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(一)以工程需求為導向
企業的技術創新通常以市場為導向，而重大工程的技術創新則首先是實現創新技術的工程價值，其次才是實現技術創新的市場價值。即工程的技術創新是被“逼”出來的。工程的技術創新一定以工程實際需求為驅動，即某些關鍵技術難題不解決，工程就難以建成。因此重大工程的技術創新必須以解決工程問題為目標，這也是技術創新的共性成果在行業內其他工程推廣應用的重要前提。
(二)技術創新難度大
重大工程的技術創新問題源自于工程需求，其自身的復雜性往往會提高技術創新的復雜性。因此重大工程的技術創新問題通常是世界級難題，采用繼承性創新方法，對已有成熟技術的簡單改良或整合而形成的新技術一般還不能滿足重大工程的技術需求。因而需要業主聯合設計施工企業、學研單位，乃至境內外咨詢機構等多主體共同參與，聯合攻關。當然，此類問題一旦解決，便能夠成為行業內甚至世界范圍內的標志性創新成果。
(三)創新成果層次高、影響大
《國家技術創新計劃管理辦法》第三條明確提出“創新計劃圍繞國民經濟發展的總體要求，針對國家產業及產品結構調整中的突出問題，通過開展技術創新，重點解決產業中的共性、關鍵性和前瞻性技術，并有效地促進科技成果轉化為現實生產力，實現產業優化升級，保障國民經濟持續快速健康發展。”重大工程作為國家重要的戰略資源，是國民經濟發展的基礎。它不僅是一項重大基礎設施，更是工程技術創新活動的主戰場。重大工程技術創新項目的研究是響應國家科學和技術發展規劃的科研實踐，必須以科學發展觀為指導開展關鍵技術研究，同時應堅持建設資源節約、環境友好型工程，促進工程建設與人口、資源、環境相和諧，實現可持續發展。
(四)時間約束性強
由于技術創新成果的產生具有一定滯后性，若不能及時有效地解決工程實際問題，則會嚴重影響工程質量、成本、進度等各項目標順利實現。因此，重大工程項目技術創新工作受到工程工期的約束，具有較為強制性的時間約束性。
(五)技術創新成果應用難
重大工程創新成果技術性強，應用前景巨大，但工程項目的臨時性與組織的獨立性特征使得各技術創新主體不一定能在未來的項目中再次集結，因此技術創新很難連續、系統地進行，重復研究較多并且零散的創新也很難有效地按項目集成，造成技術創新成果容易流失，難以被保存與再用，不利于我國的重大工程建設管理與創新水平的提高。
二、重大工程技術創新定位與管理流程
根據上述分析可知，重大工程技術創新的基本特征是以工程需求為導向，在對工程技術創新項目進行規劃時，首先要考慮工程對技術創新的需求。然而重大工程的技術難度大，技術創新復雜性強，創新成果水平高，因此有必要在滿足工程需求的基礎上，考慮這類技術創新的“溢出效應”與國家戰略目標的一致性。因此，應集中多方向的科研力量對技術難題進行深化研究，形成行業層面多領域的關鍵技術創新平臺。因此重大工程技術創新一般都會存在一個從工程層次，到行業層次，再到國家層次的提升過程，進而形成一個金字塔形的重大工程技術創新目標結構。隨著這三個層次的遞進，創新的目標越來越凝練，從滿足工程需求，到提高行業創新的競爭力，最后形成國家創新的競爭力。
(一)工程級項目
為了保證重大工程的順利建設，首先應圍繞工程層面的需求與問題開展技術創新活動。在這一過程中，首先由業主單位根據工程需求與國家戰略目標制定工程級技術創新規劃，再根據建設市場體制、企業技術和資金能力以及工程技術創新的特征，向設計施工企業提供資金支持和創新環境保障。設計施工單位負責應用該階段研究成果。業主單位負責檢查、督促創新活動，組織審查創新成果和評估應用效果。
(二)部省級項目
在工程層面技術創新基礎上，業主單位配合行業部門的相關政策規劃，結合工程層面的創新成果進行進一步分析與提煉，形成凝練后的技術創新項目，并組織設計、施工和科研等單位開展相關課題研究，由行業主管部門組織專家進行評審，爭取形成行業內的共性技術創新成果。
(三)國家級項目
由業主單位根據國家科技發展規劃綱要，并在工程層面和行業層面的創新基礎上總結提升，形成國家級項目的初步規劃，并向科技主管部門進行申報。項目正式立項后由交通部作為項目組織單位，業主單位作為項目承擔單位，并由業主單位具體組織設計和施工單位開展相關課題研究。最后由科技主管部門組織專家進行評審和認定。
三、重大工程技術創新的戰略選擇及原則
