斜拉桥合拢段施工工艺文档格式.docx

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3、1#塔主梁中跨合拢施工方案图

(一)

(二)

4、1#塔主梁中跨合拢挂篮支点反力图

1、《施工图设计文件》第一册

2、上桥至界石工程项目《技术规范》第二册

3、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

4、《公路工程质量检验评定标准》JTJ071-94

5、合拢段有关变更图及会议纪要

上桥至界石段(重庆境)马桑溪长江大桥主梁边跨29’#块合拢段及中跨30#合拢段是主梁施工难度最大的关键部位,其施工过程中涉及的技术要求、控制措施、施工方案及步骤等直接影响到全桥的安全、质量和外观。

由于主梁边跨合拢段位于0#桥台前悬岩陡壁处,施工条件差,难度大,且主梁边跨28’#块因地势条件影响挂篮底平台不到位,其施工方案超前考虑、施工准备超前安排将是控制西岸总工期的关键。

为此,西岸主梁施工在保证质量、安全的前提下尽量提前,以保证主梁边跨28’#块和29’#块合拢段足够的施工时间。

(一)边跨合拢段

1、结构形式及外形尺寸

根据设计变更图(修31),边跨合拢增设湿接缝1.5m,即边跨29’#块由原设计10.76m改为9.26m(29’#现浇块)+1.5m(边跨合拢段),其中29’#块直接在0#台上布设分配梁和临时支座立模现浇。

由于边跨合拢段是由29’#块梁端取出的1.5m,其部位为标准号块至29’#块实体段的过渡段中的一部分,另一部分为29’#块梁端2.5m,结构均为变截面,标准梁端和29’#块梁端及梁端后2.5m处截面尺寸比较如下:

标准梁端29’#块梁端2.5m截面

梁高300cm356cm450cm

边箱底板厚65cm121cm/

边箱顶板厚25cm63cm125cm

边箱斜腹板厚22cm73cm158.8cm

边箱直腹板厚35cm185cm435cm

边箱翼板厚90cm146cm230cm

合拢段(1.5m)砼为C55,采用微膨胀硅粉砼,其砼方数为43m3。

29’#块(9.76m)砼为C55,采用硅粉砼,其砼方数为932.6m3。

2、劲性骨架

根据设计变更图(补231-1、补231-2)及(修230、231),合拢段劲性骨架主要布置在边箱底板、边箱翼板及顶板,其中每个边箱底板布置2根[320、翼板布置2根[400、顶板布置1根[400,中箱顶板按间距225cm布置5根[200,通过L140、L100角钢布置斜撑以提高骨架刚度,由于主梁结构复杂,设计变更图(补231-1、补231-2)中劲性骨架布置与预应力布置相碰,需调整骨架位置。

3、预应力

29’#块(含边跨合拢段)预应力布置无横向预应力,纵向预应力布置有高强钢丝和钢绞线,其中:

预应力N3’采用24φ5高强钢丝、DM5B-24锚具,数量34索;

预应力4N18、4N19、2N20、2N21、2N22、2N9”采用φ15.24钢绞线,OVM15锚具(N18、N19、N20为OVM15-22锚具、N21、N22、N9为OVM15-25锚具)。

上述预应力均通过边跨合拢段,分别在19’#块、20’#块、23’#块、25’#块和29’#块张拉锚固。

4、斜拉索导管

29’#块斜拉索导管布置在块件翼板至桥面范围内,下锚点通过钢板设置锚箱,斜拉索导管长约4m,可在29’#块现浇砼时一次整体安装预埋。

(二)中跨合拢段30#块

中跨合拢段长2.0m,结构形式及外形尺寸同标准号块,合拢后形成由1#、2#塔两29#块横隔墙间距2.6m的箱形结构,通过29#索承力。

合拢段30#块砼为C55,采用微膨胀硅粉砼,其砼方数为32.0m3。

根据设计图(55、56),合拢段30#块劲性骨架主要布置在边箱底板、边箱翼板及顶板,其中每个边箱底板布置2根[320、翼板布置2根[400、顶板布置1根[400,中箱顶板按间距225cm布置5根[200,通过L125、L100角钢布置斜撑以提高骨架刚度,由于主梁结构复杂,设计图(55、56)中劲性骨架布置与预应力布置相碰,需调整骨架位置。

