桥，长约265米，有241根望柱，每个柱子上都雕着狮子。

卢沟桥

●广济桥位于广东潮洲东门外，是我国古代一座交通、商用综合性桥梁，也是世界上第一座开关活动式大石桥，有“一里长桥一里市”之说。

广州潮州广济桥

●五亭桥位于杨州瘦西湖内。桥基为12条青石砌成大小不同的桥墩；桥身为拱卷形，由3种不同的卷洞联合，共15孔，孔孔相通，亭亭之间的廊相连。

五亭桥

●安平桥位于福建晋江安海镇。桥面由7条大石板铺成，桥头有六角五层砖构宋塔一座，为中国古代最大的梁式石桥，有“天下无桥长此桥之誉。

安平桥

●赵州桥位于河北赵县的河上，是一座单孔石拱桥，桥面宽10米，两侧42块模仿板上刻有龙兽状浮雕。

赵州桥

●十字桥位于山西太原市晋祠内。桥梁为十字形，全桥由34根铁青八角石支撑，柱顶有柏木斗拱与纵、横梁连接，上铺十字桥面。

山西晋祠鱼沼飞梁

●风雨桥位于广西三江县程阳村边林溪河上。为石墩木面瓦顶结构。桥上建塔形楼亭5座，可避风雨。整座桥梁不用一根铁钉，精致牢固。

风雨桥

●铁索桥位于四川泸定县的大渡河上。全长136米，宽3米，由13根碗口粗的铁链系在两岸的悬崖峭壁上。其中9根并排着的铁链上面铺有木板，就是桥面，另外各2根在桥面两侧，就是扶手。每根铁链重约2000千克。

泸定桥

●五音桥位于河北东陵顺治帝孝陵神道上。桥面两侧装有方解石栏板126块，敲击能发出奇妙的声音。

河北东陵顺治帝孝陵神道上五音桥 ●玉带桥位于北京颐和园。用白石建成，拱圈为蛋尖形，桥面呈双向反弯曲。桥身用汉白玉雕砌，两侧雕刻精美的白色栏板和望柱。有“海上仙岛”的美称。

宝带桥

第二篇：浅析国内外桥梁钢发展与典型工艺技术应用

浅析国内外桥梁钢发展与典型工艺技术应用

点击次数：1 发表时间：2013-6-4 15:35:15 所属分类：工作学习

随着公路、铁路和跨海大桥的大规模发展及结构桥梁向全焊接结构和高参数方向发展，对桥梁钢的数量和质量要求越来越高，要求桥梁钢高强度，结构轻量化，具有优良的低温韧性、焊接性和耐蚀性，安全可靠、长寿等特点。桥梁的数量比任何一个国家至少多2-3倍，拱桥、梁桥、斜拉桥、种桥型的跨度打破了世界纪录，并还在超越。当前湖南省正计划建设洞庭湖二桥，桥型方案为2000mm跨度的悬索桥，建成后将突破世界纪录。跨海大桥的建设是国家综合实力的体现，近年来，中国跨海大桥的建设成果辉煌，从另一个侧面反映了中国桥梁建设的快速发展。建成的东海大桥、杭州湾大桥均为世界较大规模的桥梁工程。最近开工的港珠澳大桥、金门大桥必将享誉世界。

1、桥梁钢的发展

在世界范围内，桥梁用钢的历史，表现为一条“普碳钢→低合金钢→高强度钢→高性能钢”的发展轨迹。

1.1国外桥梁钢的发展

早在19世纪末，英国就研制出了相当于目前500MPa级的桥梁用钢，并率先在世界上建造了大跨度桥梁，欧洲为建立一套先进的高性能钢设计规范作出很多努力，并且纳入了欧洲规范。20世纪50年代，日本开始采用屈服强度为500MPa、600MPa级的高强度钢，在60年代中期开始采用600~800MPa级的高强度钢，70~90年代年港大桥、本四联络线则大量采用600~800MPa级的高强度钢，累计建造了数百座桥梁，日本的桥梁钢迅速发展，已开发出530~710MPa级的桥梁用HPS钢（高性能钢），以及300~530MPa级的可用于高腐蚀地区的一系列耐候桥梁用钢。美国较早就开始在桥梁工程中应用HSS（高强度钢）和耐候钢，如1977年建成的新河谷桥。1991年美国建议研发新的桥梁用钢种，其强度不低于345MPa，同时材料韧性和可焊性能更好地满足使用和制造要求，称之为HPS，1992年正式开始研发HPS，1994年生产出了试验用钢，1995年底确定了

HPS4858W的组成成分，随后完成了HPS345W和HPS690W的研发和使用。目前，采用HPS485W建成的钢桥超过了200座。在欧洲，桥梁用HSS的屈服强度在460~690MPa，在新的欧洲结构钢标准中，S460ML级钢（屈服强度在460MP），规定在-50℃下的夏比V型冲击功为57J，经过热处理的厚度为16mm的S960QL钢板，屈服强度可以达到690MPa。还有不同级别的耐候钢可以使用，屈服强度为235~355MPa。

除了英国、日本和美国外，在世界级大跨度桥梁钢中，法国、挪威、丹麦、巴西、巴拉圭、澳大利亚等桥梁的开发和使用水平都很高。

1.2国内桥梁钢的发展

在1949新中国成立之前，在长达6000多公里的长江江面上，由于技术、战乱等原因，几千年来从未建过一座桥梁。长江切断了纵贯南北的铁路、公路运输，火车、汽车、行人只能通过轮渡过江，交通十分不便。清末，邮传部开始拟定修建武汉长江大桥的计划，1919年，孙中山在《建国方略》中也提出“以桥或隧道联络武汉、汉口、汉阳为一市”的具体设想，1936年，茅以升也曾着手武汉长江大桥的规划，一直未能实现。新中国成立后，1957年，武汉长江大桥在苏联专家的指导下建成通车，使用的钢材是前苏联的A3钢，其屈服强度≥240MPa，主跨128m。1969年，中国自行设计施工的南京长江大桥建成通车，主跨达到160m，使用的钢材是鞍钢生产的16Mnq钢，其屈服强度≥320MPa。1995年建成的九江长江大桥，主跨达到216m，采用的是鞍钢研制生产的15MnVNq钢，其屈服强度≥412MPa（当板厚≤16mm时）。上世纪90年代初，着手进行芜湖长江大桥的建设，主跨达到321m，采用武钢生产的14MnNiq钢，在屈服强度保证在ReL≥370MPa的基础上，具有优异的40℃低温冲击韧性（芜湖长江大桥的标准要求40℃Akv≥120J），焊接性能大大提高，解决了板厚效应问题，可大批量供应32~50mm厚钢板，2000年竣工通车。2009年开始建设南京大胜关长江大桥，该桥是京沪高铁越江通道，为六线铁路桥梁，设计时速300km/h，主跨达到336m，采用了武钢开发的WNQ570钢，在12~68mm的钢板，均要求Rm≥570MPa，焊接强度≥570MPa，-40Akv可以达到48J以上。杭州湾跨海大桥采用武钢生产的管桩钢Q345C，规格范围为16~25mm之间，大部分为热轧卷板，并采用螺旋焊管形式，通航主桥的桥梁钢材质

为Q345D级别，规格为10~50mm之间，护栏用钢材质为Q345D/Q390D，规格为4~25mm之间，该桥的使用寿命要求100年以上，因此，桥梁钢的耐腐蚀性能成为设计者选材的重要考虑部分。

