为了助力我国优势领域抢占国际标准竞争制高点,我们梳理了下面这个案例。它生动展现了中国技术标准走向世界的成功实践。它雄辩地证明,凭借扎实的自主创新、成熟的工程验证和系统的体系推进,中国标准完全能够跻身并引领国际竞争舞台。它绝对不是遥不可及的孤例,而是一条可复制、可推广的康庄大道。
以“三个贯通”实现标准国际化跨越——钢管混凝土混合结构技术标准“走出去”典型案例
(一)项目起源。多年来,中国工程建设标准化协会的奖项评选推出了许多优秀的工程建设标准,在各个领域得到了广泛应用。其中,曾获一等奖的协会标准《钢管混凝土混合结构技术规程》,是本次标准国际化实践的源头和基础。这项标准由清华大学韩林海教授主持编制。以这项协会标准为技术蓝本和提案基础,项目团队开启了一段卓有成效的国际标准创制之旅,并成功转化为ISO国际标准。
(二)核心标准。本次标准国际化的核心成果是国际标准《钢管混凝土混合结构设计 ISO 16521》。该标准2024年9月20日正式颁布,标志着中国在该领域的核心技术正式成为全球公认的规范。韩林海教授作为该标准的主导编制者,凭借其在此领域的深厚积累与国际影响力,现任ISO/TC 71/SC 9(混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土技术委员会)的主席,为标准的国际化推进提供了重要的组织保障。
(三)技术范畴。该标准的使用范围涉及建筑和桥梁,特别是高层建筑、大跨结构和大型桥梁等的主体结构,例如承重柱等关键部件。其技术内容全面,涵盖了方形、圆形和矩形钢管混凝土设计的相关规定。标准全文共九十八页,设十六章,系统性地规定了通用术语、材料、结构安全性设计、极限状态、防护设计、节点设计以及施工验收等各个环节的技术要求,构成了一个完整的设计与施工标准体系。
(四)国际认可。该ISO标准并非孤立存在,而是在诞生后迅速获得了多个发达国家的认可。它已被英国、丹麦、荷兰和比利时等多个国家采纳为国家标准,形成了重要的国际影响。这一系列的采纳行动,不仅证明了标准本身的技术先进性与适用性,也为探索中国标准国际化的路径提供了极具价值的成功范例,展现了“中国技术”与“中国标准”走向世界的现实可能性。
本案例的项目团队在推动标准国际化的过程中,并未将标准制定视为一个孤立环节,而是构建了一个以“三个贯通”为核心理念的、系统性的、循环促进的工作体系。其主要做法可系统阐述如下:
(一)筑牢根基,理论与术语体系先行
1. 构建核心理论体系。项目成功的根本在于拥有自主创新的、坚实的技术理论基础。团队围绕钢管混凝土混合结构的安全与应用,开展了长达三十多年的系列研究。研究从混凝土材料的基本性能出发,延伸至钢管混凝土基本构件,再上升到钢管混凝土混合结构及整体结构体系,形成了一套完整的理论体系。该体系成功解决了若干关键科学问题,例如:相互作用机制,明确了钢管和混凝土之间如何相互约束的核心机理。性能转变原理,揭示了混凝土如何从脆性材料在组合作用下变为塑性材料的性能演变规律。
本构模型建立,建立了适用于多工况分析的混凝土本构模型。全寿命安全设计,提出了在长期荷载和极端作用下,结构分析、计算与保证截面安全的设计方法。
这些理论研究不仅获得了国家自然科学奖等权威认可,其成果(如混凝土本构模型)更被全球1427篇论文直接引用,并被世界各地同行广泛采用乃至纳入教材,具备了广泛的国际学术影响力,为标准制定储备了充分的理论依据。
