高性能桥梁用钢-草案

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高性能桥梁用钢

1范围

本文件规定了高性能桥梁用钢的术语和定义、分类、使用条件和牌号表示方法、订货内容、尺寸、外

形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、质量证明书、焊接材料要求等。

本文件适用于厚度不大于150mm的单轧钢板以及厚度不大于25.4mm的连轧钢带及其剪切钢板（以下简

称钢板和钢带）。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅

该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件

GB/T222钢的成品化学成分允许偏差

GB/T223.5钢铁及合金化学分析方法还原型硅钼酸盐光度法测定酸溶硅含量

GB/T223.12钢铁及合金化学分析方法碳酸钠分离-二苯碳酰二肼光度法测定铬量

GB/T223.14钢铁及合金化学分析方法钽试剂萃取光度法测定钒含量

GB/T223.19钢铁及合金化学分析方法新亚铜灵-三氯甲烷萃取光度法测定铜量

GB/T223.23钢铁及合金镍含量的测定丁二铜肟分光光度法

GB/T223.25钢铁及合金化学分析方法丁二铜肟重量法测定镍量

GB/T223.26钢铁及合金钼含量的测定硫氰酸盐分光光度法

GB/T223.40钢铁及合金铌含量的测定氯磺酚S分光光度法

GB/T223.62钢铁及合金化学分析方法乙酸丁酯萃取光度法测定磷量

GB/T223.63钢铁及合金化学分析方法高碘酸钠（钾）光度法测定锰量

GB/T223.64钢铁及合金锰含量的测定火焰原子吸收光谱法

GB/T223.72钢铁及合金硫含量的测定重量法

GB/T223.78钢铁及合金化学分析方法姜黄素直接光度法测定硼含量

GB/T223.79钢铁多元素含量的测定X-射线荧光光谱法（常规法）

GB/T223.81钢铁及合金总铝和总硼含量的测定微波消解-电感耦合等离子体质谱法

GB/T223.82钢铁氢含量的测定惰气脉冲熔融热导法

GB/T223.84钢铁及合金钛含量的测定二安替比林甲烷分光光度法

GB/T223.85钢铁及合金硫含量的测定感应炉燃烧后红外吸收法

GB/T223.86钢铁及合金总碳含量的测定感应炉燃烧后红外吸收法

GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法

GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法

GB/T232金属材料弯曲试验方法

GB/T247钢板和钢带包装、标志及质量证明书的一般规定

GB/T709热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差

GB/T2650焊接接头冲击试验方法

2

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GB/T2652焊缝及熔敷金属拉伸试验方法

GB/T2970厚钢板超声波检验方法

GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备

GB/T3323.1焊缝无损检测射线检测第1部分：X和伽玛射线的胶片技术

GB/T3965熔敷金属中扩散氢测试方法

GB/T4336碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）

GB/T5117非合金钢及细晶粒钢焊条

GB/T5293埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂的组合分类要求

GB/T5313厚度方向性能钢板

GB/T8110熔化极气体保护焊用非合金及细晶粒钢实心焊丝

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T10045非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝

GB/T14977热轧钢板表面质量的一般要求

GB/T17505钢及钢产品交货一般技术要求

GB/T19292.1金属和合金的腐蚀大气腐蚀性第1部分：分类、测定和评估

GB/T19292.3金属和合金的腐蚀大气腐蚀性第3部分：影响大气腐蚀性环境参数的测量

GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法

GB/T20123钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法（常规方法）

GB/T20124钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法（常规方法）

GB/T20125低合金钢多元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法

GB/T25774.1焊接材料的检验：第1部分：钢、镍及镍合金熔敷金属力学性能试样的制备及检验

GB/T25775焊接材料供货技术条件产品类型、尺寸、公差和标志

GB/T25777焊接材料熔敷金属化学分析试样制备方法

GB/T25778焊接材料采购指南

GB/T32533高强钢焊条

GB/T36034埋弧焊用高强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂的组合分类要求

GB/T36037埋弧焊和电渣焊用焊剂

GB/T36233高强钢药芯焊丝

GB/T37910.1—2019焊缝无损检测射线检测验收等级第1部分：钢、镍、钛及其合金

GB/T39255焊接与切割用保护气体

GB/T39281气体保护电弧焊用高强钢实心焊丝

TB/T2375铁路用耐候钢周期性浸润腐蚀试验方法

3术语和定义

下列术语及定义适用于本文件。

3.1

热机械轧制thermomechanicalprocessed

钢材的最终变形在一定温度范围内进行的轧制工艺，从而保证钢材获得仅通过热处理无法获得的性

能。

3

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注1；可能会降低钢材强度值的热成型或580℃以上温度的焊后热处理不宜应用。根据相关的技术规范，火焰矫直是允