重大工程技術創新的目標體系呈金字塔形，從工程級項目到部省級項目，再到國家級項目，其立項的課題數量表現為逐漸遞減，而課題的質量則表現為逐漸提升的趨勢。這就要求業主單位必須對不同層級上的創新課題進行選擇與凝練。一般而言，對課題進行選擇時應滿足以下幾點條件:首先課題應為本工程提供技術保障，能夠對工程建設瓶頸形成突破或者顯著提升工藝水平和施工能力，實現工程建設的各項目標。其次課題應為行業持續、協調、快速發展提供技術支持，具有行業領先水平，能夠形成行業核心競爭力。第三，課題的預期成果先進、成熟、適用，具有在行業層面以及國家層面，乃至世界層面具有普遍推廣意義，且推廣應用后，能夠形成示范效應。具體地，在對課題進行戰略選擇的過程中應遵循以下幾條原則:
(一)系統性原則
工程層面與行業層面的技術創新課題通常分別由多個不同的設計與施工企業進行研究，由于重大工程技術創新具有高度的復雜性與學科交叉性，在研究的過程中會涌現出一些共性的研究問題，為了避免重復研究并提高研究成果的水平，業主單位會考慮系統性原則，將這些研究課題進行整合與打包。例如，泰州大橋針對多塔連跨懸索結構的重大技術問題，把工程層面的多項課題整合為行業層面的“多塔連跨懸索橋結構體系與結構性能研究”，該成果不僅滿足了泰州大橋的建設需求，還能夠對同類型大橋的設計施工提供指導和借鑒，為行業規范、標準的修編和完善提供重要成果。
(二)先進性原則
業主單位經過前期調研、建立科研規劃、簽訂科研合同等幾個階段，技術創新的研究工作便正式展開。經過一段時間的研究，業主單位需要根據各單位的研究成果重新考慮下階段課題的篩選工作，為了保證課題成果的先進性，其中某些沒有達到預期研究目標的課題，或者不是更高層面上共性關鍵技術的課題將被刪除。例如，部省攻關階段所設立的“三塔懸索橋上部結構施工技術研究”雖然和結構體系有關系，但是總體的施工技術與傳統的結構相差不大，因此該課題沒有入選國家科技支撐計劃項目。
(三)動態性原則
為了確保工程的順利建設，降低工程建設過程中的風險與成本，工程層面的課題通常采取提前規劃，由業主單位根據工程建設各個階段的特點，以及所面臨的技術難題，征詢相關部門和設計、施工單位的意見和建議，并參考有關專家和相關高校以及科研院所的建議，在工程正式施工前確定科研項目目錄。但隨著工程的開展，業主與相關設計施工單位會根據施工中面臨的實際問題隨時調整規劃的技術創新課題。例如，泰州大橋初期科研規劃階段的“國產大跨徑懸索橋主纜干空氣除濕系統研發”課題經調整后，并入行業層面的“三塔懸索橋上部結構施工技術研究”課題中。“大跨徑橋梁設計及施工風險評估”中的“中塔鞍座抗滑安全性評價”調整至行業層面的“多塔連跨懸索橋中間塔關鍵技術研究”等等。
四、泰州大橋技術創新案例分析
跨江越海橋梁建設是21世紀橋梁工程界面臨的重要課題。在直布羅陀海峽、白令海峽、英倫三島間、日韓海峽、我國東南沿海島嶼間、瓊州海峽、渤海灣、臺灣海峽等地均規劃了大型跨江越海工程，而目前這些大型橋梁工程的首選橋型多為懸索橋，這對懸索橋的跨越能力提出了極高的挑戰。由于單一主跨跨越能力的限制，目前傳統的兩塔懸索橋難以滿足寬闊水面情況下的超長跨越需求。泰州長江公路大橋主橋采用三塔兩主跨懸索橋橋型方案，在這之前國內外還沒有同類型大跨徑懸索橋的建設經驗，已建成的多塔懸索橋工程實例還只限于中小跨徑。由于沒有現成的經驗可循，大橋在建設過程中遇到很多技術挑戰:三塔兩跨懸索橋結構受力復雜，該橋型全橋剛度較小，主梁撓跨比大、中塔頂主纜不平衡力會導致主纜在鞍槽內滑動、中塔柱根部受力大且不均勻;施工技術復雜，在解決好工程設計關鍵技術問題的同時，還必須解決好諸如深水基礎、鋼塔架設、纜索系統、鋼箱梁、鋼橋面鋪裝以及施工安全等難題。面對眾多技術難題，泰州大橋經歷了指揮部規劃課題、交通部攻關項目以及國家科技支撐計劃課題三個層次的技術創新過程，從勘測、設計、施工乃至運營全過程對大橋進行必要的專項科學研究，確保優質優量地完成工程建設。
(一)指揮部立項的科研項目
為了系統地開展泰州大橋的科研工作，2007年初，江蘇省大橋指揮部開始了《泰州大橋科研規劃大綱》(以下簡稱《大綱》)的編制工作，對泰州大橋提出系統的科研規劃。在《大綱》初稿編制完成后，先后大量征集了設計、施工、管理、科研等單位以及國內許多專家的意見，在吸收了各方面意見的基礎上，對《大綱》進行了完善，于2008年中完成了修訂稿。根據《泰州大橋科研規劃大綱》，泰州大橋建設指揮部從8個方面規劃的科研課題達到300多項。建設指揮部具體開展的專題課題研究達88項。