30#块预应力布置无横向预应力,纵向预应力布置有钢绞线,其中:

预应力10N10、2N11、2N12、2N13、2N14、2N15、2N16、2N17采用φ15.24钢绞线,OVM15锚具(10N10、2N11、2N12、2N13为OVM15-22锚具,2N14、2N15、2N16、2N17为OVM15-25锚具)。

上述预应力均通过中跨合拢段,分别在22#块、25#块、26#块、27#块、28#块张拉锚固。

根据马桑溪长江大桥施工进度情况(1#塔主梁施工较2#塔超前一个号块)和中边跨合拢段施工分工安排,合拢段施工顺序为:

1#塔主梁28#、28’#块、边跨29’#块施工,2#塔主梁27#、27’#块施工

1#塔主梁边跨29’#块合拢段施工,2#塔主梁28#、28’#块、边跨29”#块施工

1#塔主梁中跨29#块施工,2#塔主梁边跨29”#块合拢段施工

1#塔主梁中跨30#块合拢段施工准备,2#塔主梁中跨29#块施工

1#、2#塔梁体系转换形成漂浮,1#塔主梁中跨30#块合拢段施工

(一)主梁中跨28#块、边跨28’#、29’#块施工:

由于0#台位于悬岩峭壁之处,主梁下地势为不规则阶梯形峭壁,其地面标高较主梁边跨28’#块挂蓝底平台标高高出约4m,因此28’#块施工前应挖掘取土,清除地面障碍物,考虑到28’#块施工空间、挂篮底平台拆除场地、边跨合拢段支架布置及29’#块现浇支架布置,0#台桥台前挖掘取土至标高+224.64m,取土方约700~800m3,并在取土范围内标高+224.64m以下开挖浇注基础砼,作为挂篮底平台拆除支点、边跨合拢段支架及29’#块现浇支架基础。

主梁28#、28’#块在挖掘取土至标高+224.64m,边跨挂篮底平台能顺利走行到位后,按标准号块挂篮悬浇施工。

边跨29’#块采取立模现浇,由于29’#后端为实体结构,后端偏重,为保证29’#块支撑稳定,受力明确,合拢过程中能自由伸缩,拟在29’#块后端增设临时支座,临时支座垫石采取钢筋砼结构,支座采取不锈钢板加四氟板,模板支撑体系采取布置支撑在0#台承台上的分配梁和钢管支架,模板利用工地现有的旧钢模改制而成,内模采用组合钢模,底模利用10mm钢板代替。

由于边跨29’#块砼体积较大,现场施工条件差,其砼浇注采取商品砼,搅拌车运输,输送泵泵送,布料机布料。

由于边跨29’#块自重大,约2000余吨,其模板刚度、模板支承体系的强度和刚度均要求较高,且设备数量大,大体积砼浇注降温及温度变形等控制困难。

经设计院同意,边跨29’#块砼分两次浇注,第一次浇注至边箱底板,高约2.0m,第二次浇注完成。

(二)主梁边跨29’#块合拢段施工:

在主梁28#、28’#、29’#块施工完成后,主梁28#、28’#块挂篮后退至27#、27’#块位置,设置平衡重和合拢段替换重,根据监控指令调整索力及线形,同时进行温度变形、塔梁变形测量、拼装边跨合拢段支架、布设分配梁及模板悬吊系统、安装合拢段底模等工作。

