四新技术的应用.docx
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四新技术的应用
“四新”技术的应用
17.1.1．“四新”的应用
新xx站将建成区域性交通枢纽，同时也将成为xx市的重要标志性建筑之一。
新xx站选址于xx市主城区东部雨花区的黎托乡，距xx市五一市场（城市中心区）9.5公里，东面紧邻浏阳河风光带，西临体育城，南面为森林植物园，北为马坡岭高科技农业园；车站地处浏阳河冲积一级阶地，平均地面高程（黄海高程）36.5m左右，地势平坦开阔，鱼塘密布，沟渠纵横，局部分布有埋藏的古河道。
车站竖向分为出站层、站台层、高架层三个层面，总建筑面积约187084平方米（其中站房面积约137614平方米，站台雨棚面积约49470平方米）；车站轨顶标高为41.5米，站场设计规模为13台26线（其中武广车场8台16线，沪昆车场5台10线）。
按城市轨道交通规划，2号线和3号线垂直铁路线路穿过站区，形成一个集中的换乘中心。
本工程体量庞大，功能复杂，技术含量高，拟在本工程采用以下“四新”技术（包括但不限于）：
（1）灌注桩后注浆技术
新xx站基础形式为钻孔灌注桩，采用后注浆技术。
在灌注桩施工中将导管沿桩钢筋笼外壁埋设,桩混凝土强度满足要求后,将水泥浆液通过导管由压力作用压入桩侧的圆砾及卵石层孔隙中,使得圆砾、卵石和裂隙胶结成一个高强度的结合体。
水泥浆液在压力作用下向四周扩散相当于增加了端部的直径;群桩区域所有的浆液连成一片,使得卵石层成为一个整体,从而使得原来不满足要求的卵石层满足结构的承载力要求。
在钻孔灌注桩施工过程中,孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合,降低了摩擦系数,以上几点都影响到灌注桩的侧壁摩阻力。
浆液压入后沿着桩身和土层的结合层上返,消除了泥皮,提高了桩侧摩阻力。
本工程站房、站台无柱雨棚和高架桥共计1578根。
其中站房基础桩为998根、站台无柱雨棚基础桩为192根，桩径为φ0.6m、φ0.8m，桩长20m、23m；桥梁基础桩为388根，桩径为φ1.25m、φ1.6m，桩长33.5m～36.5m。
站房部分，桩径φ0.6m的抗拔桩工程量为12320m，桩径φ0.8m的抗拔桩工程量为828m，桩径φ0.8m的抗压桩工程量为9844m。
站房高架桥部分，桩径φ1.25m的桩工程量为8578m，桩径φ1.6m的桩工程量6499m。
（2）高性能混凝土技术
为确保桥梁等主要承重结构能满足100年耐久年限的要求，桥梁及主体结构所用的高性能混凝土，必须符合国家和部门的有关标准和严格遵守《客运专线耐久性工程施工质量验收暂行标准（铁建设[2005]160号）》的技术要求。
混凝土结构的使用寿命主要与其内部的组成和结构有关，也与所处环境的腐蚀性介质有关。
混凝土的使用寿命首先决定于其抗渗性。
抗渗性高的混凝土，水分、有害介质不易渗透到混凝土内部，就不会造成混凝土的腐蚀、钢筋的生锈与破坏。
而高抗渗的要求来看，最重要的参数是水灰比。
其次是胶凝材料与骨料。
胶凝材料（包括超细粉）是否能抵抗腐蚀介质的侵蚀，胶凝材料中碱的含量，骨料是否具有碱活性。
在本工程施工中，我公司将应用中铁建工集团有限公司深圳分公司搅拌站与清华大学土木系、深圳市恒高混凝土实业有限公司联合开发的高性能与高强度混凝土（强度等级C100、耐久性100年的混凝土）新技术.