许应用的。

注2：热机械轧制可以包括回火或无回火状态下冷却速率提高的过程，回火包括自回火但不包括直接淬火及淬火加回火。

注3：也称TMCP（热机械控制过程），在一些出版物中也称“控制轧制”。

3.2

调质quenchedandtempered

钢材经过淬火后再进行高温回火处理，获得较好综合力学性能的热处理方式。

3.3

耐大气腐蚀钢atmosphericcorrosionresistingsteel

在钢中加入一定数量的合金元素，如P、Cr、Ni、Cu、Mo等，使其在金属基体表面上形成保护层，以

提高耐大气腐蚀性能的钢。耐大气腐蚀钢也称耐候钢。

3.4

离子沉降量ioniciondepositionrate

空气中的离子在一定时间和一定面积的沉降质量。累积法测试值单位为毫克每平方米每天[mg/

（m2·d）]。

3.5

隧道状tunnel-like

由狭窄的凹陷道路与垂直挡土墙之间的最小肩部以及具有最小净空高度和全高基台的宽桥相结合产

生的类似隧道形状一样的空间区域。

4分类、使用条件和牌号表示方法

4.1耐候钢适用环境分类

4.1.1城乡大气环境

城乡大气环境包括乡村大气和城市大气：

a)乡村大气。远离城市的内陆乡村地区和没有明显腐蚀剂污染的小城镇的环境大气，空气清洁，基

本上没有工业介质或盐雾污染。

b)城市大气。没有聚集工业的人口稠密区及城市边沿地区存在少量污染的环境大气，轻微地被工业

性介质所污染。

22

城乡大气腐蚀因子特征：年均氯离子沉积率≤3mg/（m·d）；年均SO2沉积率≤24mg/（m·d）；

润湿时间（全年相对湿度大于80%的时间）占比≤60%。

4.1.2一般工业大气环境

由局部或地区性的工业污染物污染的环境大气，即工业聚集区的环境大气。在工厂集中的工业区域内，

具有工业性介质如SO2、H2S、NH3、煤灰等污染严重的大气条件。大气中的腐蚀性成分以硫化物（主要是

SO2）为主，对钢的大气腐蚀影响最为显著。

4

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22

一般工业大气腐蚀因子特征：年均氯离子沉积率≤3mg/（m·d）；年均SO2沉积率＞24mg/（m·d）～

80mg/（m2·d）；润湿时间（全年相对湿度大于80%的时间）占比≤60%。

4.1.3海洋大气环境

近海、海滨地区和海面上一定高度（不包括飞溅区）的不直接接触海水的海岸大气区、海洋大气区、

海洋工业大气区以及盐区大气（土壤类型为盐渍土的区域或暴露于除冰盐的区域）等主要被氯化物所污染

的环境大气。

本文件中的海洋大气环境按照腐蚀因子特征分为Ⅰ类和Ⅱ类。

222

Ⅰ类：年均氯离子沉积率＞3mg/（m·d）～40mg/（m·d）；年均SO2沉积率≤200mg/（m·d）；

润湿时间（全年相对湿度大于80%的时间）占比≤60%的海洋大气环境。

222

Ⅱ类：年均氯离子沉积率＞40mg/（m·d）～60mg/（m·d）；年均SO2沉积率≤200mg/（m·d）；

润湿时间（全年相对湿度大于80%的时间）占比≤60%的海洋大气环境。

4.2使用条件

4.2.1同牌号不同厂家产品使用提示

使用者尤其需要关注的是在裸露使用状态下，不同制造者所生产的本文件中同牌号产品，其耐腐蚀性

能的表现会有所不同，长期的挂片曝晒试验结果更具说服力。

4.2.2环境限制

免涂装耐候桥梁用钢适用于大多数地区。但是，与其他形式的结构一样，某些极端情况下的腐蚀环境

会导致其耐久性问题。为确保耐候桥梁用钢的使用性能，以下环境应受到限制：

a)在耐候钢桥上方的道路上使用除冰盐时，应对钢桥连接件和沟槽等低洼易腐蚀区域进行冲洗修

复；

b)在耐候钢桥下方的道路上使用除冰盐时，对标准净空高小于5.3m的耐候钢桥，应考虑“隧道状”

的盐雾腐蚀；

c)耐候桥梁用钢不能直接浸入水中、接触土壤及被植被覆盖；

d)耐候钢桥在横跨水面时，为避免水浪影响，必须高于水面2.5m。

4.3牌号表示方法

钢的牌号由代表屈服强度的汉语拼音字母、规定最小屈服强度值、桥字的汉语拼音首位字母、质量等

级符号等几个部分组成。

示例：Q420qD。

其中：

Q——屈服强度的“屈”字汉语拼音的首位字母；

420——规定最小屈服强度数值，单位MPa；

q——“桥”字汉语拼音的首位字母；

D——质量等级为D级。

注：Q+规定最小屈服强度数值+q，简称为“钢级”。

当钢板具有耐候性能时，则在上述规定的牌号后分别加上城乡及一般工业大气环境耐候类别代号NH或

海洋大气环境耐候类别的代号NHY-Ⅰ或NHY-Ⅱ。

示例：Q420qDNH——城乡及一般工业大气环境耐候桥梁钢。

Q420qDNHY-Ⅰ——Ⅰ类海洋大气环境耐候桥梁钢。

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当钢板具有厚度方向性能时，则在上述规定的牌号后加上厚度方向（Z向）性能级别的代号。