根据设计院边跨合拢施工要求,边跨合拢应控制在当时温度最底的条件下进行,以保证通过压重和支架提供的支承反力(拉压约200t)控制主梁标高和线型,完成临时锁梁作业。

为此,在温度最底和索力及线形符合设计要求的前提下,在主梁边跨28’#块下支架抄垫,使主梁边跨28’#块前端形成支承体系,确保温度升高后,限制主梁下挠变形。

至于温度一旦低于锁梁控制温度,主梁上翘产生上拔力,可考虑采取支架基础设锚点和压重综合提供上拔力,设计院应提供锁梁温度及温差要求、相对温差产生的压力和上拔力。

锁梁后应立即在要求的时间内完成劲性骨架的焊接成型作业,并进行温度变形观测,确认锁梁效果达到设计、规范要求后,即可进行模板、钢筋、预应力及斜拉索导管安装作业。

根据温度变形观测,在最佳温度和时间内,完成合拢段砼浇注。

为避免因微小的温度变形造成合拢段梁体出现裂纹,保证合拢处密实,合拢段砼采用微膨胀硅粉砼,其膨胀剂掺量由试验确定。

边跨合拢段锁梁前应拆除主梁29’#块分配梁、支架等约束,使29’#块支承在两个正式支座和两个临时支座上,四个支点形成稳定的支承体系。

由于边跨合拢时因温度变化梁体伸缩推动合拢段及29’#块顺桥向移动,因此合拢段模板必须随梁体共同移动,故合拢段模板应悬挂固定在29’#块和28’#块梁端,支架仅作为28’#块承力结构。

(三)主梁体系转换

在中跨29#块施工完成且29#、29’#索挂设张拉完成后,即可进行主梁体系转换作业,挂设、张拉0#索。

体系转换过程如下:

0#索第一期张拉(索力为解除临时支座约束)→安装主梁0#块横向限位支座→凿除临时支座砼、割除支座钢筋→0#索第二期张拉→索力、线形调整。

(四)主梁中跨30#块合拢段施工:

根据上述合拢顺序,1#、2#塔主梁29#块完成后,2#塔挂蓝后退至28#块,1#塔挂蓝前移至大梁前端伸入2#塔29#块横隔墙处,在大梁前端设临时支点,代替三角架后锚,使三角架分别支承在1#塔29#块和2#塔29#块两个支点上,形成简支体系。

利用该三角架做走道将1#塔底平台走行至30#块合拢段处,通过前后吊带将底平台分别悬挂于1#塔29#块和2#塔29#块上,同时2#塔底平台卸载拆除,1#塔三角架后退至28#块,两塔形成平衡状态。

通过边、中跨设置平衡重或移动边中跨挂篮位置调整边、中跨平衡,调整主梁线型和索力,并进行温度变形观测,在保证索力和线型及控制温度的前提下,焊接锁定劲性骨架。

由于中跨合拢无外力约束,除利用平衡重调整平衡外,不可预见的温度、恒载、施工荷载等造成的变形差异需由足够刚度的劲性骨架承受,因此,锁梁前应加强温度变形观测,摸清温度、标高变化规律,并设置钢筋、预应力、砼替换重,在模拟合拢的条件下,焊接劲性骨架,锁定合拢。

挂篮底平台就位,安装模板、钢筋、预应力。

根据温度、标高变化规律,选择合适的砼浇注时间,使合拢段砼初凝后处于较平稳的温度变化期。

砼采用等量卸载法浇注。

由于2#塔为水上砼工厂,砼生产条件差,30#合拢段砼拟采取商品砼提供,输送泵输送,布料机布料。

边跨合拢施工工艺流程:

边跨29’块支架立模现浇,养护

边跨29’块支架、分配梁拆除

边跨29’#块承力支架转换成两个永久支座和两个临时支座的稳定支承

边跨挂篮后退至27’#块位置

合拢段支架拼装、分配梁、底模布置

主梁索力、线型调整

设置主梁平衡重和边跨合拢段替换重

温度变形观测

28’#块下承力支架抄垫,临时锁梁

劲性骨架焊接,锁梁

安装模板、钢筋、预应力、索导管

钢筋、预应力加工制造

模板调整、砼浇注前检查

砼浇注前准备工作

边跨合拢段砼浇注

替换重相应卸载

养护

中跨平衡重卸载

预应力张拉

砼试件压强度、达90%

29#、29’#斜拉索挂设张拉

斜拉索施工前29’#临时支座卸载

中跨合拢施工工艺流程:

主梁中跨29#块完成(含斜拉索)