国内桥梁钢的发展大致经历了五代：

第一代：1957年，建设的武汉长江大桥是首座横跨长江大桥，主跨达到128m，使用的钢材是前苏联生产的A3钢。

第二代：1969年，中国自行设计施工的南京长江大桥建成通车，主跨达到160m，使用的钢材是鞍钢生产的16Mnq钢。

第三代：1995年建成的九江长江大桥，主跨达到216m，采用的是鞍钢研制生产的15MnVNq钢。

第四代：20世纪90年代初，着手进行芜湖长江大桥建设，为了解决钢板的低温韧性和焊接性等问题，大桥局和武钢联合开发了大跨度铁路桥梁用钢14MnNiq。

第五代：铁道部和武钢联合开发了国内第五代铁路桥梁用钢WNQ570钢，用于大胜关长江大桥的用钢。

除了上述典型的钢种外，还生产了其它品种的桥梁用钢。

2、典型钢铁公司工艺制造技术应用

从中国大型桥梁建设史上，先后有前苏联、鞍钢、武钢等钢铁公司承担着建桥的重任，其中鞍钢、武钢在中国建桥史上发挥了重要作用。

2.1鞍钢

鞍钢是中国最早在大型桥梁中承担建桥用钢的钢铁公司，为中国桥梁建设起到了排头兵和先锋作用，建设的大桥已经载入了中国的建桥史册。随着新时期桥梁建设的需要，鞍钢不断研制新的桥梁用钢。为了适应大跨度桥梁的主体承受较大的动、静载荷，长期暴露在露天环境，工作条件恶劣，使用寿命长等要求，要求高强度、焊接性能、低温韧性、高耐腐蚀性能等特点，2008年，鞍钢开发了高性能桥梁用钢HPS70W。

2.2武钢

武钢是继鞍钢建筑大型桥梁后的中国又一家重要的钢铁公司，建设的大桥也已经载入了中国的建桥史册。在建设芜湖长江大桥时，为了解决低温韧性和焊接性等问题，大桥局和武钢联合开发了大跨度铁路桥梁用钢14MnNiq，其主跨为321m，在2009年，天兴洲长江大桥的建设中也采用了14MnNiq，其主跨达到了504m。大胜关长江大桥采用了WNQ570钢，其主跨为336m。自加世纪90年代初以来，武钢桥梁钢累计供货约100万吨，应用于60余个国内外重大桥梁工程中。武钢已发展成为中国最大的桥梁专用钢研发生产基地，武钢桥梁专用板市场占有率达到了70%以上。

2.3首秦公司

桥梁钢是首秦公司开发的十大品种之一，2010年，高性能Q370qE-Z35桥梁钢已经具备批量生产能力。

2.4河南南阳汉冶特钢公司

目前国内外该类钢种的开发厚度基本在100mm以下，甚至50mm以下，厚度100mm以上的桥梁板国内外还未发现报道，GB/T714-2008的极限厚度也仅仅为100mm。河南南阳汉冶特钢公司为了满足客户需求，开发了典型的130mm特厚桥梁板Q345qD。

2.5华凌集团湘钢公司

为了给南京大胜关大桥提供桥梁钢，华凌集团湘钢公司研发了Q370qE桥梁钢。该钢种用于钢箱或型钢梁的焊接结构件，要求具有良好的综合机械性能、焊接性能以及低温变形能力。该钢种的设计原则：低碳、高锰、Nb微合金化，以保证钢板具有较高的强度和较高的低温冲击韧性。

2.6其它公司

除了上述典型公司开发桥梁钢外，安钢为黄河公路大桥、西藏大桥、杭州湾大桥、北京南站等工程开发了低成本100J低温冲击功Q370qE桥梁钢等钢种。鄂钢为湖北安庆长江大桥、铜陵长江大桥和琼海铁路大桥等试制了Q345q、Q370q桥梁钢等钢种，实物质量达到国内先进水平。舞钢为苏通大桥生产了Q345qD、Q337qD，用于制造大桥的根桩和钢箱梁等钢种。邯钢生产了Q420qC、Q345qD桥梁钢等钢种。还有一些公司也生产了一些桥梁钢。

3、结语

鞍钢是中国最早在大型桥梁中承担建桥用钢的钢铁公司，是中国桥梁建设排头兵和先锋，武钢是继鞍钢建筑大型桥梁后的中国又一家重要的钢铁公司，桥梁专用板市场占有率达到了70%以上，占据了很大的比例。其它相关公司也开发了多种桥梁钢产品，满足了中国桥梁工程需求，促进了该工艺技术水平的进一步提高。

第三篇：材料发展史

材料的历史同人类社会发展史同样悠久。历史上，材料被视为人类社会进化的里程碑。历史学家曾把材料及其器具作为划分时代的标志：石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙。这里我们不难看到材料在社会进步过程中的巨大作用。

制作物品的来源即原料或材料。其中“来源”指物质。

材料：是由一种化学物质为主要成分、并添加一定的助剂作为次要成分所组成的，可以在一定温度和一定压力下使之熔融，并在模具中塑制成一定形状，冷却后在室温下能保持既定形状，并可在一定条件下使用的制品，其生产过程必须实现最高的生产率、最低的原材料成本和能耗，最少地产生废物和环境污染物，并且其废弃物可以回收、再利用。

按组成、结构特点进行分类：金属材料；无机非金属材料；高分子材料；复合材料。 按使用性能分类：利用材料力学性能的称为结构材料；而利用材料物理和化学性能的则称为功能材料。

也可将材料分为传统材料和新型材料。两者无严格区别，是互相依存、互相转化的。传统材料的特征：需求量大、生产规模大，但环境污染严重；新型材料的特征：投资强度较高、更新换代快、风险性大、知识和技术密集程度高，一旦成功，回报率也较高，且不以规模取胜。狭义陶瓷是陶器与瓷器的统称。 二者的坯料都由长石、硅石和矾土（氧化铝）构成。陶器的原料中矾土的成分多一些，是粘土质。瓷器的坯料是矾土成分较少的矿石质。陶瓷的概念有狭义、广义之分。 从狭义上说，陶瓷是用无机非金属化合物粉体，经高温烧结而成的，以多晶聚集体为主的固态物质。狭义的陶瓷概念中不包括玻璃、搪瓷、水泥、耐火材料、金属陶瓷等。 从广义上说，陶瓷泛指一切经高温处理而获得的无机非金属材料，包括人工单晶、非晶态、狭义陶瓷及其复合材料、半导体、耐火材料及水泥等。

公元前8000年左右，铜首次被有意识地用来作为原料。先民们发现并利用天然铜块制作铜兵器和铜工具。 到公元前5000年，人们已逐渐学会用铜矿石炼铜。 公元前4000年，铜器及其制造就已推广，而石头作为材料已退居第二位。铜是人类获得的第二种人造材料，也是人类获得的第一种金属材料。

在人类历史上，有过一个辉煌灿烂的青铜器时代。考古表明，青铜文明的源头在古代中国、美索不达米亚平原和埃及等。 随着时间的推移，先民们发现，在铜中加入部分锡，可使原来较软的铜制品变得更坚韧、更耐磨。于是青铜（铜锡合金）产生了。

中国商代青铜器已经盛行，并将青铜器的冶炼和铸造技术推向了世界的顶峰。 中国先民们掌握了6种不同铜、锡比例的青铜技术。知道含锡量1/6的青铜韧性较好，可做钟鼎；而含锡量2/5的青铜较硬，可做刀斧。

后来的化学成分分析证明，铁中含有百分之几的镍和钴，而不含碳和其他熔渣夹杂物。这说明它是天外来客——陨铁；  天上掉下陨铁的机会是很少的，人类不可能大量使用陨铁。但是，陨铁让人们认识了铁，知道它比铜更坚韧，用它可以制成更坚固耐用、更锋利的砍削工具。早在2600年前的春秋时代中后期，我们的祖先就发明了生铁冶炼技术，比欧洲国家要早1000多年；世界上冶炼、浇铸生铁的最早文字，也记载于我国古代典籍名著《左传》中；  最早的钢是在大约1200ºC的较低温度下，用木炭还原出铁矿石里的混杂铁（含铁、矿渣和没烧尽的木炭混杂在一起的炼铁块）为原料，在炭火中反复锻打，反复渗碳而逐步形成的。

钢和生铁的最大区别是含碳量的多少，前者少而后者多，以2.11％为界。 生铁硬而脆，韧性不好；很少作为结构材料使用（跟碳含量有关）

 炼钢跟炼铁的主要区别是消耗掉多余的碳，最简单的方法是利用空气中的氧气去除碳，以降低碳含量；

第一次技术革命发端于18世纪后期，以蒸汽机的发明及广泛应用为主要标志，由此引发的纺织工业、冶金工业、机械工业、造船工业等的工业大革命，是这次技术革命的产物，使人类从手工工艺时期跃进到机器工业时代，开创了工业社会的文明。