示例：Q420qDZ35——高性能桥梁钢。

Q420qDNHZ35——城乡及一般工业大气环境耐候桥梁钢。

Q420qDNHY-ⅠZ35——Ⅰ类海洋大气环境耐候桥梁钢。

5订货内容

按本文件订货的合同或订单应包括下列内容：

a)本文件编号；

b)产品名称（钢板、钢带）；

c)牌号；

d)规格；

e)尺寸、外形精度要求；

f)重量（数量）；

g)交货状态；

h)特殊要求。

6尺寸、外形、重量

6.1钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T709的规定。

6.2经供需双方协议，可供应其它尺寸、外形及允许偏差的钢板和钢带。

7技术要求

7.1牌号及化学成分

7.1.1不同交货状态钢的牌号及化学成分（熔炼分析）应符合表1～表6的规定。耐候钢、调质钢的合金

元素含量，可根据供需双方协议进行调整。

7.1.2各牌号钢的碳当量（CEV）应符合表7的规定。碳当量应由熔炼分析成分并采用公式

CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15进行计算。

7.1.3除耐候钢外的各牌号钢，当碳含量不大于0.12%时，采用焊接裂纹敏感性指数（Pcm）代替碳当量

评估钢材的可焊性，其值应符合表8的规定。Pcm应由熔炼分析成分并采用公式

Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B进行计算。

7.1.4当需方要求保证厚度方向性能时，应符合GB/T5313的规定。

7.1.5钢板和钢带的成品化学成分允许偏差应符合GB/T222的规定。

表1非耐候钢和耐城乡、一般工业大气腐蚀钢的磷、硫、硼、氢、氮成分要求

化学成分（质量分数）/%

质量等级PaSaBb、cHbN

不大于

6

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C0.0300.025

D0.0250.020d

0.00050.00020.0080

E0.0200.010

F0.0150.006

aQ690q钢级的P含量不大于0.015%，S含量不大于0.005%。

b钢中残余元素B、H供方能保证时，可不进行分析。

c调质钢B含量0.0005%～0.0030%，且进行分析并填入质量证明书中。

dQ420q～Q620q钢级的S含量不大于0.015%。

表2耐海洋大气腐蚀钢的磷、硫、硼、氢、氮化学成分

化学成分（质量分数）/%

质量等级PSBaHaN

不大于

D0.0250.010

E0.0200.0070.00050.00020.0080

F0.0150.005

a钢中残余元素B、H供方能保证时，可不进行分析。

表3热机械轧制钢化学成分

化学成分（质量分数）/%

质量

钢级CSiCrNiMo

等级MnaNbbVbTibAlsb、cCu

不大于不大于

C

0.90～

Q345qD

1.60

E0.140.300.30—

D1.00～0.010～0.010～0.006～0.010～

Q370q0.550.30

E1.600.0900.0800.0300.045

Q420qD0.20

1.00～0.500.30

Q460qE0.110.25

1.70

Q500qF0.800.700.30

D

1.00～0.005～0.006～0.015～0.15～

Q690qE0.090.50≤0.0801.001.200.60

1.700.0900.0300.0450.55

F

a经供需双方协议，锰含量最大可到2.00%。

b钢中Al、Nb、V、Ti可单独或组合加入。单独加入时，应符合表中规定；组合加入时，应至少保证一种合金元素

含量达到表中下限规定，且Nb+V+Ti≤0.22%，对于Q690q钢级，Nb+V+Ti≤0.12%。

c

当采用全铝(Alt)含量计算时，全铝含量应为0.015%～0.050%。

表4调质钢化学成分

质量化学成分（质量分数）/%

钢级

等级CSiMnNbaVaTiaAlsa、bCrNiCuMo

7

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不大于

0.005

Q500q0.11～≤0.80≤0.70≤0.30≤0.30

0.060

D0.800.0100.0060.0100.400.250.20

Q620qE0.140.55～～～～～～～

0.0050.15

F1.700.0800.0300.0450.801.000.50

～～

0.400.250.20

0.0900.55

Q690q0.15～～～

1.001.200.60

a钢中Al、Nb、V、Ti可单独或组合加入。单独加入时，应符合表中规定；组合加入时，应至少保证一种合金元素

含量达到表中下限规定，且Nb+V+Ti≤0.22%。

b当采用全铝(Alt)含量计算时，全铝含量应为0.015%～0.050%。

表5城乡及一般工业大气环境用耐候钢化学成分

质量化学成分a、b、c（质量分数）/%

牌号

等级CSiMndNbVTiCrNiCuMoAls

Q345qNH≤0.10

0.400.300.25

Q370qNH≤0.15

～～～

0.151.100.0100.0100.006

Q420qNH0.700.400.50

≤0.11～～～～～≤0.20

Q460qNHD0.015

0.501.500.1000.1000.030

E0.450.300.25～

Q500qNHF～～～≤0.250.050

0.700.450.51

1.000.0050.0060.15

Q690qNH≤0.09≤0.50～～≤0.080～≤1.00≤1.20～≤0.60

1.700.0900.0300.51

aAl、Nb、V、Ti可单独或组合加入。组合加入时，应至少保证一种合金元素含量达到表中下限规定；Nb+V+Ti≤0.22%，

对于Q690q钢级Nb+V+Ti≤0.12%。

b为控制硫化物形态要进行Ca处理。

c成分保证I值≥6.0，其计算公式为：

I=26.01(%Cu)+3.88(%Ni)+1.20(%Cr)+1.49(%Si)+17.28(%P)-7.29(%Cu)(%Ni)-9.10(%Ni)(%P)-33.39(%Cu)2。