2. 确立标准术语系统。在国际标准竞争中,掌握术语的定义权至关重要。团队将其研究成果“钢管混凝土混合结构”这一核心术语,成功地系统采纳于ISO标准之中,该术语不仅被用于标准的命名,更成为其内容定义的基础。这一术语的确立过程,本身就是一次成功的国际协调,它得到了国内外行业专家的广泛指导与支持(例如周绪红院士的肯定与建议),最终成为国际共识,为标准的核心技术思想在全球范围内的统一表述与传播奠定了基础。
(二)实证检验,重大工程反复验证
1. 实验室与实体工程长期实测。理论成果必须经过严格、长期的实践检验。团队采取了“双线验证”的策略:一是实验室研究。在实验室内进行了超过三十年的材料与构件时效效应采样实测研究,积累了宝贵的长期性能数据。二是实体工程监测。在北京中国尊等重大工程实体上,连续十一年进行了现场实测研究,监测内容包括钢管与混凝土界面性能(如防脱空)、混凝土收缩等实际工程中关切的问题。这长达十一年的实体测试数据,有力地验证了理论模型的可靠性与适用性。
2. 多领域重大工程应用示范。团队将理论成果应用于建筑、公路、铁路、电力等多个行业的众多重大工程中,通过卓越的工程表现验证了技术的成熟度与优越性。一是超高层建筑。在北京中国尊、广州塔、北京奥林匹克塔等地标性建筑中,其本构模型和承载力计算方法为结构全寿命安全提供了分析基础。二是电力基础设施。在380米和370米高的电力塔架中应用,展现出节约钢材、减轻自重、直接降低造价的显著技术经济优势。三是强震区桥梁。在四川强震区的干海子特大桥、客库特大桥等项目中,钢管混凝土混合结构经历了雅安7.0级地震、隆昌地震及泥石流等极端灾害的实际考验。如在泥石流中,钢管混凝土桥墩虽被撞至7.5度弯曲却未倒塌,表现出极高抗灾韧性,与同期倒塌的传统混凝土桥梁形成鲜明对比。此举直接促使四川公路部门在后续跨越九度强震区、桥墩高达196米的桥梁中,全面采纳该结构形式。四是复杂环境特大工程。在海拔4055米、连接川藏的金沙江特大桥中,为解决其端环境、复杂受力和百年寿命安全难题提供了关键理论支撑。五是交通枢纽抗火设计。在清河火车站、丰台火车站、青岛机场、成都天府国际机场等巨型柱体的抗火设计中发挥了重要作用。这些遍布各领域的成功应用,一方面检验了理论成果的可靠性,另一方面也为标准内容的编写提供了丰富、翔实的工程实例和数据支持,使标准条文“言之有物,行之有效”。
(三)梯次推进,标准体系层层晋级
1. 构建国内标准体系。在坚实的理论与工程基础之上,团队首先在国内构建了完善的标准体系。在中国工程建设标准化协会(CECS)及行业同行的支持帮助下,团队制定了一系列针对不同材料(如不锈钢、高强钢、再生混凝土)和不同构造(如中空夹层钢管混凝土)的协会标准与团体标准,并荣获标准科技创新一等奖,为国际化升级做好了前期准备和梯队建设。
2. 升级为国家标准。在住建部标准定额司和国家标准化管理委员会(国标委)的关心与指导下,团队将核心技术标准于2021年升级为国家标准,并同步推出中英文版。这一步骤至关重要:国家标准赋予了标准更高的权威性;而英文版的发布,则为国际同行深入了解中国标准打开了窗口,是走向国际舞台的关键一步。此举立即获得国际学界关注,英国结构工程学会会刊《Structure》对此进行了专题报道,评价其“首次为钢管混凝土混合结构的合理设计提供了条件”。
3. 攻坚国际标准。在国家标准的基础上,团队战略性地将其推向ISO舞台。一是技术整合。在编制ISO 16521过程中,团队成功将中国国家标准中的材料分项系数、荷载参数等关键规定,有机地切入ISO标准体系,使中国标准实质上成为国际标准。二是文件引用。团队有意识地将中国国家标准的英文版作为参考文件引入ISO标准,极大地提升了中国原标准的国际地位和影响力。三是机制建设。针对ISO原有体系中缺少对应技术委员会的情况,团队以此标准为基础,在国标委和住建部标定司的指导支持下,成功申报并获批成立了“钢混凝土组合结构混合结构”技术委员会,从规则的执行者转变为规则制定平台的构建者,为中国持续输出相关国际标准奠定了长效机制。四是体系规划。在ISO/TC 71大会上,由韩林海教授提出的“钢管混凝土结构技术标准体系”提案获得通过。该提案对钢管混凝土的通用规范、技术标准和专用标准进行了系统性规划,标志着中国主导的该领域国际标准体系从“单一产品”走向“体系输出”的新阶段。