其主要的材料依靠是钢铁的飞速发展，实现了高炉、转炉、平炉制造优质钢材的工业化。第二次技术革命开始于19世纪末，以电的发明和广泛应用为标志，由于远距离送电材料以及通讯、照明用的各种材料的工业化，实现了电气化。其结果是石油开采、钢铁冶炼、化学工业、飞机工业、电气工业、电报电话等迅猛发展，组成了现代产业群，使人类跨进了一个新的时代，实现了向现代社会的转变。

其主要材料依托是紫铜、黄铜、铝、钨等有色金属以及高分子绝缘材料的迅猛发展。

第三次技术革命始于20世纪中期，以原子能应用为主要标志。1942年12月，意大利物理学家费米在美国建立了第一个核反应堆，实现了控制核裂变，使核能利用有了可能，实现了合成材料、半导体材料等大规模工业化、民用化，把工业文明推到顶点，开启了通向信息社会文明的大门。

其主要材料依托是钛合金、先进合金、高温陶瓷、先进复合材料等材料的迅猛发展。

第四次技术革命始于20世纪70年代，它是以计算机，特别是微电子技术、生物工程技术和空间技术为主要标志，新型材料、新能源、生物工程、航天工业、海洋开发等新兴技术是主攻方向。

其主要材料依托是以硅、砷化镓为代表的半导体材料、先进高分子材料、先进复合材料、生物相容材料等的迅猛发展。在炼钢时加进金属锰，就能炼出锰钢。锰钢最大的特点是强硬坚韧，是工业建设的栋梁之材，是国防建设的“铁甲卫士”。锰钢的问世，是一位年轻的冶金学家（英国的哈德菲尔德）藐视权威，以他那锰钢般的意志顽强攻关的结果。权威们告诫人们，钢铁中锰的含量绝不能超过1.5％，否则它就会越来越脆。在经过了几百次的失败以后，他终于发现当锰的含量达到13％时，锰钢一改它昔日脆弱的形象，变得既有很好的硬度，又富有韧性了。

不锈钢，是以铁为主体元素，加上一定比例的铬、镍、钼、锰等金属炼成的耐腐蚀合金材料。不锈钢以其锃亮的外表、良好的机械性能和对酸性腐蚀物质的强大抗御能力赢得了人们的欢迎，是现代工业生产和日常生活中常用的金属材料。冶金专家布里尔利在一次偶然发现，由电炉炼成的含铬8％，含碳0.24％的合金钢经过热处理后，具有极好的耐腐蚀性能，特别是不怕酸性物质的腐蚀。布里尔利把它起名为“不锈钢”。

到1898年，美国工人技师泰勒创造了一个奇迹。他想研制一种耐高温的高速刀具钢。他分析了钨锰钢的成分，认为钨是好的，熔点高达3380℃，受热肯定不会变软，问题一定是出在熔点和硬度都不够高的锰身上。泰勒思考了很久，决定采用铬取代锰。泰勒赶紧安排试验冶炼含铬钨钢。经过一段时间的试验，合乎要求的含铬钨钢炼出来了。新材料做的车刀的切削速度比过去提高了5倍!在这之后，泰勒又对钨铬钢刀做了不少改进，使它能在五六百摄氏度下也不变软，切削速度达到每秒10米(600米／分钟)，可与奥运会100米跑的冠军比一比速度。

进入20世纪以后，刀具材料又有了一次飞跃，那就是诞生了硬质合金。1907年，德国冶金专家施特勒尔用碳化钨的硬质颗粒，加上铁和钴的粉末，先压制成型，再以高温烧结，让铁和钴熔化而成为粘结材料，使碳化钨紧紧地“团结”起来，制成了硬质合金。硬质合金一经问世，便受到了热烈欢迎。人们发现用它制作的刀具，在1000℃的高温下也不会变软，切削速度可达到每分钟2000米以上，比普通碳素钢刀高出100多倍。

铝是地壳中含量最多，分布最广的金属元素。我们脚下的粘土，就是铝的藏身之处、所以人们称铝是“来自粘土的白银”。

在今天，铝是产量仅次于铁的第二金属。生活中随处可见。但在100多年前，铝比黄金还要贵几倍，是王公贵族才能赏玩的珍宝。

说明：炭没有从铝手里夺取氧的能力，那就换一种思路，让氯气从氧那里把铝夺过来。

他向烧得发红的矾土里通入氯气，发现有一些液体流出来，得到了应该是氯化铝。他仔细地把这些液体收集好，再加热并加入还原能力强大的钾汞剂(合金)，让它代替炭去把铝还原出来。实验分析结果告诉他，有氯化钾生成。钾汞剂已经变成了铝汞剂，加热以后汞蒸发掉了，可铝也再一次变成了白色的矾土。

由于铝的需求量越来越大，原料矾土的供应也变得紧张。自然界纯矾土矿很有限，大部分的矿石含有一半的铁硅和其它杂质，不能直接用来炼铝。有必要寻求一种廉价的方法将氧化铝提取出来。

奥地利化学家拜尔采用煅烧矿石，然后粉碎，再加入氢氧化钠，使其与氧化铝反应，生成氢氧化铝。然后分离出氢氧化铝，最后加热使氢氧化铝分解，就可以得到纯净的矾土了。他们研究发现：

1.具有形状记忆能力的合金并不只是镍钛合金一种，还有铜铝合金、铜锌合金、铜镍台金、镍铝合金等；

2.不同的组成，甚至是组成虽然相同，但热处理方法不同的合金，被“唤醒记忆”恢复原有形状的温度就有所不风

3.这些合金变形能力是无疲劳的，即使反复变形上百万次也不会断裂。

氢是一种高效的燃料，它的比热是航空煤油的三倍，也就是说1公斤的氢可以代替3公斤煤油，目前任何化学燃料都无法和它相比。更重要的是它是一种洁净的、无污染的燃料。因为氢燃烧时与氧结合，剩下的只是水，避免了产生有害的废弃物。

通常，人们只是把易与氢气结合成金属氢化物的合金才称为“储氢合金”。金属为什么具有储氢的本领呢? 因为氢是一种很活泼的元素，能与许多金属起化学反应。一个金属原子能与两个、三个或更多的氢原子结合，生成稳定的金属氢化物，同时放出热量。当稍微加热，金属氢化物吸收热量后，就会分解出高纯度的氢气。研究表明，能满足储氢材料基本条件的合金，其成分中的主要元素有镁、钛、铌、钒、锆和稀土类金属，添加元素有铬、铁、锰、钴、镍、铜等。

现在研究开发的合金，有镧镍、钛铁、镁镍、混合稀土、非晶态类储氢合金。储氢合金有很好的吸附性能，不需要高压高温就能贮存氢和释放氢，并且两者的数量很大，而且吸附性能也不会因反复贮藏、释放而减弱，因而特别适用于贮藏和运输氢，其理论贮氢量可为同体积高压贮气瓶的1000—1300倍，为液态氢单位容积贮气量的1.5倍，而且不会形成氢气压力，使之成为可靠的贮氢手段。

晶须是一种直径为几微米到几十微米、长度可达数厘米的单晶体，可以在自然界生成，也可由人工制成。它强度极高，接近晶体的理论强度。因晶须十分细小，故一般不能独立使用，但可编织成线材或与其他聚合物复合成纤维增强复合材料。

经现代的X射线衍射技术显示，晶须内部的原子完全按照同样的方向和部位排列。这是一种没有任何缺陷的理想晶体。而在一般金属中，虽说总体上原子是有规则排列的，但局部地方，一些原子的排列并不规则，因而，晶体构造中产生了缺陷。

设想：将硝化纤维薄膜夹在两层玻璃中间，设法把它们粘成一体，就可以做成不伤人的安全玻璃。

困难：硝化纤维“脾气暴躁”，见火就烧．有时温度一高还会自己烧起来。怎样使它与玻璃紧密结合起来？ 方案：

1.用胶水?——粘合牢度太低。

2.把玻璃烧软了，再趁软把硝化纤维压在一起?——实验不是着火就是爆炸，太危险。

所谓先进陶瓷，是以高纯、超细的人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制的制备工艺烧结而成的，比传统陶瓷性能更加优异的新一代陶瓷。先进陶瓷又称为高性能陶瓷、精细陶瓷、新型陶瓷或高科技陶瓷。