（3）预应力技术
现浇桥梁结构及+1.25m站台层现浇钢筋混凝土结构梁、板均采用预应力结构，其中+1.25m高架候车层梁为有粘结预应力，部分板为无粘结预应力结构，预应力筋共计514.39吨。
预应力钢筋采用φs15.2低松弛钢绞线,强度标准值为1860MPa钢绞线,张拉端锚具采用夹片锚具,锚固端锚具采用挤压锚具,质量应符合国家标准,其中锚具锚固性能应达到：
锚固效率系数不低于0.95,总应变不低于2.0％。
混凝土等级为C40。
（4）钢与混凝土组合结构技术
本工程E～Q/6～17轴范围内66根柱采用了钢骨混凝土组合结构，主要有三种截面形式的钢骨柱，分别是GGZ1、GGZ2、GGZ3，GGZ1、GGZ2柱内钢骨采用40mm厚“口”型截面，GGZ3柱采用异形截面。
（5）粗直径钢筋直螺纹机械连接技术
本工程φ22直径以上钢筋连接采用直螺纹机械连接技术，粗直径钢筋直螺纹机械连接技术是通过不同工艺方式将钢筋端头加工成螺纹，再用带有内螺纹的连接套筒将两根待接钢筋连接起来。
直螺纹接头的特点质量稳定，性能可靠，接头可达到行业标准I级的要求。
另外，现场可实现提前预制，在连接作业面施工方便、快捷。
钢筋连接的工艺质量检查直观可靠。
（6）超长无缝结构施工技术
xx站出站层底板混凝土结构长度达191.25m，站台层现浇混凝土板长度达249m，建筑面积及单向建筑长度均非常大，设计要求不设置永久变形缝，这对结构尤其是混凝土施工要求非常高。
⑺钢结构技术
①厚钢板焊接和铸钢节点焊接技术
本工程钢结构最大板厚达到60mm，为解决厚钢板的焊接问题，材料方面应采用有z向性能要求的钢板；焊缝形式应合理设计，以减小层状撕裂；焊接材料采用低氢型焊条；焊接工序要选择合适的预热温度与焊后热控制，并严格控制焊接顺序。
铸钢节点与钢结构的焊接连接是本工程施工的一个重点，所有树形柱均设置了铸钢连接节点，支撑着整个站房屋面网架和站台雨篷钢架。
焊接时应选用高级电焊工进行焊接，先由技术部门组织进行焊接工艺评定，采用合理的焊接材料、焊接机械、焊接方法进行试件的焊接，完成后进行超声波检测，并对焊接区域进行力学试验和化学分析，确定合理的焊接工艺，制作焊接操作指导书，以指导焊接工作的实施。
②钢结构CAD设计与CAM制造技术
CAD技术包括：
各类钢结构的建模、计算分析（平面与三维空间分析）、节点设计（框架的粱柱节点、柱脚节点，桁架的杆件连接节点、支座节点、牛腿节点、支撑节点）与施工图的绘制（各类钢框架、桁架、网架、粱、柱等结构与构件）
钢结构CAM用于钢结构的辅助制造技术，包括杆件与板材的优化下料，钢管相贯节点下料及网架与网壳杆件与节点的计算机辅助加工，随着CAM技术的发展，将对钢结构加工技术的进步起到积极作用。
③大跨度、大空间钢结构网架体系施工技术
本工程主站房屋盖采用大跨度空间网架结构，高架候车厅采用钢桁架结构，站房屋盖最大安装标高达到39.2米，施工投影面积181m×307m，钢结构总量约20000吨。
桁架单榀最大跨度49米，最大重量150吨。
网架屋面为波浪形焊接球型网架体系，部分区域设置跨度45米的张弦梁结构。
结构体系复杂，施工难度较大。
经过多方论证，本工程采用大型履带吊机分段分单元吊装的方法进行安装。
（8）安装工程应用技术
①地源热泵系统
本工程的部分空调采用地源热泵系统，该系统为节能型环控系统，地源热泵系统示意见图17.1.1-1。
图17.1.1-1水源热泵系统示意图
②虹吸式雨水排水系统虹吸雨水排放系统起源于欧洲，随着国内经济的快速发展，近年来大跨度、大面积屋面的建筑物日益增多。
传统的重力式雨水系统因受自身特点的限制，已无法适应现代建筑发展的要求。
虹吸雨水系统在国内迅速的推广与应用开来。
虹吸式雨水排水系统和重力式雨水排水系统系统的工作原理完全不同，在二种不同水力条件下工作，系统中各部件的功能要求是不一样的，系统也有其相应的一套计算方法。
虹吸式屋面雨水排水系统的最大改进和技术进步是开发了一种具有良好整流功能的雨水斗。