(四)理念引领,践行“三个贯通”循环
贯穿所有做法之中的,是团队自觉践行并总结出的“三个贯通”核心理念,即基础理论与方法、重大工程应用和技术标准国际化三者之间的贯通。这三者并非线性关系,而是一个相互支撑、循环促进的有机整体:一是理论指导应用。基础理论为重大工程应用提供科学的理论指导。二是应用检验理论。重大工程应用在实践中检验理论成果的成熟性、实用性和有效性。三是标准固化成果。经过检验的先进、成熟研究成果,通过标准化得以固化、推广和传承。四是标准反哺理论。标准化的过程和应用中发现的新问题,又为基础理论研究指明了新的发展方向。这一理念确保了整个国际化工作根基牢固、动力持续、方向正确,形成了从创新到应用,再到规则制定,最后反哺创新的良性闭环。
通过上述系统性的实践,本项目取得了一系列实质性、具有里程碑意义的重大成果。
(一)标准成果,实现完整晋级之路
成功走通了一条“协会(团体)标准 → 国家标准 → ISO国际标准 → 多国国家标准”的完整晋级之路。具体产出包括:一是源头。《钢管混凝土混合结构技术规程》(CECS协会标准,一等奖)。二是基石。《钢管混凝土混合结构设计》(中国国家标准GB,中英文版,171页,10章)。三是核心。《钢管混凝土混合结构设计 ISO 16521》(ISO国际标准,98页,16章)。四是延伸。主导建立了ISO“钢混凝土组合结构混合结构”技术委员会。五是规划。推动了“钢管混凝土结构技术标准体系”在ISO的立项与规划。
(二)采纳成果,获得发达国家广泛采用
ISO标准16521颁布后,迅速被多个发达国家全文采纳、未经任何修订地转化为其国家标准,形成了事实上的技术规则统一。一是首批采纳。被英国采标为国家标准。二是后续跟进。随后被丹麦、荷兰、比利时等国相继采纳为国家标准。这种高规格的采纳方式,是对中国标准技术内容科学性、适用性和先进性的最高认可。
(三)影响成果,赢得国际同行高度评价
该标准在国际学术界和工程界产生了积极而深远的影响。一是权威评价。获得国际同行“从事钢管混凝土混合结构的工程师、建筑师和建造师的必备资料”的高度评价。二是学术关注。英国权威期刊《Structure》的专题报道,体现了国际学界对该标准开创性价值的认可。三是荣誉肯定。ISO官方于今年六月授予项目负责人韩林海教授“ISO卓越贡献奖”,并明确指出这是该奖项在混凝土材料和结构领域首次授予全球首位该领域的专家,标志着国际标准化组织对中国团队卓越贡献的权威认定。
(四)体系成果,主导国际标准生态建设
成果超越了单一标准,实现了从“参与”到“主导”的跃升。一是平台主导。成功设立并主导了ISO框架下关于钢混凝土组合结构混合结构的技术委员会,掌握了该领域国际标准制定的长期话语权和平台主导权。二是体系主导。提出的未来标准体系发展规划在ISO层面获得通过,意味着中国掌握了定义该领域未来国际标准发展方向的战略主动权。
本案例的成功,绝非偶然,其背后所蕴含的经验与启示,对于广大企事业单位抢占国际标准竞争制高点具有深刻的借鉴意义。
(一)根本前提:创新驱动,厚植理论根基