d当卷板状态交货时Mn含量下限可到0.50%。

e当采用全铝(Alt)含量计算时，全铝含量应为0.020%～0.055%。

表6耐海洋大气腐蚀钢化学成分

质量化学成分a（质量分数）/%

牌号

等级CSiMnNbTiCuMoNiAls

0.05～1.00～

Q345qNHY-ⅠD

0.15～0.40～0.01～0.007～0.25～0.401.500.015～

E≤0.08

0.701.200.100.0601.000.05～3.00～0.050

Q345qNHY-ⅡF

0.253.50

0.05～1.00～

Q370qNHY-ⅠD

0.15～0.40～0.01～0.007～0.25～0.501.500.015～

E≤0.08

0.701.500.100.0601.100.05～3.00～0.050

Q370qNHY-ⅡF

0.253.50

Q420qNHY-ⅠD≤0.080.15～0.40～0.01～0.007～0.25～0.05～1.00～0.015～

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E0.701.500.100.0601.100.601.500.050

F0.05～3.00～

Q420qNHY-Ⅱ

0.303.50

a控制硫化物形态应进行Ca处理。

表7碳当量

碳当量CEV（质量分数）/%

交货状态钢级

厚度≤50mm50mm＜厚度≤100mm100mm＜厚度≤150mm

Q345q≤0.38≤0.40

热机械轧制—

Q370q≤0.38≤0.40

Q500q≤0.50≤0.55

调质Q620q≤0.55≤0.60协议

Q690q≤0.60≤0.65

注：耐大气腐蚀钢的碳当量可在此表的基础上，供需双方协议规定。

表8裂纹敏感性指数

Pcm（质量分数）/%Pcm（质量分数）/%

牌号牌号

不大于不大于

Q345q0.20Q500q0.25

Q370q0.20Q620q0.25

Q420q0.22Q690q0.25

Q460q0.23——

7.2冶炼方法

钢由转炉或电炉冶炼，并应进行炉外精炼。

7.3交货状态

7.3.1钢材应以热机械轧制、热机械轧制+回火及调质(含在线淬火+高温回火)中任何一种交货状态交货，

并在质量证明书中注明。

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7.3.2对于裸露使用的具有耐大气腐蚀性能的钢材，当采用比在空气中冷却速率快的冷却方式进行冷却