0#索挂设张拉、拆除0#块临时支座

安装横向限位支座

2#塔挂篮后退至28#块、1#塔挂篮前行至前吊点支承于2#塔29#块横隔墙

1#塔底平台前移走行至设计位置

2#塔底平台拆除卸载

利用改装的前后吊带提升底平台就位

1#塔三角架后退至28#块

设置主梁平衡重和中跨合拢段替换重

中跨锁梁、劲性骨架焊接

调整立模标高、安装钢筋、预应力

相应替换重卸载

模板、钢筋、预应力检查

砼浇注前检查

中跨合拢段砼浇注

养护、预应力张拉

砼试件压强度、达80%

底平台卸载、挂篮拆除卸载

全桥索力、线形调整

1、边跨主梁29’#块施工

边跨主梁29’#块采取支架立模现浇,由于砼量大,结构复杂,分两次浇注砼,要求模板及支承体系具有足够的强度和刚度,并按大体积砼施工考虑冷却管。

(1)模板及支承体系

a、考虑到29’#块后部为实体砼,重心偏后,为保证号块合拢前支承稳定,在支座后端距离4.0m处增设两个临时支座,临时支座垫石采用C55钢筋砼,承力面1.2*1.2m,高1.5m,植筋于承台砼内,支座采取不锈钢板加四氟乙烯板,其摩擦系数为0.06。

承台上布设I560型钢分配梁和钢管支架(中箱和边箱),利用80*120mm木方支承模板,为便于拆模,型钢间设钢楔。

b、29’#块底模采用δ=10mm钢板铺装,侧模利用索塔旧模板改制,内模及倒角采用组合钢模及部分木模(或竹胶板)组拼,整个模板及支承体系应有足够的强度和刚度,确保砼浇注过程中模板、支架不变形。

c、模板安装顺序:

砼分两次浇注,第一次浇注砼约2.0m;

第二次砼浇注完成。

第一次砼模板:

边箱及实体段底模→斜腹板底模→中箱内侧模及实体段外侧模→底板堵头模板→预应力槽口模板。

第二次砼模板:

斜腹板底模及实体段外侧模→中箱内侧模和顶板底模→底板、斜腹板、直腹板堵头模板→边箱内模及边箱顶板底模→翼板、顶板堵头模板→斜拉索锚座及预应力槽口模板。

d、模板安装精度要求:

标高±

10mm

轴线偏位±

断面尺寸:

梁高+5mm,-5mm

板厚+5mm,0mm

上翼缘宽+0mm,-10mm

相邻模板高低差2mm

e、考虑到边跨、中跨通长预应力张拉,其张拉顶需倒运至边跨号块和中跨号块边箱内,由于中跨、边跨标准号块无进人孔,拟在通长索张拉号块边箱顶板上预留进人孔,作为操作人员通气和传递工具设备及合拢段模板拆除之用。

进人孔采用圆形,直径φ700mm,位置设在顺桥向标准号块中间,横桥向距翼板边缘2.7m处,通长索张拉端号块每个边箱设置一个进人孔。

进人孔钢筋应预留足够的焊接长度,圆形周边增设螺旋筋,以加强其抗裂性能。

预应力作业完成后,应用等强度的砼浇注填充。

(2)钢筋、预应力管道、预埋件

a、由于29’#块钢筋规格数量多,结构复杂,因此施工中除严格按照规范要求进行作业外,尚应根据钢筋编号、数量尺寸、接头布置的要求统筹安排,编制计划下料单,避免损耗。

钢筋根据砼两次浇注分别安装,并按接头要求预留足够的长度,钢筋安装顺序:

边箱底板、斜腹板及直腹板钢筋→实体段低层钢筋→实体段侧面钢筋及翼板钢筋→桥面钢筋。

钢筋与预应力管道、索导管、劲性骨架预埋件发生相碰时,钢筋适当移位。

b、边跨29’#块预应力均通过合拢段,锚固在29’#块尾端,由于合拢段施工在后,故预应力钢索无法在浇注砼前安装,因此29’#块预应力均采取预留管道的方式,即先成孔,后穿索,再张拉预应力。

预应力管道采用波纹管成孔,辅以PV管作为芯棒。

管道应严格按规范要求控制位置偏差,接头及破损处应缠挠紧密,并在砼浇注完成后用压力水冲洗,避免漏浆造成管道堵塞。

c、预埋件包括主体结构预埋件、施工用预埋件。

其中主体结构预埋件有:

预埋钢筋(隔离带、挑梁、栏杆等)、泄水管、索导管、锚垫板;

施工用预埋件有:

劲性骨架预埋件。

(3)索导管安装

由于29’#斜拉索导管长约4m,倾斜角度小,导管顺桥向埋设长度大,导管安装、定位及固定均较前更为困难,其竣工偏差的大小将影响到斜拉索施工质量和成桥安全。

为此,必须制定一套安装、定位、固定措施,确保其偏差符合规范要求。

a、预先在斜拉索导管位置拼装两个钢管支架,作为导管悬挂调整支架。

支架应牢固可靠,并与模板支承体系焊成一体。

b、初步测放导管下口计算中心坐标,用φ20圆钢一端磨尖并通过型钢焊连在分配梁支承体系上,精确复测下口中心坐标并调整圆钢尖端使之就位;

c、汽车吊起吊导管至钢管支架处并通过手拉葫芦悬挂于支架上,利用手拉葫芦调整导管下口中心使之与圆钢尖端重合;

d、测放并调整导管上口中心坐标使之就位;

e、沿导管长度方向利用型钢焊接固定支承至少三个支点,固定支点应保证约束导管三个线位移和三个角位移,且支点结构自身应牢固可靠;

f、砼浇注完成后,即刻复测,必要时利用手拉葫芦拖拉调整使之复位。

(4)梁体砼浇注

a、边跨29’#块砼浇注属大体积砼,采用商品砼,输送泵输送,布料机布料,考虑到29’#块后端为实体砼,其大体积砼采取冷却管降温措施,冷却管布置待与设计院商量后确定。

b、砼采取水平分层、对称均匀浇注。

考虑到29’#块重量大,分配梁布置较密,材料筹集困难,故29’#块分两次浇注,以降低模板支承体系的承载力,减少分配梁布置数量及模板需用数量。

c、由于边跨合拢时因温度变化梁体伸缩推动合拢段及29’#块顺桥向移动,因此合拢段模板必须随梁体共同移动,故合拢段模板应固定在29’#块和28’#块梁端,为此在29’#块及28’#块梁端预埋PE管,作为模板拉杆预留孔,PE管布置通过计算确定。

(5)模板及支架拆除

第一次砼浇注完成并达到设计强度的70%后,可拆除部分模板,以提高模板的使用率。

可拆除的模板有实体段、中箱侧模,模板拆除后上移作为第二次砼模板使用。

砼浇注后冷却管通冷却水及浇水养护至强度达到设计强度的90%,即可退楔卸载拆除支架及模板,卸载时应对称均匀进行,确保29’#块平稳、均匀的通过体系转换支承在两个永久支座和临时支座上。

2、边跨合拢段施工

(1)温度变形控制

合拢段温度变形包括两个部分:

一部分为标高变形,由于温度变化使斜拉索长度变形和主梁结构变形,形成主梁标高上的变化。

根据设计院控制原则,在温度最底的条件下,主梁28’#块通过支架抄垫承力,因温度升高主梁前端下挠通过支架承力(温差20℃压力约200t),且约束条件是最底温度,故主梁前端不可能升高,不须考虑上拔力;

另一部分为主梁长度变形,由于温度变化(升高)热胀冷缩主梁顺桥向伸长,推动合拢段及29’#块移动,因此28’#块承力处设不锈钢板和四氟乙烯板,使边跨主梁(至28’#块)、合拢段、29’#块通过28’#块下承力四氟板滑动支座和29’#块两个永久支座和两个临时支座整体滑移,使边跨主梁沿纵桥向自由变形,避免因主梁伸缩造成合拢段出现受拉裂纹。

考虑到温度变化发生意外情况时(实际温度低于预计的合拢温度时),28’#块前端会产生拉力,根据设计院提供的控制值,即温差20℃拉力约200t,实际操作过程中根据可能的温差产生的实际拉力应由监控单位计算确定。

(2)模板及支承体系

a、由于温度变化使合拢段随同主梁28’#、29’#块顺桥向移动,而合拢段支架及分配梁形成滑移状态较为复杂,因此考虑模板及支承体系悬挂固定在28’#、29’#块上,模板及支承体系随同主梁28’#、29’#块共同变形。