虹吸式屋面排水系统的管道在设计降雨强度下呈负压，管材的选用应考虑承受负压的能力，但在比较小的降雨强度或降雨过程的末期，降雨量减小，排水管道内的真空被破坏，排水系统会从虹吸压力流的工况转向重力流。
③管线布置综合平衡技术
本工程功能复杂，安装工程涉及到给排水、电气、通风空调、智能化等诸多安装专业的管线布置和安装。
为保证安装工程管线布置的科学合理，拟在本工程施工过程中采用管线布置综合平衡技术。
统一协调本工程所有管线布置，优化各系统的管线安装。
（9）建筑节能和环保应用技术
主站房中央采光带采用采光屋面板，达到自然采光作用，最大限度节约能源。
空调采用地源热泵系统，土壤源换热器采用垂直埋管技术。
内隔墙墙体采用新型墙体材料——加气混凝土砌块，有效降低建筑能耗。
（10）施工过程监测与控制技术
①主站房的施工测量主要采用直角坐标法和全站仪极坐标法相结合的联合测量法来控制。
②立体监测网络进行本工程路基沉降变形监测、桥墩沉降观测、钢结构安装过程监测等。
（11）建筑企业管理信息化技术
项目部内部建立局域网覆盖整个施工区,与设计业主、设计方相连，方便各方信息交流和数据传输，接入10M光纤专线，直接联入互联网，建立防火墙、VPN通道，使项目部与业主公司网络建立VPN加密通道，主控数据传输、访问的可控性和安全性，满足业主关于使用“铁路建设项目管理系统”的要求，在施工区建立现场视频监控系统，通过网络传输，可在项目部内部局域网，总承包单位总部、甲方或铁道部有关单位监控到主要施工区域的情况。
建立视频会议系统，主控总承包单位之间和甲方或铁道部等上级部门之间可视频会议。
通过建立网络办公系统可为项目部、甲方、监理等单位管理人员提供快捷的沟通渠道。
（12）车站大桥与站房结构合一的综合结构施工技术
本工程为铁路桥梁与站房结合的建筑，为实现“上进下出”的设计理念，xx站站台层设计标高1.25m，出站层在下部，设计标高为-9.25m。
站房中部有8座30.9+49+30.9三跨预应力钢筋混凝土梁，与三跨连续梁之间的现浇混凝土板共同组成车站站台层。
在施工过程中需综合考虑桥梁和站房的施工部署和工艺，使主体工程施工科学合理。
17.1.2.科研工作计划
针对本工程技术含量高、施工难度大的特点，加强科研攻关和加大科研工作投入对确保安全、提高工程质量、缩短工期等有着举足轻重的作用。
（1）灌注桩后注浆技术属于新型施工技术。
针对该项目，成立QC质量攻关小组，进行施工研究，确保施工质量。
（2）针对线上高架候车层施工受车站大桥施工后沉降或桥梁残余徐变上拱的影响,成立专门的科研攻关小组，负责监测方案的策划、实施，应用信息化手段采集和分析数据，及时制定应对措施，消除不良影响，保证施工质量。
（3）组成钢结构科研攻关小组，对大跨度波浪形曲面网架结构安装过程的各工况进行技术监测、分析、论证，在确保施工过程安全的前提下，保证吊装单元结构的稳定性和工作状况的符合性。
对钢结构的吊装、焊接及释放工装后的变形进行测量监控，并反馈信息与后续工作，使之满足设计要求。
（4）由项目总工程师组织对每项“四新”技术均建立专门的科研攻关小组。
从前期技术攻关、方案选择，到过程监控、调整、资料收集，到后期成果总结，定责任人、定工作计划、定完成时间。
（5）加大对科研工作的投入，设立科研经费专用账户，做到科研经费专款专用。
（6）总工程师每季度末对各项科研工作进行一次检查、监督；在技术攻关阶段应加强监督和指导，对重点、难点项目要参与其中。
（7）过程中收集好各种记录、声相资料。
（8）项目完成后要及时进行技术总结，并形成科研成果，并推广应用。
17.2.项目信息化管理
根据中铁道部信函［2005］14号“关于做好铁路建设项目管理信息系统实施准备工作的通知”和铁计函［2005］341号“关于加快铁路建设项目管理信息系统建设的通知”的有关精神，结合本工程的特点，建立新建铁路新xx站及配套工程项目管理信息系统。
17.2.1.项目部局域网建立