先进陶瓷按化学成分可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷等。

(1)陶瓷的耐热性好，这可以提高发动机的工作温度，从而使发动机效率大大提高。例如，对燃气轮机来说，目前作为其制造材料的镍基耐热合金，工作温度在1000℃左右；若采用陶瓷材料，工作温度可达1300℃，使发动机．效率提高30％左右。

(2)工作温度高，可使燃料充分燃烧，尾气中的污染成分大大减少。这不仅降低了能源消耗，而且减少了环境污染。

(3)陶瓷的热传导性比金属低，这使发动机的热量不易散发，可节省能源。

(4)陶瓷具有较高的高温强度和热稳定性，这可延长发动机的使用寿命。目前，这种陶瓷滚动轴承已经问世。陶瓷滚动轴承具有下列优点：

(1)陶瓷的耐蚀性好，所以陶瓷滚动轴承适合于在有腐蚀性介质的恶劣环境中工作；

(2)陶瓷滚动体的密度比钢低，转动时对外圈的离心作用力可降低40％，故使用寿命长；(3)陶瓷的热膨胀系数比钢小，在轴承的间隙一定时，允许在温差变化较大的环境中工作；(4)陶瓷的弹性模量比钢高，具有较好的刚度，有利于提高工作速度，达到较高的精度。人造金刚石：金刚石是大家熟悉的高级装饰品，又是已知材料中最硬的，由于天然金刚石矿床不多，故价格很贵。而商业上、工业上都有很大需求，于是人们希望能够人工合成。金刚石和石墨都是有碳元素组成，但是两者的性能却千差万别，一个很硬，一个很软。这为我们人工合成提供了线索。塑料、合成纤维和合成橡胶，是合成高分子化合物的三大家族。纤维和橡胶都有天然的存在，惟有塑料没有天然的存在，是人类创造力的产物。虽说塑料的诞生是受自然界的树脂类物质启发而起步的，但在塑料的发展过程中，完全是人类以丰富的想象力和艰苦卓绝的努力，才创造出这一个崭新的材料领域。

聚乙烯是由乙烯单体聚合而成，为发展最快、产量最大的一种热塑性聚合物。聚乙烯质感类似石蜡状，无味无毒，有良好的耐低温性、化学稳定性、加工性、电绝缘性，但耐热性不高，只可在80℃下使用。

由高压法所得的聚乙烯，分子质量较低，分子的支链较多，密度较小，所以又称低密度聚乙烯(LDPE)，为半透明状，质地柔软，耐冲击，常用于制作薄膜、软管、瓶类等包装材料及电绝缘护套等。

超高分子量聚乙烯(简称UHMPE)的分子质量达上百万，使结晶困难。

与普通PE相比，耐磨性、抗冲击性、自润滑性、生理相容性、耐蚀性更好，但其硬度、强度、耐热性低些。可用于耐磨输送管道、机床耐磨导轨、小齿轮、人工关节、防弹衣、滑雪板等。

最轻且价低的塑料：聚丙烯(PP)

聚丙烯是由丙烯单体聚合而成的热塑性聚合物，常用的PP，耐蚀性、电绝缘性优良，力学性能、耐热性（可达150 ℃）在通用热塑性塑料中最高，耐疲劳性好，是常见塑料中密度最低、价格最低的塑料，但低温脆性大及耐老化性不好。其无味无毒，是可进行高温热水消毒的少数塑料品种之一。

最鲜艳且成形性特好的塑料：聚苯乙烯（PS）

聚苯乙烯为苯乙烯单体聚合而成的典型线型无定形热塑性塑料。

PS极易染成鲜艳色彩，透明度仅次于有机玻璃，制品表面富有光泽；几乎可用各种成形方法进行成形加工，成形收缩特小，可成形性非常突出；电绝缘性（特别是高频绝缘性）极好，刚性好、脆性大，为敲击时惟一有清脆的类似金属声的塑料；其无味无毒，但抗冲击强度低，易脆裂；不耐高温（100 ℃以下使用），户外长期使用易变黄变脆。与“尼龙—66”相比，聚酯纤维的优点：

1.保型性好。

它弹性足，尤其是弹性模量要比尼龙-66高2～3倍，不容易产生折皱，经熨烫后有“一朝定型，永不变形”的功效。

1.耐温性能好。

聚酯纤维既不怕高温又耐得低温。将其在150℃的热空气中加热1000小时，还能保持50％以上的强度，而尼龙-66在此温度下差不多已经“毁尸灭迹”了。聚酯纤维的熔化温度高达250℃、但在零下100℃的低温环境中也不会降低性能。

3.强度高；

它在干燥情况下强度与尼龙-66不相上下、而且在潮湿条件下依然如故。尼龙-66受潮后强度会下降10％～15％，聚酯的抗冲击能力比尼龙要强整整4倍。

3.“生命力”旺盛。

把它放在玻璃瓶里晒上一年，强度并没有太大的降低，而如果换成尼龙，同样晒一年，强度会有大幅度的下降。

3.聚酯还不怕酒精、汽油等有机溶剂，不怕含氯的氧化剂，不怕稀酸、稀碱溶液的腐蚀作用。

橡胶、人称“弹性之王”，最大的特点是富有弹性，可以在外力作用下伸长七八倍。但外力一消失，又迅速恢复其原来的长度。除了弹性好以外，橡胶还有防水、绝缘、气密、抗震、耐磨等一系列优良性能。橡胶是当今社会不可缺少的重要战略物资，是现代人生活中非常熟悉的材料之一。

橡胶家族分为天然的和人工合成的两大分支。无论是天然橡胶，还是合成橡胶，都是化学家们付出了大量辛勤的劳动后，才得以进入人类生活的。

人造“大然橡胶”与真正天然的橡胶相比，可以说是“巧手胜天成”的杰作。

它的弹性、耐磨性、耐温性、气密性等各项性能指标都与天然橡胶相同，甚至它的缺点也和天然橡胶一样——耐油性不太好。不同在于它在合成时的原料特别纯，所以产品中不含天然橡胶里常有的植物蛋白及脂肪等杂质，电绝缘性能比天然橡胶好，耐老化的时间也更长。

第四篇：国内外电动汽车发展史电动汽车从动力技术上来讲主要包括混合动力汽车

电动汽车及电池储能报告

微电子与固体电子学院

集成电路设计与集成系统二班

高昆

201003202001

1国内外电动汽车发展史电动汽车从动力技术上来讲主要包括混合动力汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车。近年来,随着环境污染和能源危机的加剧, 世界各国电动汽车的研发方兴未艾。在电动汽车研发布局中,出现了纯电动车和燃料电池车、混合动力车“三驾马车”并行齐驱的局面, 电动汽车正在朝产业化方向一步步迈进。

国外电动汽车发展现状

美国政府至今已出资数百亿美元支持汽车厂商和相关厂商进行电动汽车技术的开发研究。美国三大汽车公司1991年联合成立了美国先进电池联合体, 投入了415亿美元, 其中政府拨款2125亿美元, 共同开发镍镉、镍氢、锌空气电池、燃科电池等各种高性能蓄电池。日、法、德等国各大公司也投入巨资研究开发高性能电池。

国内电动汽车发展现状

我国电动汽车的研发与国外在技术水平与产业化方面差距较小。“十五”期间, 在国家863计划电动汽车重大专项连续两期的滚动支持下,我国在纯电动汽车的核心部件研发、总成集成以及整车系统设计上实现了技术创新和跨越。自主研发的55辆纯电动铿电池汽车、25辆混合动力客车、75辆混合动力轿车、20辆燃料电池轿车,以及41辆纯电动场地车等各种新能源汽车。中国汽车产业调整和振兴规划正式发布, 规划中称, 将实施新能源汽车战略。规划中称, 推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化。掌握新能源汽车的专用发动机和动力模块(电机、电池及管理系统等)的优化设计技术、规模生产工艺和成本控制技术。建立动力模块生产体系, 形成10亿安时(Ah)车用高性能单体动力电池生产能力。发展普通型混合动力汽车和新燃料汽车专用部件。另外, 启动国家节能和新能源汽车示范工程, 由中央财政安排资金给予补贴, 支持大中城市示范推广混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等节能和新能源汽车。

