《預(yù)應(yīng)力混凝土用高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋》編制說明（征求意見稿）

1預(yù)應(yīng)力混凝土用高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋編制說明一、工作簡(jiǎn)況根據(jù)廣西機(jī)械工程學(xué)會(huì)下達(dá)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)“預(yù)應(yīng)力混凝土用高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋”已列入制定計(jì)劃，歐維姆公司作為第一起草單位參與此項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，并于2021年與廣西機(jī)械工程學(xué)會(huì)簽訂標(biāo)準(zhǔn)制修訂合作協(xié)議書，要求2024年完成制定任務(wù)。2021年4月接到團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)后，柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司立即立項(xiàng)著手團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋》的起草工作，經(jīng)過了3年對(duì)高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋表面質(zhì)量、強(qiáng)度、疲勞性能、防腐性能、安全性能等進(jìn)行深入的研究，為標(biāo)準(zhǔn)制定工作提供充分的理論依據(jù)及數(shù)據(jù)支撐。1.資料的收集（1）收集分析、研究了目前國(guó)內(nèi)外螺紋鋼筋的種類及《HotRolledandHotRolledandProcessedHighTensileAlloySpecificationforUncoatedHigh-StrengthSteelBarsfor2PrestressingConcrete》ASTMA722/A722M-07等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，比較分析各標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系及引用內(nèi)容。（2）了解了國(guó)內(nèi)外高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋生產(chǎn)、使用、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)有關(guān)資料。（3）據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)只有我公司在生產(chǎn)高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋，但類似的產(chǎn)品有精軋螺紋鋼筋、高強(qiáng)螺桿、普通螺紋鋼筋等，了解這些類似產(chǎn)品的一些關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)及發(fā)展（4）了解了國(guó)內(nèi)外高校及企業(yè)對(duì)高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋的研究情況。（5）總結(jié)了多年來走訪用戶及在用戶技術(shù)服務(wù)、項(xiàng)目技術(shù)交流中獲得的用戶信息，了解了國(guó)內(nèi)橋梁及設(shè)計(jì)院對(duì)高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋的要求和關(guān)注方向。2.標(biāo)準(zhǔn)的編寫柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司對(duì)高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋的研究和生產(chǎn)已有10年，編制了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在編制企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合以上收集的資料和研究的結(jié)果進(jìn)行該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的編制。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要技術(shù)內(nèi)容以預(yù)應(yīng)力用冷滾壓螺紋鋼筋的生產(chǎn)、使用的實(shí)際情況為主要編制依據(jù)，參考了GB/T20065-2016《預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋》、GBT14370-2015《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》及BS4486、ASTMA722/A722M-07等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的3部分內(nèi)容，充分考慮國(guó)家建筑結(jié)構(gòu)及橋梁建設(shè)將來對(duì)預(yù)應(yīng)力用冷滾壓螺紋鋼筋的要求和趨勢(shì)，提高標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)能力。