在项目部办公区进行网络综合布线，采用超五类UTP双绞线，每个办公区域留有足够的信息点以便后期扩充，交换机采用10\100M可网管系统，保证100M高速连接到桌面。
设立网络室，所有硬件设备集中安装网络机柜，并采用UPS统一供电。
保证设备安全便于管理。
采用微软WINDOWS网络操作系统组网，并建立专用的数据库及文件服务器，使用IBMEserverX系列服务器，并采用RAID（磁盘冗余阵列）系统保证数据存储安全。
局域网内部连接业主、设计、监理、总承包方的计算机系统，规划内部IP地址，按部门或专业进行内部子网划分，各子网间实现有控制的安全互访和资源共享，方便各方的信息和数据的传递交流。
见图17.2.1-1：
图17.2.1-1项目部局域网示意图
17.2.2.互联网接入和防火墙VPN系统的部署
17.2.2.1.互联网接入
项目部的互联网接入使用电信或铁通公司的10M光纤专线，直接接入INTERNET骨干网，保证项目人员高速访问互联网并获取资源。
申请固定公共IP地址，建立相应的应用服务系统（如：
网站、FTP服务等），方便与外界沟通。
17.2.2.2.防火墙安装
为了加强局域网的安全管理，在局域网出口安装AMARANTENF100防火墙，同时作为外网接入设备，该防火墙功能强大，内置6个10/100M端口，高达200M的数据吞吐量、支持200，000个并发连接。
同时该设备具有NAT、SAT地址转换、状态检测、多DMZ区保护、流量管理、远程管理、带宽控制等功能。
安装防火墙后，可以有效保护内部网络、阻断外部非法攻击、监控网络使用状态，极大地提高了网络安全，便于网络监控和管理。
17.2.2.3.VPN通道建立
AMARANTENF100防火墙还内置VPN模块，该VPN模块具有95MbpVPNT吞吐量，最大并发隧道数大于10条，最大并发连接数大于5000条，支持多种加密认证算法，3DES加密速率大于4M/S。
可以和大多数VPN设备互联，如CISCO、NETSCREEN等产品。
利用该防火墙的VPN功能模块，可以和武广铁路客运专线有限责任公司网络建立VPN加密通道，形成通过公共网络的私有专用加密通道。
利用VPN规则建立内部访问控制策略，保证数据传输、访问的可控性和安全性。
项目部工程施工人员可以像使用内部局域网一样访问武广铁路客运专线有限责任公司内部网络，同样，项目部也可以和施工总承包单位网络建立VPN通道，及时获取存放于施工总承包单位总部远程网络服务器上的相关技术资料，为施工生产提供技术支持。
对于移动办公用户，我们采用VPN客户端软件方式，即在移动用户的笔记本电脑上安装VPN客户端软件并分配帐户和密码，使移动用户在任何地点都可以访问内部计算机网络。
17.2.2.4.施工工区的网络建立和互联网接入
现场施工管理必须形成统一的互联网络系统，使每个施工工区纳入局域网络，构建统一的网络办公环境。
因此，需要在每个工区建立独立的局域网络，然后接入项目部局域网。
根据接入条件，可选择ADSL、城域网接口、二级网络接入商端口等方式。
安装AMARANTENF50防火墙，和项目部建立VPN通道，并统一规划IP地址和网段纳入项目部网络系统。
工区相关人员可以通过本地互联网接入访问INTERNET,同时也可以通过VPN通道访问项目部和武广铁路客运专线有限责任公司内部网络，满足使用“铁路建设项目管理系统”的要求。
见图17.2.2-1：
图17.2.2-1安装防火墙并建立VPN通道后的网络示意图
17.2.3.现场视频监控系统的建立
17.2.3.1.视频监控系统介绍
在工程施工单位，迫切地需要利用网络技术将传统的视频监控技术和生产管理有机结合起来，实现随时随地对施工现场进行监控，适时地看到工程施工进度、作业面情况，及时监控现场作业人员的操作规范程度等等。
为现场施工管理人员提供便捷有效的监控和管理技术手段，同时通过互联网络，使远程用户也可以及时看到现场情况，为施工单位和有关管理单位提供了有效的监控管理途径。