启示:国际标准的竞争,本质上是核心技术与基础理论创新能力的竞争。没有核心技术,标准国际化便是无源之水。本项目之所以能成功,最根本的原因在于其背后拥有三十多年持续研究形成的、自主的、成熟的理论体系与方法。这套理论不仅解决了实际工程问题,更经过长期、严格的实验室与实体工程验证,并获得了国际同行的广泛引用和认可。因此,我国企事业单位若是想在国际标准领域有所作为,必须摒弃急功近利的思想,沉下心来,长期投入于最根本的原始创新与基础研究,用扎实的、经得起检验的科技成果,为标准的国际化提供无可辩驳的技术底气。
(二)关键路径:实证为本,依托重大工程
启示:标准的权威性与说服力,源于其在重大工程中的成功应用与实践检验。
实践是检验真理的唯一标准。本项目将理论与一系列国家级、世界级的重大工程(如中国尊、超高电力塔、强震区桥梁、金沙江特大桥等)紧密结合。这些工程在极端条件下的卓越表现,成为了标准技术内容最有力、最直观的“广告”和“证明书”。它向世界宣告:这套技术不仅写在纸上,更是建造在大地上,并经历了最严苛的考验。因此,推动标准国际化,必须强化与重大工程的应用结合,用成功的工程实证作为叩开国际标准大门的“敲门砖”。
(三)核心策略:体系作战,贯通三大环节
启示:必须打破“为标准而标准”的孤立思维,构建“理论-应用-标准”循环贯通的创新生态。
本项目提出的“三个贯通”理念,是其成功的核心方法论。它揭示了技术标准国际化是一个系统工程,需要基础理论研究、重大工程应用和标准制定推广三个环节紧密联动相互促进。理论研究为应用和标准提供源泉;工程应用验证和提升理论,并为标准提供需求与案例;标准则固化和传播最佳实践,并引导未来理论与应用的方向。企事业单位应学习这种系统思维,统筹布局研发、应用与标准化工作,形成内在联动、自我增强的良性发展闭环。
(四)战术要点:梯次推进,善用国家平台
启示:标准的国际化需要战略谋划,应遵循“国内提升、国际突破”的梯次推进原则,并充分利用国家层面的支持。
本案例清晰地展示了一条从协会标准、到国家标准(中英文版)、再到国际标准稳妥而高效的路径。首先在国内完成技术的整合、提升与验证,形成权威的国家标准,并准备好国际沟通的英文版本,此为“练好内功”。然后,借助国家标准化管理委员会、行业主管部门(如住建部)的平台和资源,在国际舞台上进行攻坚。同时,要敏锐地捕捉和利用国际标准体系中的空白点(如缺失相应技术委员会),主动出击,实现从输出标准到主导平台、乃至规划体系的跨越。这提示我们,国际化之路需要精心设计路线图,并积极寻求并融入国家整体的标准化战略。
(五)长远保障:占据平台,主导体系构建
启示:最高层次的竞争,是规则平台和标准体系的竞争。不能满足于单一标准的产出,要力争主导国际标准组织的技术机构和未来体系规划。
本项目最富远见的成果之一,便是在ISO内成功设立了由我国主导的技术委员会,并推动通过了未来的标准体系规划。这意味着中国从一个国际标准的“提案者”,晋升为该领域国际标准“游戏规则”的“制定者”和“管理者”,从而获得了长期、可持续的话语权。企事业单位在国际标准工作中,应有更高的站位和更宏大的视野,将争夺国际标委会领导职务、秘书处驻地以及主导技术路线图制定作为战略目标,从而从根本上去影响和引领整个行业技术的全球发展。
总结而言,钢管混凝土混合结构技术标准的国际化案例,生动诠释了如何通过“创新驱动-工程验证-系统推进-平台掌控”的四位一体策略,实现从技术领先到规则主导的华丽转身。它为立志于在全球竞争中掌握话语权的中国企事业单位,提供了一个可复制、可学习、可超越的典范。其“三个贯通”的核心理念与成功实践,必将激励更多中国创新力量勇闯国际标准竞争制高点,为制造强国、质量强国建设贡献更大的标准力量。