文件規(guī)定了預(yù)應(yīng)力混凝土用冷滾壓螺紋鋼筋的要求，主要為結(jié)構(gòu)尺寸要求、材料要求、成品鋼筋要求及力學(xué)性能要求,描述了試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)項(xiàng)目及規(guī)則、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書等。三、對(duì)應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的說明目前，國(guó)內(nèi)無(wú)高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，中冶檢測(cè)主編我公司參編的中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)名稱為“高強(qiáng)冷滾壓螺紋預(yù)應(yīng)力鋼筋技術(shù)規(guī)程”還未發(fā)布，因此該標(biāo)準(zhǔn)名稱為“預(yù)應(yīng)力混凝土用高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋”，無(wú)相同的標(biāo)準(zhǔn)名稱。按照GB/T1.1-2000的規(guī)定，編寫了標(biāo)準(zhǔn)范圍。明確了本標(biāo)準(zhǔn)適用的范圍：適用于冷滾壓工藝成型的螺紋鋼筋的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)。按照GB/T1.1-2000和GB/T20000.2的規(guī)定，編寫了引用標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實(shí)際情況和我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)編寫的一般方法，編寫了標(biāo)準(zhǔn)中冷滾壓螺紋鋼筋進(jìn)行定義。有以下幾個(gè)特點(diǎn)：采用冷滾壓4工藝成型，連續(xù)外螺紋，直條鋼筋。并定義了鋼筋的作用以便更好的理解。1.由于螺紋鋼筋兩端多次滾壓中間一次滾壓的滾壓工藝，中間和兩端的尺寸是不一樣的，該項(xiàng)僅對(duì)其兩端的錨固段及連接端的外形和截面形狀進(jìn)行示意。2.螺紋規(guī)格根據(jù)我公司能生產(chǎn)出的公稱直徑規(guī)格規(guī)定范圍為32~130，GB/T20065-2016規(guī)定鋼筋公稱直徑范圍最大到75mm,BS4486標(biāo)準(zhǔn)最大公稱直徑范圍最大到40mm，ASTMA722/A722M-07標(biāo)準(zhǔn)公稱直徑范圍最大到75mm。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公稱直徑范圍比國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的直徑范圍大，且最大直徑到130mm，是目前直徑最大的螺紋鋼筋。3.表1中螺牙尺寸我公司已在原設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行大量的計(jì)算和優(yōu)化，通過使用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，針對(duì)不同鋼筋直徑、螺牙形狀與間距進(jìn)行參數(shù)化分析，得出適配牙高和螺距，減小螺牙根部的應(yīng)力集中，并使擠壓量變小，滾壓次數(shù)減少，金屬的遷移量及遷移距離都降低。允許偏差根據(jù)現(xiàn)有的滾壓模滾壓出的螺紋鋼筋的成品尺寸偏差范圍而定，且比GB/T20065-2016允許偏差范圍小，要求更高，精度也更高。4.螺紋鋼筋的公稱截面面積是鋼筋的最小截面積，理論質(zhì)量含螺牙的重量。5原材料的選用對(duì)成品螺紋鋼筋的質(zhì)量有重要的影響，為確保原材料質(zhì)量，保證原材料具有足夠塑性、韌性和較好的冷變形性能，編寫了對(duì)材料的要求。對(duì)原材料的牌號(hào)，化學(xué)成分及力學(xué)性能進(jìn)行的詳細(xì)的規(guī)定。同時(shí)對(duì)其提出原材料按GB/T4162進(jìn)行100%超聲波探傷，探傷級(jí)別應(yīng)符合B級(jí)的要求。1.為了確保高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋的質(zhì)量，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用情況，參考類似產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì)長(zhǎng)度的允許偏差、重量偏差，彎曲度進(jìn)行規(guī)定。2.螺紋鋼筋的表面質(zhì)量是檢驗(yàn)鋼筋質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，表面不應(yīng)有裂紋和影響螺紋鋼筋力學(xué)性能及連接的其他缺陷，且進(jìn)行磁粉探傷檢驗(yàn)，滿足NB/T47013.4-2015第9章表7的Ⅱ級(jí)要求。3.折疊是螺紋表面的金屬皺紋，通常在各個(gè)產(chǎn)品中以相同的樣式出現(xiàn)。滾壓工藝使牙頂折疊痕不可避免，經(jīng)與中冶檢測(cè)共同對(duì)缺陷磁痕的大量研究，表明牙頂折疊對(duì)鋼棒的質(zhì)量的影響較小，因此規(guī)定螺紋鋼筋牙頂允許存在滾壓折疊。