我们已经具有在大型施工项目中实施现场远程监控系统的成功经验。
在新建铁路新xx站及配套工程的施工工地，我们将全面实施远程网络视频监控系统，（iDRS分布式网络远程监控系统），该系统技术先进，使用简便，功能强大。
该系统的应用必将为新xx站及配套工程施工现场的管理带来一次飞跃性的变革。
iDRS分布式网络监控系统采用H/WH.264压缩技术，可以在网络带宽不理想的状态下传输清晰的视频图像。
系统中的核心设备采用iDRS-6000S系列数字硬盘录像主机iDRS-40xC系列网络视频服务器。
数字硬盘录像机能够同时处理24通道视频的显示及同步录像，性能优越。
前端摄像机采用SONY一体化摄像机BN-5600系列产品，该款摄像机具有光学27倍、数字10倍的变焦能力，水平360°连续旋转，垂直90°旋转，低照度摄像等功能。
该监控系统的实施后主要功能简介如下：
（1）现场实时监控
该监控系统和项目部网络系统集成后，在本地网络任意计算机上可以安装客户端软件或以IE浏览器的方式打开监控画面，获得高清晰的现场实时图像画面，可单画面、多画面分割、多路轮循等多种显示方式，并可以对镜头进行全方位控制。
（2）录像存储和检索回放
采用H.264高压缩技术，大大提高了压缩比及网络传输效果，对每路检控均可以实时录像。
系统可按日程表设置定时连续录像、视频移动录像和手动录像等多种模式。
我们在新xx站的监控设计中，对每路检控镜头进行一周的循环录像，可以迅速、精确检索需要的录像资料，进行历史影响资料追踪。
（3）远程网络监控
远程用户可以在施工现场以外的任何地点，通过网络访问现场的视频服务器，观看到现场的施工图像。
访问方法有两种：
安装客户端软件，或者通WEB方式使用浏览器观看。
远程联网具备本地端主机的所有功能，包括远程图像实时监看、远程调看录像资料、远程遥控云台镜头、还可通过网络对各网点录像主机的系统参数进行设置等。
（4）权限管理
可在网络硬盘录像机设置网络分控端的分控权限，通过不同密码使控端享有不同操作权限，以区分管理层次，加强管理的安全性。
实施后的新xx站网络视频监控系统逻辑结构图见图17.2.3-1：
图17.2.3-1网络视频监控系统逻辑结构图
17.2.3.2.视频监控系统实施措施
根据本工程特点，安装监控镜头的区域包括：
施工区、工地入口、物资库、材料堆放场地、生活区工作区、停车场等。
其中，对于较大作业面区域，安装多个监控镜头，配合镜头旋转覆盖所有施工区域。
前端摄像机的安装采用有线加无线的方式，增加监控灵活性。
以下为总承包单位总部使用的IE浏览器远程监控界面：
见图17.2.3-2、17.2.3-3。
图17.2.3-2单画面监控
图17.2.3-3四画面监控
17.2.4.视频会议系统的建立
专用视频会议室硬件包括安装投影系统、会议音响系统、视频采集设备、录像设备、视频会议终端等。
施工总承包单位已经建立专用视频会议系统（V2conference），并积累了丰富的应用经验。
该系统所具有的协作功能使交流更加全面充分,如电子白板、文档共享、协同浏览、桌面共享等。
V2conference视频会议系统支持多会议室方式，即同时可以进行多个会议而相互独立互不干扰。
会议组织方式包括主席主持模式、共同讨论模式两种。
利用专用视频会议系统，项目部可以与施工总承包单位总部随时召开视频会议。
也可以登录到武广铁路客运专线有限责任公司以及上级的视频会议系统，在现场参加武广铁路客运专线有限责任公司以及铁道部等上级部门召开的视频会议。
在新建铁路新xx站及相关工程施工期间，项目部将充分利用视频会议系统及时召集相关专家及工程技术人员，随时召开现场方案论证、工程调度、技术研讨等会议，全方位利用集团公司的技术力量来为新xx站的施工建设提供支持。
视频会系统结构图见图17.2.4-1、17.2.4-2：
图17.2.4-1视频会系统结构图
图17.2.4-2会议画面
17.2.5.网络办公系统应用
施工总承包单位将在本项目实施网络协同办公平台系统，协同办公平台由即时消息系统、信息发布系统、收发文管理等系统组成。