时，应进行回火处理。

7.4力学性能

7.4.1钢板和钢带的力学性能应符合表9和表10的规定。

7.4.2夏比(V型缺口)冲击吸收能量按一组三个试样的算术平均值进行计算，允许其中有一个试样单值低

于表10规定值，但不得低于规定值的70%。

7.4.3对于厚度小于12mm钢板和钢带的夏比(V型缺口)冲击试验应采用小尺寸试样。厚度＞8mm～＜12mm

的小尺寸试样尺寸为10mm×7.5mm×55mm，其试验结果不小于规定值的75%；厚度6mm～8mm的小尺寸试样

尺寸为10mm×5mm×55mm，其试验结果不小于规定值的50%。厚度小于6mm时不做冲击试验。

7.4.4如果冲击试验结果不符合7.4.2和7.4.3规定时，应从同一批钢材上再取一组3个试样进行试验。

前后六个试样的平均值不得低于规定值，允许其中两个试样低于规定值，但低于规定值70%的试样只允许

一个。

7.4.5Z向钢厚度方向断面收缩率应符合GB/T5313的规定。

表9非耐候钢及耐城乡大气、一般工业大气腐蚀钢的力学性能

拉伸试验a，bV型冲击试验c

吸收能量

下屈服强度Rel/MPa

KV2/J

质量抗拉强度断后伸屈强比d试验

钢级

等级厚度/mmRm/MPa长率A/%Rel/Rm温度厚度/mm

≤50＞50～100＞100～150℃＜16≥16

不小于不大于不小于

C0

D-20100120

Q345q34533530549020—

E-40

F-6047

D-20

100120

Q370qE370360—510200.85-40

F-6047

D-20

100120

Q420qE420410—540190.85-40

F-6047

D-20

100120

Q460qE460450—570180.86-40

F-6047

Q500qD500480—630180.86-20100120

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E-40

F-6047

D-20

100120

Q620qE620580—720150.88-40

F-6047

D-20

100120

Q690qE690d650—770140.88-40

F-6047

a

当屈服不明显时，可测量Rp0.2代替下屈服强度。

b拉伸试验取横向试样。

c冲击试验取纵向试样，钢材厚度≥100mm时，其冲击吸收能量可由供需双方协议规定。

d调质状态交货的钢板不要求屈强比；钢材厚度＜16mm时，屈强比可以提高3%。

表10耐海洋大气腐蚀钢的力学性能

拉伸试验a、bV型冲击试验c

下屈服强度ReL/MPa冲击吸收能量KV2/J

质量厚度/mm抗拉强度断后伸长率厚度/mm

牌号试验温度

等级＞50～＞100～Rm/MPaA/%＞16＞80～

≤50℃≤16

100110～80110

不小于不小于

D-2010012034

Q345qNHY-Ⅰ

E345335—49020-4010012020

Q345qNHY-Ⅱ

F-60474716

D-2010012034

Q370qNHY-Ⅰ

E370360—51020-4010012020

Q370qNHY-Ⅱ

F-60474716

D-2010012034

Q420qNHY-Ⅰ

E420410—54019-4010012030

Q420qNHY-Ⅱ

F-60474716

a

当屈服不明显时，可测量Rp0.2代替下屈服强度。

b拉伸试验取横向试样。

c冲击试验取纵向试样。

7.5工艺性能

钢板和钢带的弯曲试验应符合表11的规定。当供方保证时，可不做弯曲试验。

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表11工艺性能

180°弯曲试验

厚度≤16mm厚度＞16mm弯曲结果

D=2aD=3a在试样外表面不应有肉眼可见的裂纹

注：D——弯曲压头直径，a——试样厚度。

7.6表面质量

7.6.1钢板和钢带表面不应有气泡、结疤、裂纹、折叠、夹杂和压入氧化铁皮等影响使用的有害缺陷。

钢板和钢带端面不应有目视可见的分层。

7.6.2钢板和钢带的表面允许有不妨碍检查表面缺陷的薄层氧化铁皮、铁锈及由于压入氧化铁皮和轧辊

所造成的不明显的粗糙、网纹、划痕及其它局部缺陷，但其深度不应大于钢板和钢带厚度的公差之半，并

应保证钢板和钢带允许的最小厚度。

7.6.3钢板和钢带的表面缺陷允许用修磨等方法清除，清理处应平滑无棱角，清理深度不应大于钢板和

钢带厚度的负偏差，并应保证钢板和钢带允许的最小厚度。

7.6.4钢带允许有缺陷存在，但有缺陷的部分不应大于每卷钢带总长度的6%。

7.6.5经供需双方协商，钢材表面质量可执行GB/T14977的规定。

7.7无损检测

对于厚度大于20mm的单轧钢板应进行超声波探伤检测，标准为GB/T2970，合格级别不低于Ⅱ级。其

它厚度单轧钢板，根据供需双方协议，也可进行无损检测，其检验标准和级别应在协议或合同中明确。

7.8其它要求

根据供需双方协议，钢材也可进行其它项目的检验。

8试验方法

8.1钢的化学成分分析应按GB/T4336、GB/T20123、GB/T20124、GB/T20125或其他通用方法的规定

执行，但仲裁时应按GB/T223.5、GB/T223.19、GB/T223.23、GB/T223.25、GB/T223.26、GB/T223.40、

GB/T223.62、GB/T223.63、GB/T223.64、GB/T223.72、GB/T223.78、GB/T223.79、GB/T223.