4.螺紋鋼筋表面防腐主要有發(fā)黑和環(huán)氧噴涂?jī)煞N，普通環(huán)境一般采用發(fā)黑處理，滿足GB/T15519的規(guī)定，嚴(yán)重腐蝕的環(huán)境則應(yīng)采用環(huán)氧噴涂處理，并規(guī)定環(huán)氧噴涂厚度范圍為150~300μm，滿足GB/T25826的規(guī)定。6螺紋鋼筋的強(qiáng)度級(jí)別參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合市場(chǎng)實(shí)際需求，規(guī)定了常用的PSB830、PSB930、PSB1080三種級(jí)別，其中PSB830強(qiáng)度級(jí)別的鋼筋全尺寸均有，而PSB930及PSB1080強(qiáng)度級(jí)別的直徑范圍為32~100mm。2.拉伸性能拉伸性能是評(píng)估螺紋鋼筋質(zhì)量及強(qiáng)度的重要力學(xué)性能指標(biāo)，拉伸性能的好壞直接影響螺紋鋼筋在工程應(yīng)用中的可靠性和安全性?？估瓘?qiáng)度是指螺紋鋼筋能夠承受的最大拉力。屈服強(qiáng)度是指螺紋鋼筋產(chǎn)生塑性變形的最大應(yīng)力，屈服強(qiáng)度的高低決定了鋼棒的韌性和可塑性。屈服強(qiáng)度Rp0.2表示沒有明顯屈服現(xiàn)象的材料試樣產(chǎn)生0.2%非比例伸長(zhǎng)率的應(yīng)力值表示的條件屈服強(qiáng)度。斷后延伸率是指螺紋鋼筋受力時(shí)能承受的變形能力，延伸率的大小直接影響工程結(jié)構(gòu)的耐久性及抗變形性能。對(duì)應(yīng)指標(biāo)依據(jù)大量的螺紋鋼筋改進(jìn)研究及試驗(yàn)研究結(jié)果，且高于GB/T20065-2016的性能指標(biāo)要求。3.應(yīng)力松弛性能應(yīng)力松弛性能是指螺紋鋼筋在等溫條件下（通常設(shè)定在20℃),將螺紋鋼筋試樣保持一定長(zhǎng)度，在給定的時(shí)間內(nèi)，從初始力開始測(cè)定試樣上力損失的百分比。體現(xiàn)在工程應(yīng)用中，螺紋鋼筋在張拉后會(huì)有不同程度的力值損失。標(biāo)準(zhǔn)中用松弛率指標(biāo)對(duì)螺紋鋼筋進(jìn)行應(yīng)力松弛性能的判定。應(yīng)力松弛性能除滿足初始應(yīng)力0.7抗拉強(qiáng)度Rm條件下、1000h后松弛率≤3%的規(guī)定外，還需滿足在初始應(yīng)力為0.8屈服強(qiáng)度Rp0.2條件7下，10h應(yīng)力松弛率不應(yīng)大于1.5%的規(guī)定，允許用至少120h的測(cè)試數(shù)據(jù)推算1000h的松弛率值。4.疲勞性能疲勞性能指標(biāo)是驗(yàn)證螺紋鋼筋在長(zhǎng)期動(dòng)荷載作用下的耐久性，是橋梁結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)需要考慮的關(guān)鍵因素，疲勞性能的研究對(duì)于確保螺紋鋼筋的使用壽命至關(guān)重要。國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力冷滾壓螺紋鋼筋還未制定適合其受力特性的疲勞性能指標(biāo)，但我們對(duì)其進(jìn)行過多次不同疲勞荷載等級(jí)的疲勞性能試驗(yàn)，積累了不少的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用情況確定螺紋鋼筋的疲勞性能指標(biāo)如表4。在后張拉結(jié)構(gòu)中，法國(guó)規(guī)范（BPEL91修訂99）將應(yīng)力上限為0.70Fpk；在預(yù)應(yīng)力地錨中，規(guī)范EN1537規(guī)定應(yīng)力上限為0.60Fpk，初步檢驗(yàn)和接收試驗(yàn)的拉力小于0.80Fpk；如果再次使用，第一次使用時(shí)，棒材的拉力限制在0.60Fpk，后續(xù)使用時(shí)限制在0.50Fpk。國(guó)內(nèi)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010對(duì)預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋張拉控制要求為不宜小于0.5Fpk、不應(yīng)超過0.85Fpk。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14370標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定預(yù)應(yīng)力鋼材疲勞應(yīng)力上限為0.65Fpk。總結(jié)基于斷裂力學(xué)的不同規(guī)格鋼筋張拉控制應(yīng)力限值研究成果，在試驗(yàn)與理論研究的基礎(chǔ)上，本標(biāo)準(zhǔn)將高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋疲勞應(yīng)力上限值設(shè)為0.60Rm。(Fpk=Rm)（2）應(yīng)力幅8在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14370標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定預(yù)應(yīng)力鋼材疲勞應(yīng)幅為80MPa,但經(jīng)多次改進(jìn)和大量試驗(yàn)研究結(jié)果表明，50mm以上的螺紋鋼筋疲勞應(yīng)力幅是80MPa是很難通過，通過率不到30%，而應(yīng)力幅為50MPa時(shí)疲勞試驗(yàn)基本通過200萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)，因此將小直徑螺紋鋼筋的疲勞應(yīng)力幅規(guī)定為80MPa，大直徑螺紋鋼筋的疲勞應(yīng)力幅規(guī)定為50MPa，以50mm為大小直徑鋼筋的分界線。