我国电动汽车发展所存在问题

制约电动汽车发展的技术瓶颈尚待突破;

电动汽车的价格过高阻碍了电动汽车的普及和产业化;

我国发展电动汽车的配套设施不够完善。

电动汽车发展趋势

与其它两种新能源车相比, 纯电动车无论是在技术还是企业参与度上都更有优势, 其零排放、零污染的环保优势和相对其他新能源车而言的价格优势也更容易被公众认可。这主要是因为, 我国在电动汽车关键技术的电池、电机发展基础好,在纯电动汽车方面的研发实力亦不亚于日韩, 我国的小功率锂离子电池早已经产业化, 形成了上下游结合的完整产业链, 电池产品超过世界市场的三分之一, 锂离子动力电池技术已经达到国际先进水平, 产业化条件也基本成熟, 我国的高功率型动力蓄电池发展也很迅速, 与国外相比有很大价格优势。

此外, 我国是永磁同步电机中永磁材料—稀土资源的大国, 稀土储量世界第一将有利于未来降低电动汽车的制造成本。混合动力电动车是我国目前可以小批量生产、替代燃油汽车、减少废气排放的较现实的电动车。

混合动力电动车的发展也依赖于动力电池的发展, 在未来10年, 混合式电动车在其特定市场范围内的商业化生产将持续增长, 增长速度取决于价格因素。

总之, 从长远发展趋势来看, 我国混合动力电动车将有长远的市场前景, 不过, 纯电动汽车和燃料电池汽车在产业化上的优势可能会更大。

混合动力汽车在目前的高油价时期虽然具有更好的燃油经济性, 并且能满足高排放标准的要求,但是由于其只是对现有汽车技术的相对改进, 所以只能作为一种过渡路线。

而纯电动汽车和氢燃料电池汽车在使用过程中能够实现零排放, 并完全摆脱了对石油资源的依赖, 将成为我国电动汽车发展的最终目标。

充电系统技术研究现状

电动汽车的发展包括电动汽车以及能源供给系统的研究和开发, 其中能源供给系统是指充电基础设施, 供电、充电和电池系统及能源供给模式。电动汽车充电技术作为一个新的科技领域,世界各国都置身于充电技术的研究, 并拟制作充电技术标准, 为未来企业发展占据先机。

因为目前电动汽车充电站建设的规模小、数量少, 所以电动汽车充电站相关技术大部分还处在实际应用的初级阶段。

国际上电动汽车充电系统的标准主要是IEC发布的IEC61851: 2001, 该标准包括三个部分, 分别为: 一般要求(partl)、电动车辆与交流/直流电源的连接要求(part2-1)、电动车辆与交流/直流充电站(part28小时,甚至长达10至20多个小时。

优缺点: 因为所用功率和电流的额定值并不关键, 因此充电器和安装成本比较低;可充分利用电力低谷时段进行充电, 降低充电成本;可提高充电效率和延长电池的使用寿命。常规充电模式的主要缺点为充电时间过长, 有紧急运行需求时难以满足。

快速充电

概念: 常规蓄电池的充电方法一般时间较长, 给实际使用带来许多不便。快速充电电池的出现, 为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。

优缺点: 充电时间短;充电电池寿命长(可充电2000 次以上);没有记忆性, 可以大容量充电及放电, 在几分钟内就可充70% ～80%的电;由于充电在短时间内(约为1090% , 与加油时间相仿, 因此, 建设相应充电站时可不配备大积停车场。但是, 相对常规充电模式, 快速充电也存在一定的缺点: 充电器充电效率较低, 且工作和安装成本较高;由于采用快速充电,充电电流大, 这就对充电技术方法以及充电的安全性提出了更高的要求, 同时计量收费设计也需特别考虑。

快速充电又称应急充电, 是以较大电流短时因为目前电动汽车充电站建设的规模小、数量少, 所以电动汽车充电站相关技术大部分还处在实际应用的初级阶段。

国际上电动汽车充电系统的标准主要是IEC发布的IEC61851: 2001, 该标准包括三个部分, 分别为: 一般要求(partl)、电动车辆与交流/直流电源的连接要求(part2-1)、电动车辆与交流/直流充电站(part2-2)。

我国根据国内电动汽车的发展状况, 于2001年制定了3 个标准, 这3 个国家标准分别

等同(或等效)采用了IEC61851 的3 个部分。

近年来, 电动汽车以及电力技术的快速发展, 这些标准己不能完全满足当前的发展需求, 而且这些标准中缺乏通信协议、监控系统等方面的内容。目前国家电网公司为了规范内部电动汽车的应用,已经颁布了6项与电动汽车充电站相关的企业标准。目前供电、充电和电池系统应用集成技术和相关标准及规范研究的缺乏, 仍然是电动汽车推广应用的主要薄弱环节, 给电动汽车下一步的发展和充电设施的统一规划带来了很大的困难。能够保证大规模充电站正常运营的充电站监控系统尚无成熟产品, 充电站监控系统和充电机间的通信协议和通信接口尚无统一的标准可以遵循, 各充电站之间也无信息联系。

机械充电

概念: 即电池组快速更换系统。通过直接更换电动汽车的电池组来达到为其充电的目的。由于电池组重量较大, 更换电池的专业化要求较强, 需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。

优缺点: 电动汽车用户可租用充满电的蓄电池, 更换已经耗尽的蓄电池, 有利于提高车辆使用效率, 也提高了用户使用的方便性和快捷性;对更换下来的蓄电池可以利用低谷时段进行充电,降低了充电成本, 提高了车辆运行经济性;解决了充电时间乃至蓄存电荷量、电池质量、续驶里程长及价格等难题;可以及时发现电池组中单电池的问题, 进行维修工作, 对于电池的维护工作将具有积极意义, 电池组放电深度的降低也将有利于提高电池的寿命。电动车电池概况及发展前景1

国内电动车电池发展简况及市场前景铅酸蓄电池铅酸蓄电池

已有100多年历史的老产品，比能量较低，因此很多人认为铅酸蓄电池在电动车上应用的前途不大，进一步开发的必要性不大。

笔者认为这种观点不一定正确。实际上，铅酸蓄电池在100多年的历史中一直不断地在改进提高，有的是革命性的飞跃式提高，如从开口式流动电解液的铅酸蓄电池发展到密封式无流动电解液的阀控铅酸蓄电池：比能量从不到10Wh／kg提高到50—60Wh／kg。

我国北京世纪千网公司已收购了Electrosource公司，专业生产铅布和铅布水平电池。另外，中船总公司712所、武汉银泰、湖南丰日、广东佳力等公司正在研制开发比能量高的铅布水平电池；已开发出可象汽车加油一样在几分钟内对铅酸蓄电池实现充电的快速充电技术。我国在“八·五”期间就安排了电动车铅酸蓄电池的研制工作，最后分别由山东淄博481厂研制出管式、轻工业化学电源研究所研制出椭圆管式、河北保定482厂研制出板式12 V150 Ah的电动车用开口富液式铅酸蓄电池，它们的5 h率比能量达到38～41Wh／kg和80一82wh／L，循环寿命按牵引蓄电池标准GB7403．1-87可达到750次以上(管式)和400次以上(板式)，并在我国研制的几辆概念车上试用。在试用中反映出来的问题是：电池间的均匀一致性不够好和补加水维护麻烦等问题。

因此，笔者认为：①铅酸蓄电池因其价格便宜、材料来源丰富、技术和制造工艺较成熟等综合因素将是商业化电动车主要采用的电池，事实上目前实际使用和己商业化的各种电动车，90％以上都采用铅酸蓄电池；②随着电池性能不断地改进提高，在现阶段，铅酸蓄电池很难被完全取代，要重视对它的研究和改进提高。．⑨在实际使用中，应根据使用对象、维护条件和专业化程度，选择使用寿命长、成本低的品种，不必盲目追求最新的品种和单项性能指标。金属氢化物一镍蓄电池(MH-Ni)MH

．Ni蓄电池的比能量高(60—70 Wh／kg)，有较高的比功率(150—250 W／kg)，寿命长(500-1000次循环)，材料来源丰富(特别是我国有丰富的稀土资源)，无污染等优点，被认为是应提倡的电动车用蓄电池。