(二)交通部重點項目
在積極推進《大綱》科研項目的基礎上，指揮部將其中的重要項目歸納、整合成6個重點項目:多塔連跨懸索橋結構體系與結構性能研究、多塔連跨懸索橋中間塔關鍵技術研究、深厚覆蓋層地區橋用錨碇基礎關鍵技術研究、長大橋梁深水超大型沉井基礎施工成套關鍵技術研究、三塔懸索橋上部結構施工技術研究以及泰州大橋混凝土結構耐久性關鍵技術研究。重點規劃的這6項科研項目于2008年6月申請了交通部部省聯合攻關項目。2008年11月交通部以交科教發［2008］476號文下達了2008年度交通科學技術項目執行計劃，這6個項目被列入。泰州大橋從項目級課題到部省級課題的凝練過程遵循了重大工程技術創新戰略選擇的基本原則。例如，項目初期，指揮部對三塔懸索橋上部結構施工的安裝、制作、施工控制等多層面問題進行了初步調查研究，隨著項目建設的開展，至建設中期，上部結構施工的關鍵問題得以匯總提煉，基于系統性原則，將上述研究問題匯總為“三塔懸索橋上部結構施工技術研究”;此外，課題“大跨徑混凝土結構耐久性關鍵技術研究”早在江陰大橋和潤陽大橋都研究過，但都沒有取得滿意的研究成果，所以該課題被選入了泰州大橋部省級攻關項目，但在對國家級課題申報立項時發現該課題的研究成果不具有國家層面的先進性，因而又再次被刪除。
(三)國家科技支撐計劃項目
2008年初，泰州大橋指揮部啟動了國家科技支撐計劃申報的準備工作，編制了《多塔連跨懸索結構及工程示范》國家支撐計劃的項目建議書，于3月赴交通部向科教司進行了專題匯報，科教司提出了許多非常中肯的意見，指揮部根據交通部的意見對建議書進行了完善，整合優化為“多塔連跨懸索橋結構體系與結構性能研究”、“多塔懸索橋中間塔關鍵技術研究”、“超大跨連續大柔度橋道系結構行為特性及其鋪裝關鍵技術”三個課題，于2008年8月向科技部申報了國家科技支撐計劃項目“多塔連跨懸索結構及工程示范”，在交通運輸部和科技部的大力支持下，已于2009年2月獲科技部立項，并于2010年3月被列為“十一五”國家科技支撐計劃項目，獲得了對多塔連跨懸索新結構科技攻關的國家層面支持。交通部于2010年5月19日在泰州召開了項目啟動會議。泰州大橋的關鍵原始創新在于“多塔連跨懸索橋結構體系”以及由結構體系帶來的“多塔懸索橋中間塔關鍵技術研究”兩個核心課題。部省攻關階段所設立的“三塔懸索橋上部結構施工技術研究”雖然和結構體系有些關系，但是總體的施工技術與傳統的結構相差不大;基于先進性原則，“上部結構施工技術研究”課題未入選國家級課題;而泰州大橋的大跨徑使得橋道系結構特性表現得更“柔”，并帶來橋面鋪裝上的高度技術挑戰，基于動態性原則，“超大跨連續大柔度橋道系結構行為特性及其鋪裝關鍵技術”被確定為國家級課題重點研究。此外，三塔兩跨的結構體系使得大纜拉力反而減小，“深厚覆蓋層地區橋用錨碇基礎關鍵技術研究”中的施工方法并沒有高水平的創新，因此該課題沒有入選國家科技支撐計劃項目。在三層次技術目標體系的指導下，泰州大橋取得了多項科技創新成果。其科技攻關成果一方面為今后我國沿海及連島工程的大跨徑橋梁建設提供了新技術，提升我國大跨徑橋梁的自主創新能力做出了應有的貢獻，如，部分成果已在九江長江大橋、南京長江四橋、崇啟大橋、武漢二七長江大橋、馬鞍山長江大橋、武漢鸚鵡洲長江大橋和港珠澳大橋島隧工程等項目得到應用;另一方面泰州大橋的自主創新技術成果將有著廣闊的推廣應用前景，所形成的技術指南、標準，專利、工法以及軟件系統，將大大提高我國大跨徑多塔懸索橋建設的國際競爭力，為“中國創造”走出去再添競爭力。
五、結論
在目前我國重大工程建設規模越來越大型化和多樣化，新材料、新設備、新工藝等日益發展的情況下，應進一步深入思考提高工程技術創新成果的水平與層次的新路徑，本文對重大工程技術創新的目標進行定位，并分析技術創新課題的戰略選擇方法。本文提出的方法在泰州大橋技術創新中成功實踐，使得泰州大橋在滿足工程需求與響應國家科技戰略的前提下，有效克服由時間約束性與組織臨時性帶來的挑戰，提高科技成果應用的及時性與有效性。這不僅有利于在行業層面的其他類似工程上有效地推廣與應用其成果，還可以通過向國際上同類工程提供技術支持提高我國工程技術的核心競爭力。
作者：劉慧敏 盛昭瀚 夏國星 阮靜 單位：南京大學工程管理學院 江蘇省長江大橋建設指揮部