后續(xù)我們將對(duì)螺紋鋼筋的疲勞性能持續(xù)進(jìn)行研究，提高其疲勞性能，提升其使用壽命，為越來越多的工程需求服務(wù)。（九）試驗(yàn)方法按照GB/T1.1-2000的規(guī)定，參照GB/T20065-2016的內(nèi)容并根據(jù)高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋的特點(diǎn)，編寫了本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法。1.化學(xué)成份GB/T20065-2016的規(guī)定。2.表面質(zhì)量螺紋鋼筋的表面質(zhì)量采用目測(cè)+磁粉探傷，滿足NB/T47013.4-2015的規(guī)定，且要求全檢。3.拉伸試驗(yàn)按GB/T228.1的規(guī)定進(jìn)行。測(cè)定斷后伸長(zhǎng)率A時(shí)，原始標(biāo)距長(zhǎng)度應(yīng)為5倍的螺紋鋼筋公稱直徑，當(dāng)有爭(zhēng)議時(shí)，應(yīng)采用手工法計(jì)算。最大力下總伸長(zhǎng)率Agt的測(cè)定方法按附錄A要求測(cè)定。94.應(yīng)力松弛試驗(yàn)按GB/T10120的規(guī)定，在恒溫20℃條件下進(jìn)行，標(biāo)距長(zhǎng)度不小于40倍公稱直徑。允許用至少120h的測(cè)試數(shù)據(jù)推算1000h的松弛率值。5.疲勞試驗(yàn)按GB/T3075的規(guī)定，夾具之間距離不小于500mm。6.防腐性能檢驗(yàn)采用目測(cè)+測(cè)厚儀。7.尺寸測(cè)量除尺寸測(cè)量外，還需進(jìn)行螺紋旋進(jìn)情況檢驗(yàn)（十）檢驗(yàn)規(guī)則參照GB/T20065-2016，編寫了本標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目及規(guī)則。四、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況經(jīng)過大量的產(chǎn)品改進(jìn)及試驗(yàn)研究，螺紋鋼筋的拉伸試驗(yàn)性能及應(yīng)力松弛性能滿足表3力學(xué)性能的要求，疲勞性能滿足表4的要求。五、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利問題。六、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況預(yù)應(yīng)力用冷滾壓螺紋鋼筋是在整根鋼筋上軋有外螺紋的直徑、高強(qiáng)度、高尺寸精度的直條鋼筋，廣泛應(yīng)用于大型水利工程、工業(yè)和民用建筑中的連續(xù)梁和大型框架結(jié)構(gòu)，公路、鐵路大中跨橋梁、核電站及地錨等工程。近幾年大直徑高強(qiáng)冷滾壓螺紋預(yù)應(yīng)力鋼筋在重大跨海裝配式大橋工程中得到了廣泛應(yīng)用，具有高效、節(jié)能、低耗成型工藝，且握裹力可靠、張拉后回縮值小等優(yōu)點(diǎn)，并體現(xiàn)了更高的韌性和更優(yōu)的機(jī)械性能。與冷滾壓螺紋鋼筋類似的精軋螺紋鋼筋已制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋》GB/T20065-2016，但該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)僅適用于通過熱軋、軋后余熱處理或熱處理等工藝生產(chǎn)的螺紋鋼筋，通過冷滾壓生產(chǎn)的螺紋鋼筋目前還未有標(biāo)準(zhǔn)可參考和執(zhí)行。預(yù)應(yīng)力用冷滾壓螺紋鋼筋已應(yīng)用于港珠澳大橋橋墩預(yù)制拼裝、廈門第二東通道橋墩預(yù)制拼裝等大型橋墩預(yù)制拼裝橋梁工程，應(yīng)用于虎跳峽金沙江大橋、南寧英華大橋、南寧橫州大橋、港珠澳大橋、杭甬復(fù)線一期工程等預(yù)應(yīng)力混凝土工程，并出口巴拿馬、菲律賓、馬來西亞等國(guó)外橋梁工程項(xiàng)目，取得很好的應(yīng)用成果，具有較高的社會(huì)效率及經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，該產(chǎn)品的市場(chǎng)前景良好，具有進(jìn)一步推廣的需要，而今制定其團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)即可保證了高強(qiáng)冷滾壓螺紋鋼筋的質(zhì)量控制，同時(shí)也可滿足設(shè)計(jì)單位合理引用及應(yīng)用單位有依據(jù)驗(yàn)收產(chǎn)品的需求。七、與國(guó)際、國(guó)外對(duì)比情況目前國(guó)際、國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有《HotRolledandHotRolledandProcessedHighTensileAlloySteelBarsforthePrestressingofConcrete》BS4486、《StandardSpecificationforUncoatedHigh-StrengthSteelBarsforPrestressingConcrete》ASTMA722/A