我国投入巨资研究开发电动车用MH．Ni蓄电池。有色金属研究院己研制出150Ah的电动车用MH．Ni蓄电池，并装车进行了试验，此车成功地跑完了北京到天津的往返路程：春兰集团投入巨资研制电动车用MH．Ni蓄电池，研制的20 Ah蓄电池已通过国家经贸委组织的鉴定。沈阳三普、上海友申、天津和平海湾、广东南海新力、深圳格瑞普、深圳德力普等公司(厂家)都有5-25Ah的电动助力车用的MH．Ni蓄电池产品。湖南神舟科技公司着力开发混合电动车用MH．Ni蓄电池。湖南长沙力远公司是世界上连续化带状泡沫镍的最大生产基地，最近，在此基础上成立湖南科力远公司，计划建成l x 108VAh MH．Ni蓄电池生产能力的基地。并要生产装MH—Ni蓄电池的电动助力车。

虽然，MH．Ni蓄电池有许多优点，并有很多单位在研制开发，但在商业化的电动车上使用还只占很小的比例。这主要是由于MH．Ni蓄电池的价格贵(每VAh 4元人民币，为铅酸蓄电池的6倍)；电池的均匀一致性较差，限制了蓄电池组实际使用寿命。还有，锂离子电池的迅速发展对MH—Ni蓄电池在电动车上应用的地位造成强大的威胁。

因此，笔者认为：MH．Ni蓄电池价格比铅酸蓄电池贵，而且将逐渐贵于锂离子电池，而性能不如后者，在电动车上应用的地位是过渡性的，将来的市场份额是有限的。

3Zn—Ni蓄电池

Zn—Ni蓄电池的比能量高(55～65 Wh／kg)，有较高的比功率(150～250 W／kg)，寿命较长(400．600次循环)，材料来源丰富，无污染等优点，被认为是应提倡的电动车用蓄电池。

我国厦门三圈益尔希公司用美国ERC公司技术，开发电动车用Zn—Ni蓄电池。虽然，Zn—Ni蓄电池有许多优点，但在商业化的电动车上使用还很少。这主要是由于Zn—Ni蓄电池的价格贵(每伏安时2．5—4元，为铅酸蓄电池的4～6倍)；循环过程中，初期容量衰减率大，限制了蓄电池组实际使用寿命：综合性能不如MH．Ni蓄电池。同样还有锂离子电池的迅速发展对Zn—Ni蓄电池在电动车上应用的地位造成强大的威胁。

因此，笔者认为：Zn—Ni蓄电池在电动车上应用的地位是暂短的，市场份额小于MH—Ni蓄电池。锂离子电池

锂离子电池的比能量更高(120—150 Wh／kg)，有较高的比功率(250．350 W／kg)，寿命长(500．1000次循环)，无污染等优点，被认为是有希望的电动车用电池。

我国有不少单位对电动车用锂离子电池进行研究开发。天津电源研究所在“九·五”期间接受国家科技部的研制电动车用锂离子电池的任务，最近与天津力神公司合作研制出95Ah圆柱形电动车用锂离子电池及6个单体的单元电池组，即将装车试验。深圳雷天公司开发了10 Ah、50 Ah、100 Ah的电动车用锂离子电池，并在电动自行车、电动摩托车、电动轿车、电动中巴车上进行了试验，电动轿车的1次充电行驶里程达300—400 km，其价格只有2—2．5元厂vAh。另外，北京太极、中信国安的盟固利、北京星恒、深圳比亚迪、深圳华粤宝、深圳桑群、遵义梅岭、武汉力兴、浙江万向集团的埃泰克、浙江无限公司等单位也积极参与电动车用锂离子电池的开发，有10—150 Ah产品。

笔者认为：锂离子电池比能量高：摇椅机理使其应该会有较长的寿命；这些是它的突出优点。目前影响锂离子电池在电动车上商业化使用的关键是安全性和价格。如果能做到电池本身绝对安全可靠，外部有可靠的保护电路及电池组管理系统，即使性能衰退和损坏也不会伤害人身和产生灾害性危害：采用价廉正极材料等措施降低价格，使性能价格比上可与铅酸蓄电池媲美：那么锂离子电池在电动车上将受到欢迎，可进入商业化使用。锂聚合物蓄电池

锂聚合物蓄电池有更高的比能量(120—150Wh／kg)，有较高的比功率(250—350 W／kg)，寿命长(500～1000次循环)，安全性好、无污染等优点，也被认为是有希望的电动车用电池。

我国研制电动车用锂聚合物蓄电池的单位较少。厦门宝龙公司已有手机用的商业化产品；最近苏州吴江全友能源科技公司已研制出25 All的锂聚合物蓄电池；上海的南都瑞宝已有15 Ah的锂聚合物蓄电池。影响锂聚合物蓄电池在电动车上商业化使用的关键仍然是安全性和价格及成熟程度。随着锂聚合物蓄电池技术的进步和成熟，锂聚合物蓄电池发挥其安全性好的优点，克服锂离子电池安全性上的缺点，再加上采用廉价正极材料等措施降低价格，锂聚合物蓄电池就会在电动车上成为受欢迎的电池，进入商业化使用。燃料电池燃料

电池是一种电化学发电器，它相当于1个内燃机一发动机组的功能，它利用空气中的氧为氧化剂，用氢(或碳氢化合物转换来的氢)为燃料，将化学能直接转换成电能供给电动机来驱动车辆。

它的主要优点是：效率高，可节省燃料；零排放或少排放；噪音小等，特别适合于做车辆动力源。因此，人们认为燃料电池车将最终取代以石油产品为燃料的汽车。

我国的燃料电池研制工作在上世纪末停顿了约20年，因此落后于一些先进的国家。从九·五开始，国家对燃料电池研制工作做了重点安排，使我国的燃料电池研究水平逐渐跟上国际的步伐。大连化学物理研究所是我国从事燃料电池研究较早的单位之一，研制了航天和潜艇用碱性燃料电池。1995年开始研究质子交换膜燃料电池(PEIdFC)，现在已研制出5 kW、15 kW和30 kw的燃料电池，并与二汽合作将30 kw燃料电池装在中巴车上试验运行。北京富原新技术开发总公司出资引进加拿大新能源公司的技术，现在已有50W、100W、750W、1500W和5 kw的成套燃料电池可以出售。1999年底，他们与清华大学研制成我国第一辆装有5 kW氢／氧燃料电池系统的游览车。后来又为小羚羊电动车公司开发了电动自行车用燃料电池。上海神力科技公司是从事燃料电池开发研究的公司。现研制出5kW氢／氧燃料电池装置，在2000年上海国际工业博览会上展出了装有5kW氢一空气燃料电池系统的游览车。完成了“九五”重大科技攻关项目“30kW质子交换膜燃料电池动力系统”的研制，并通过了中国科学院组织的专家验收。

燃料电池虽然有许多优点，被认为是未来汽车的理想动力源。但受价格、铂资源、氢源、服务配套系统因素制约，燃料电池车的推广应用和商业化不是近期能实现的，还要有相当一段时间。

第五篇：电子商务发展史

电子商务发展史

一、电子商务营销的兴起

电子商务营销是指商务流程电子化的一种营销活动。在Internet网上进行的电子商务营销活动包括网上的广告、订货、付款、客户服务和货物递交等销售、售前和售后服务，以及市场调查分析、财务核计及生产安排等多项利用Internet开发的商业活动。

电子商务有广义和狭义之分，狭义的电子商务也称作电子交易(E-Commerce)，是指企业在网络（主要指Internet网）上利用Web提供的通信手段进行交易。从广义上讲，亦称作电子商业(E-Business)，是指公司利用网络进行的全部商业活动，包括市场分析、客户联系、物资调配等，目的是创造目标市场满意，使企业的市场营销战略适应市场变化的需要。

从市场营销的角度来看，电子商务营销这一种营销方式与邮购、电话电视购物等方式并列，从属于直接营销这一概念。他的先进性体现在买者作出购买决定的自由度、交易自由化程度、交互能力、购买决定对计算机的客观依赖性、成长为完整的电子市场的潜力等。