鉴于此因,承力底模均采用塔柱钢模改制,并于钢模下布设钢带以分配砼自重,钢带通过拉杆悬挂固定在28’#、29’#块梁端,因此28’#、29’#块梁端应预留拉杆孔,采用PE管成孔。

b、模板除采用拉杆固定外,考虑到合拢段跨度1.5m,尚需在合拢段1.5m中间增设吊杆,以减少模板跨度变形,吊杆利用桥面布设的加强锁定型钢悬挂,整个模板均固定在悬挂系统上,合拢段支架仅作为主梁边跨承力架和合拢段施工脚手架。

c、模板安装顺序同标准号块,边箱内模采用钢管支架支撑,且模板与28’#、29’#块梁端搭接处应密贴,不得有错台现象,其安装误差应符合规范要求。

d、劲性骨架安装前应将模板吊杆存放在合拢段承力支架上,待劲性骨架锁定后,利用手拉葫芦将模板拖拉就位,安装钢带及拉杆或吊杆。

(3)劲性骨架及加强锁定型钢的设置

a、由于设计变更图(补231-1、补231-2)中劲性骨架布置与预应力布置相碰,需调整骨架位置,部分劲性骨架可能须取消,为加强骨架连接,综合考虑模板悬挂系统,建议在桥面增设部分I560工钢作为加强锁定型钢,故在28’#、29’#块砼浇注时在桥面埋设预埋件作为工钢支点,通过工钢与支点焊接以加强劲性骨架的锁定。

b、劲性骨架应事先按设计图纸预留调整尺寸下料,并焊接成半成品,条件许可的情况下应提前焊接一端,以减少锁梁时劲性骨架的焊接工作量,降低焊接工作时间。

劲性骨架现场施焊工作时间根据温度变形观测确定,要求在最底、稳定的温度下进行,并在温度变形发生前完成。

c、劲性骨架锁定前、后应根据不同的温度、时间进行变形观测,以找出最佳锁梁时间和核实锁梁后计算和实测变形的差异。

(4)钢筋、预应力安装

a、考虑到合拢段梁长仅1.5m,故合拢段纵向钢筋可在28’#、29’#块钢筋预留足够的长度,其接头严格按规范要求错开50%,合拢段钢筋安装时两号块钢筋两两焊连即可。

b、钢筋与预应力、劲性骨架相碰时,适当移动钢筋,但不得切断钢筋。

c、29’#块预应力孔道采取波纹管加芯棒成孔,由于部分预应力为通长索,最长的预应力索达60m,为确保合拢段预应力索安装,避免穿索堵管,通长索在起始号块施工时即下料安装,其多余部分存放在已完成号块边箱内,之后每施工一个号块,预应力索前移6m,直至28’#块。

d、边跨合拢段预应力应安装到位,即在合拢段处将波纹管穿在通长索上,然后将通长索穿过合拢段及29’#块至外露张拉端长度,再浇注合拢段砼。

e、由于通长索下料后在边箱内存放时间较长,故外露钢绞线应用彩条布缠裹保护,拉入预应力孔道前解除。

f、合拢段预应力安装要求同标准号块。

(5)合拢段砼浇注

a、合拢段砼采用C55微膨胀硅粉砼,其砼方数为43m3。

砼要求配料准确,和易性好,不泌水,具有良好的可泵性,初凝时间应控制在5~6小时。

b、合拢段砼浇注时间选择应根据温度变化情况、砼初凝时间、砼浇注工序时间确定,其宗旨是保证砼初凝后处于一个温差相对较小的时间区段内,尽量减少温度带来的不利影响。

c、混凝土分层对称均匀浇注,分层厚度20~30cm,并根据浇注位置和重量相应拆除砼替换重。

d、砼浇注完成后至砼强度达到90%期间,中、边跨荷载不得随意增减,保持原工况不变,避免因荷载变化产生主梁内力变化出现裂纹。

e、砼浇注完成后,应覆盖湿麻袋,并浇水养护,养护时间不得少于7天。

(6)预应力张拉、压浆

a、合拢段砼强度达到设计强度的90%后,即可进行预应力张拉作业,边跨预应力索有带连接器的号块阶段预应力和通长预应力,且均为纵向预应力,合拢段无横向预应力。

b、根据标准号块预应力张拉顺序,合拢段张拉顺序为:

顶板阶段预应力钢绞线张拉→底板阶段预应力钢绞线张拉→顶板通长预应力钢绞线张拉→底板通长预应力钢绞线张拉→张拉顶板阶段预应力高强钢丝。

c、预应力张拉吨位及油表读数、伸长量另见“合拢段张拉工艺”。

张拉质量必须符合规范要求。

d、

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