平台用户在任何地点和时间都可以认证登录协同办公系统，随时收发信息和文件，使集团日常办公业务可以在网络上快速完成。
同时建立邮件系统、FTP系统，项目有关人员也可以利用该系统进行有效的信息沟通和联络。
新建铁路新xx站及配套工程项目部成立后，给项目每个管理人员建立办公平台帐号和密码，使项目人员登录办公平台系统进行协同办公提高办公效率。
同时，也将为甲方、监理有关人员建立办公平台帐号，提供便捷快速的沟通渠道。
网络协同办公系统界面简洁、使用便利，以下为相关应用系统界面。
见图17.2.5-1、17.2.5-2、17.2.5-3。
图17.2.5-1工作管理系统界面
图17.2.5-2文件管理系统界面
图17.2.5-3即时消息对话界面
17.2.6设备清单
17.2.6.1.网络系统，见表17.2.6-1。
表17.2.6-1网络系统设备表
序号
产品名称
型号及说明
数量
1
UTPCAT5E双绞线
AMP
5
2
网络机柜
安腾（2米）
1
3
24口配线架
AMP
3
4
超五类信息模块
AMP
50
5
信息插座面板
AMP单口
160
6
服务器（IBM）
X236-IVC
2
7
中心交换机
AvayaP130
2
8
二级交换机
D-Link1024R
4
9
项目部防火墙
阿姆瑞特F100
1
10
施工工区防火墙
阿姆瑞特F50
2
11
10M光纤接入
17.2.6.2.视频会议系统，见表17.2.6-2。
表17.2.6-2视频会议系统设备表
序号
产品名称
型号及说明
数量
1
投影仪
SANYOST3000
2
2
投影幕
红叶（150寸）
2
3
会议音响系统
舒尔
3
4
视频会议主机
多媒体计算机
3
5
视频采集卡
Osprey230
3
6
摄像机
SonyD70S
3
7
三基色会议照明系统
飞利浦
3
17.2.6.3.网络视频监控系统，见表17.2.6-3。
表17.2.6-3网络视频监控系统设备表
序号
产品名称
型号及说明
数量
1
数字硬盘录像机
IDRS-6020
2
2
彩色转黑白一体化摄像机
LCL-187
16
3
9寸室外全球型云台
BN-5609WAD
16
4
壁装/吊装全球云台支架
BN9001
16
5
485C-RS232
控制线转换器
1
6
屏蔽线（2芯控制线）
IVP22*1.0
2000
7
视频同轴电缆（粗缆）
SYV-75-9
2000
8
单模光纤
6芯
1000
9
光纤收发器（光纤转同轴）
BN-V102
3
10
无线视频收发器
BN-01VS
3
11
视频放大器
SZ-201
3
17.3合理化建议
新建xx站工程面积大，工程量大，专业工种多，科技含量高，工期紧张，施工难度大。
根据我公司承包类似工程的施工经验，对本工程提出如下建议：
建议一：
地铁土方工程由总包单位负责施工。
站房与地铁箱涵同时施工，地铁土方开挖与站房土方开挖是不可分割的整体，两部分土方很难做到独立开挖；地铁与站房交界处，在土方开挖至桥台底时，需做基坑支护，之后再继续进行地铁土方开挖，工序衔接非常紧密，相互制约、相互影响，因此，建议土方工程由站房总承包施工单位完成，以便于施工管理，加快施工进度。
建议二：
利用现代“高科技电子检测设备”进行电气防火检测。
在电气验收过程中，为保证整栋建筑供电的安全性和可靠性，在传统电检的基础上，对建筑物利用现代“高科技电子检测设备”进行电气防火检测。
在“不停电、非接触”的情况下，运用红外激光测温仪、红外热电视、红外热成像及超声波探测技术对进行电气防火检测，准确发现电气火灾隐患和消防设施隐患。
对所有检测数据参照国家有关规定进行分析甄别，为业主及消防监督部门提供详实准确的检测报告，检测报告将为业主加强自身消防安全工作提供科学依据。
17.4.工程保险
17
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