电子商务的应用范围主要包括证券市场、在线交易（如食品百货、鲜花礼品、家用电器等）、家庭银行、旅游服务、在线信息服务、在线游戏、书籍报告、应用软件及电脑产品等。

目前，国际电子商务市场已成为发展最快的市场之一，从事电子商务营销的企业已在世界经济领域崭露头角。据统计[1]至1996年底，美国《幸福》杂志评出全美500家最大的公司已有半数在网上开展营销[2]。在营销的广告支出方面，福布斯的调查表明：1995年互联网的广告费用为0.37亿美元，到1996年升至3.12亿美元，估计2000年将达到50亿美元。1998年美国股市的超级明星是亚马逊(Amazon)网上书店，一年中这家公司的股价上涨8倍多，年终每股突破300美元大关，使其市场资本总值达到180亿美元，超过了有100多年历史的美国着名邮购公司西亚斯。

除了Internet的迅速发展推动电子商务外，各国政府对电子商务的格外重视也是重要因素。当前电子商务在信息安全性、交易体制、法规建设等方面还不能令人满意，加强政府部门对发展电子商务的宏观规划和指导，并为电子商务的发展提供良好的政策和法规环境已成为电子商务快速发展不可忽视的方面。美国政府于1997年初提出了《全球电子商务政策框架》。该文件就基于Internet的电子商务提出了美国政府的总体政策，内容涉及“原则”、“财务问题”、“市场准入问题”等方面。目前，美国政府已按照这个政策框架展开国内立法和国际谈判工作。

我国企业电子商务营销已随着Internet的发展逐渐兴起。1994年前后，由我国政府批准建成了CERNET、CSNET、GBNET和CHINANET等四大互联网ISP(Internet Service Provider)，截止到1998年6月30日，上网用户为117.5万[3]。我国企业已在尝试利用Internet开展电子商务营销。1996年2月28日，四川茂青茶厂积压的1.6万公斤茉莉花茶，通过Internet广告招商，结果达成交易，成为国内有记载的第一次成功交易[4]。当然这种广告营销只是其基本组成部分之一。目前我国在北京、上海和广州已陆续开通银行安全支付系统，结合Internet完成ISP与客户之间的交易结算。随着国内结算体系的逐渐完善和与世界接轨，电子商务营销将在全世界范围迅速兴起。

二、电子商务营销在我国发展的可行性研究

前面介绍了电子商务营销的兴起和发展前景，下面从技术可行性和环境可行性两方面对电子商务营销在我国的发展进行研究。

1.技术可行性

技术可行性主要是讨论目前企业、消费者和公共设施所拥有的技术水平是否以支持大规模的电子商务营销实施。讨论主要分为通讯网络技术和安全技术两个方面。

(1)通讯网络技术实现

目前主要有三种不同但又相互关联的网络模式：Internet、Intranet（企业内部网）、Extranet（企业外部网）。企业主要利用TCP/TP协议建立用于企业管理和通信的应用网络，这就是Intranet。而各个企业之间遵循同样的协议和标准，建立非常密切的信息交换体系，从而大大提高企业协同生产的能力和水平，这就是Extranet。

(2)安全技术问题

安全问题是电子商务得以发展的重要因素。因为通过TCP/TP网络，不可能用通常的方式确认与你通信的人的真实身份，任何一个人，可以使用一些技术手段，窃看到网上传输的信息，并可以替代和修改这些信息。电子商务中主要面临以下四个安全问题：

第一，保密性问题

在电子商务过程中，网上传递的是一些极敏感的信息，如信用卡号、产品报价等，顾客不愿这些信息被人窃取。

第二，认证问题

在Internet上，交易双方互相不能见面，所以必须有方法确定对方身份。

第三，完整性问题

交易中传输的数据不仅不能被窃听，同时也不能被修改。例如：在一笔转账交易中，转入账号不能被替换。

第四，不可否认性问题

交易过程一旦结束，交易的任意一方都不能单方面否认发生过这笔交易。必须有不可伪造的电子单据来证明每次交易。

目前国内外电子商务的安全技术有SSL（Secure Socket Layer安全套接字层）、SET（Secure Electronic Transaction安全电子交易）等协议和标准。SET协议是世界上两家最大的信用卡公司MasterCard International和Visa International合作开发的，其1.0版于1997年6月正式推出，由于它是专门针对电子交易设计的，较好的解决了认证和安全问题，很快被行业接受（已经被IETF接收为国际标准）。我国基于SET的安全支付体系于1998年3月6日在中国银行开通，并完成了ISP与客户之间的交易结算。虽然目前中国银行的网上业务仅对北京用户开放，发放的数字化证书截止3月底也仅有6个[6]，但这毕竟标志着网络营销中安全快捷的结算功能已具备了显示可行性。

综上所述，电子商务营销所需的技术，无论是在国内还是在国外，无论是通讯网络技术还是安全技术，都已走完了“技术实现”阶段，现在正进入“技术开放和普及”阶段；技术人员现在面临的工作是通过技术手段来降低成本，提高普及率及安全性，从而拓展营销的市场范围。

2.环境可行性

网络营销所处的环境分为宏观环境和微观环境两个部分。宏观环境包括思想观念、经济体制和政策、法律体系、人口情况、技术情况等因素。微观环境包括从事网络营销的企业本身，其市场中间商、顾客、竞争对手和所面对的公众等直接影响企业为市场服务能力的行动者。宏观和微观环境中的众多因素对网络营销的实现起着重要作用。

(1)宏观因素分析

第一，在思想观念方面，逐步树立信息化意识、以市场为中心意识和网络意识

朱镕基总理在政府工作报告中提出：“要科教兴国，重点扶持和发展信息产业。”全国人大八届四次会议通过的《国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》（简称《纲要》）明确强调发展以信息产业为发展重点的第三产业，并指出：“要显着提高国民经济信息化程度，继续加强国家信息基础设施建设。”这充分说明利用信息技术提高企业的竞争力，是适应我国信息化的国家意志。

目前，我国企业已广泛开展了不同程度的经营信息化改造工作。对于用计算机来进行购、销、调、存的统计分析，财务管理，对于条码技术和POS技术，我国企业已不陌生。对于EDI和MRP等世界领先的信息技术，也有部分企业在使用。企业已体验到信息化所带来的经济效益，这为信息化营销方式的引入作了很好的铺垫。

经过近20多年的改革开放，我国已逐步从计划经济向市场经济过渡。经济体制改革使企业从政府架构中脱离出来，个人也因此告别了“大锅饭”、“铁饭碗”。在激烈的市场竞争中，谁能最快地了解信息，运用信息，谁就掌握了市场竞争的主动权。因为Internet电子商务营销，将为人们提供最快捷的信息传输通道，把企业、个人和市场相互沟通起来。

网络意识也越来越被人们接受。大约在3年前，北京大学的一位学生，为挽救生命垂危的同窗，向Internet发出了求援信息，很快全球1000多位医学专家在“网上会诊”，患病的学生因此而脱离险境。这一事件在社会上引起较大震动，人们开始明白虚拟空间并不虚，它联系着现实的种种利益。我国的商家、学者、普通百姓都开始关注Internet，各种网络刊物大量涌现，网络意识成为市场生存意识。

第二，在法律环境方面，努力创造良好的法律环境是我国营销实现过程中的重要课题

下面从保证营销正常进行和营销的超法律性两个方面来分析。

保证Internet正常运作的法规并非一片空白。在我国有大量与之相关的信息方面的法律。它们都零散分布于相关的法律当中，因而，在这些法律所管辖的范围内讲“立法真空”是不恰当的。只是这些法律在Internet这个领域中实施，在取证、援引等方面存在一定的困难，只要有计算机和法律两方面的技术支援，这些法律在虚拟空间是可以实施的。相关的法律法规具体包括：

对公民信息自由权的保护体现在我国的《宪法》、《教育法》、《民族区域自治法》、《香港特别行政区基本法》等，如我国《宪法》第40条规定公民的通信自由和通信秘密受到法律保护等。

对消费者获取信息权的法律保护表现在我国的《消费者权益保护法》、《反不正当竞争法》、《广告法》、《产品质量法》等，如在《消费者权益保护法》第8条规定，消费者都享有知悉其购买、使用的商品或接受服务的真实情况的权利。

对知识产权的保护体现在我国的《专利法》、《商标法》、《着作权法》等。

对企业商业信息权的保护体现在我国的《公司法》、《反不正当竞争法》以及关于证券、财务方面的法规等。

以上所举法律法规的立法意图同Internet营销是没有很直接联系的。但是，它们在客观上为营销的各个利益主体提供了隐私权、获取信息权、知识产权等方面的保障。

营销的超法律性指由于所涉及的技术以极高的速度更新变化，使得原有立法无法完全涵盖这一领域的内容。大致包括：

文本的法律效力问题。如：以网络通信为传递方式的合同、公证文件等法律文本的认可和接受的条件：电子签字及其他身份认证手续的可接受性。

知识产权的界定问题。如：把文字、图像、图形、声音等传统形式表达的作品转化成二进制数字编码是不是原作品着作权人的专利；建立站点编写文本文件时往往要利用他人作品的片段，这种过程中的着作权关系如何界定和处理。

合理保护隐私权问题。营销过程中，企业能得到许多个人信息。对这些信息如不加以保护，个人的隐私和利益将受到迅速侵害。如：某人的个人资料及电子邮件地址一旦被人倒卖，他的邮件箱中很快充斥无数的广告电子邮件，他的正常通信会受到干扰。如何界定合理的隐私权，在网上追踪、记录、分析顾客的浏览，购买行为的合法性都属于这一范围。

行为主体的权利与义务问题。ISP、上网营销的企业和网上消费的顾客这三者都是随Internet才产生的主体。这三者对营销过程中产生的病毒传播、诽谤、反动言论传播、交易信息传递失真、延时等事件各自应当承担何种责任。

我国与Internet相关的法律法规有《中华人民共和国计算信息系统安全保护条例》、《中华人民共和国计算机信息网络国际互联网管理暂行规定》，原国务院信息化领导小组推出的电子公告板管理办法和因特网域名管理办法等。这些法令和条例都只是与营销间接相关，涉及上面提到的四方面内容的仍是空白。

第三，政策环境方面，我国至今未提出一套完整的政策框架

我国对外既没有虚拟空间市场拓展政策，也没有本国市场保护政策。但是，目前我国的货币是非自由兑换的，除了如香港等地区外，公民使用的一般不是国际通用信用卡，因而，国内的网上消费者一般不可能直接参与非本国的网页购物活动。外国公司不能在中国的网上实现销售，市场没有被侵占。

我国与网上营销相关的政策主要体现在通信政策。现行的通信设施建设与经营中既有有利于营销发展的，也有不利的。有利的部分包括：网络建设主体明确归口为信息产业部；初步开放市场，打破中国电信一统天下的局面。不利部分包括：通信资费的确定依然是政府行为而非市场行为，通行资费定价方法抑制网络高速化，这种定价方法是造成网络速度严重落后于世界先进国家的原因之一；非公平的竞争环境，使网上营销无法得到高质量的服务。

综上所述，网上营销所面对的政策环境不容乐观，中国电信市场还不具备公平竞争的环境，电子商务营销高速发展的时机未成熟。

(2)微观环境分析

菲利普科特勒把公司微观环境中的行动者分为以下6种，包括公司、供应商、营销中介、顾客、竞争与公众等。下面就这6种行动者的情况来分析网上营销所面临的微观环境。

第一，公司与供应商

我国的企业已充分认识到应用计算机对提高企业竞争力的作用。1996年我国PC机的销量达210万台，排在美国、日本之后居世界第3位，比1995年增长74%，其中非家用购置达178.5万台，586以上的PC机占85%。计算机在企业普及速度快、档次高，为网上营销提供了物质基础。

企业自行建立网络和站点费用较高。企业向ISP租用空间，开设站点的费用弹性很大，根据功能的多少由5000元年至10万元年不等。有了ISP这种弹性收费就有更多的企业可以根据自己的经济实力来开展网络营销。根据中国互联网信息中心的权威统计，截至1997年10月31日，我国已有1000多家国家大中型企业建立了自己的信息中心，其中5%建立了企业计算机网络。共有4066个单位在CN(China)下注册了域名，展开了网上营销，数量虽不多，但在我国与Internet连通仅4年，对企业开放仅3年。这么短的时间内，有这么多企业开始认识并利用网络进行营销，说明在中国已有了良好的基础。

第二，营销中介

营销中介包括金融中介、营销服务中介和实体分配机构等等。

前面在技术可行性分析中，已经说明了支持网上营销的基于SET的安全支付系统在我国仍处于试点阶段，这是结算中心一方的情况。支持这个系统还要考虑客户一方的情况。客户的支付工具是信用卡。到1995年末我国银行信用卡发行了14113817张，比上年增长了67.50%。从总量上看，信用卡发行量大于上网用户数。因而客户一方的环境是乐观的，结算中心的问题一旦解决，整个系统就可以运作起来支持网上营销。

营销服务中介包括接入服务提供者——ISP和线路提供者——信息产业部门。在我国，对公众开放允许进行经营性活动的Internet级的ISP主要是CHINANET。CHINANET的网络建设起步于1995年，目前骨干网已通达全国省会城市，干线速率为2Mbps，国际出口总容量为84.6Mbps[7]。

实体分配机构对所销售的产品进行分配。网上产品分为信息产品和非信息产品。若是信息产品可通过网络直接传输，不需实体分配机构；若是非信息类产品则需要送货上门实体分配机构。由于目前我国的劳动力富余，自组送货队伍有一定的经济可行性，依赖原有的网络或连锁店代存、顾客自取等也是可行的办法。

第三，顾客

网上营销在中国的普通百姓中普及存在3个难题，姑且称之为“会用”、“敢用”、“乐意用”。

现在普通顾客要参与网上营销必须具备一定的计算机基础知识和网络应用方面的知识。对于年轻一代来讲，学习这些知识的难度不是太大。中国65%以上的网络人口是2030岁的年轻人。对于其他年龄层次的顾客，学习这些就有些困难。有没有不要具备那么多知识就能参与网上营销的途径呢？另外，如何让大约5100万有线电视用户参与到网上营销中来？

假的商品和服务已充斥整个商品市场，在虚拟空间，假的可能性更高，故需要健全法规，培养顾客对网上商家的信任感，使顾客敢于参与购物和宣传。

有人认为：网上营销的推广有悖于人们以逛街为乐的购物习惯，因而不可能有大的发展。但随着生活节奏的加快，工作竞争的加剧，人们留给逛街购物的时间越来越少，而文化、体育休闲的时间越来越多。网上购物能同时提供给顾客大量的文化休闲活动，会有越来越多的人“乐意用”。

第四，竞争与公众

网上营销在我国还是新生事物，不十分普及。在同一行业内只有数量不多的几个企业上网，竞争不是很激烈。在某一市场内竞争者不多的情况下，企业应当抓紧时机建立和巩固市场领导者的地位。至于公众，如媒体公众，政府机构等。

综观网上营销的微观环境，顾客是存在最大问题的因素。在目标市场中普及网络知识，培养顾客的信任感，引导他们养成良好的消费习惯是在具体进行网络营销时应加以注意的要点。

三、在我国发展电子商务营销的决策建议

电子商务营销是市场营销发展的一个方向，能实现营销成本的降低和营销质量的提高，最终是提高企业竞争力。企业发展电子商务营销，目前在通讯网络技术和安全技术方面已走完“技术实现”阶段，现正进入“技术开放和普及”阶段；而宏观和微观环境方面，思想观念、经济体制和政策、法律体系、人口情况以及从事营销的企业本身，都还存在不完善的情况，直接或间接的作用和影响营销的实现。目前，美国的亚马逊(Amazon)网上书店的年销售额以34%的速度递增，1997年销售额达1.48亿美元，1998年则可望突破5亿美元。但是，亚马逊从创立至今还没有赚过一分钱，而西亚斯1997年的总利润是12亿美元。1998年亚马逊公司的股价上涨8倍多，成为美国股市的明星。对于这种“亚马逊现象”，美国股市分析家莫衰一是。但比较一致的看法是，美国投资者看好网上商业的巨大潜力是其走红的主要原因。我国企业发展电子商务营销要根据自己的行业特点、目标市场消费者的行为特征、本企业的经济实力、营销环境状况等因素来制定本企业营销目标，选择适合上网交易的产品，利用网络工具进行营销策划，选择合适的。

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