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松虎河特大桥盖梁施工方案

目录

一、工程概况1

三、施工准备2

四、人员及机械设备配置及施工安排3

(一)人员配置3

(二)施工主要设备配置表4

五、施工方案5

(一)盖梁抱箍法结构设计5

(二)盖梁抱箍法施工设计计算6

(三)盖梁施工工艺及方法16

六、质量保证措施20

七、安全保证措施21

八、确保环境保护、水土保持、文明施工的措施22

 

松虎河特大桥盖梁施工方案

一、工程概况

松虎河特大桥位于公安县孟家溪镇和南平镇交界处,线路由南平东南方约3.5Km处跨越省道S226港黄线、松虎河东大堤后跨越松虎河及松虎河西堤,并在K45+500处跨越连片鱼塘。

全长约3.81Km,起讫里程为K42+907.4~K46+720.6。

松虎河特大桥引桥1#~15#、28#~115#墩部分非连续处盖梁平面尺寸均为11.45m×1.9m;而连续处盖梁平面尺寸均为11.45m×1.8m。

盖梁高度均为1.5m,引桥部分共计盖梁206座。

松虎河特大桥主桥16#、27#结合墩盖梁平面尺寸为11.45m×2.2m,上接墩帽;19#墩左幅平面尺寸为7m×2.6m,右幅平面尺寸8m×2.6m;22#墩左幅平面尺寸为8.45m×2.6m,右幅平面尺寸10.2m×2.6m;24#墩左幅平面尺寸为8.45m×2.4m,右幅平面尺寸10.2m×2.4m。

盖梁高度均为1.5m,主桥部分共计盖梁10座。

由于引桥墩柱高差较大最大高差16.7m,墩柱盖梁施工拟采用抱箍法施工。

全桥盖梁砼浇筑量大,总计约6518.3m³,施工任务重,为使该工程按时保质保量完成,特编制此施工方案。

二、编制依据

1、《岳阳至宜昌高速公路石首至松滋段两阶段施工图设计》;

2、《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011;

3、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004;

4、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86;

5、现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等资料。

三、施工准备

交通:

松虎河特大桥起点靠近省道226,沿线施工便道均已打通,交通便利,运输方便。

已做好施工场地的“三通一平”,保证模板安

装、混凝土浇注的相关机械的施工空间,现场已进行施工桩位放样并打桩。

施工用水:

施工用水采用从附近河、塘中引入施工现场,引水距离较长。

跨行车道部分的水管要埋置在地下,以免被行车压破。

施工用电:

拟采用安装一台360KV的变压器,在施工场地内埋设电线杆,按安全要求搭接形成电网、布设电线。

同时,为保证应急需要,准备一台30KW柴油发电机,用于断电或电力供应不足时的大桥墩柱施工;在拌和站布置一台400KW柴油发电机备用于拌合系统等应急用电。

拌合系统:

由项目部自建的2台HZS120型(120m3/h)拌合系统集中拌制,再由4台10m3砼运输车运至施工现场。

加工场地:

钢筋由就近的1#、3#钢筋加工厂加工并由平板运输车运至施工现场,场地硬化,模板现场支护。

模板:

由项目部统一购置的定型钢模板流水施工。

四、人员及机械设备配置及施工安排

(一)人员配置

序号

姓名

职务

备注

1

刘豪

项目总工程师

施工技术、质量、安全

2

李兴勇

项目副经理兼工程部长

施工方案制定及技术交底

3

王贵清

项目安全总监兼质检部长

施工安全质量及环境保护

4

兰志强

项目测量队长

测量工作

5

赵兵

项目试验室主任

试验检测工作

6

孟奇

一分部总工程师

现场管理及资源调配

7

葛云祥

一分部副经理

现场施工技术安全质量

8

赵伟

一分部安质部长

现场质量交底及质量检查

9

李海龙

一分部工程部长

现场施工方案及技术交底

10

汪涛

一分部安全部长

现场安全及环境保护

11

聂成兴

一分部质检工程师

现场质量自检

12

王毅

一分部质检工程师

现场质量自检

13

李勤学

一分部主管工程师

现场技术指导

14

王军

一分部测量员

现场测量

15

郑海

一分部试验员

现场试验检测

墩柱施工期间,为确保工程施工保质按期完成,现将一个施工班组人员施工配置如下表:

序号

工种

人数

备注

1

管理人员

2

2

技术员

2

3

安全员

1

4

测量员

3

5

司机

1

6

模板工

5

7

钢筋工

5

8

砼工

4

9

电工

1

10

修理工

1

11

普工

3

12

电焊工

4

(二)施工主要设备配置表

序号

名称

型号

单位

数量

备注

1

搅拌机

HZS120

2

2

发电机

上柴400kw

1

3

装载机

柳工LW500F

2

4

砼运输车

斯太尔8m³

1

5

砼运输车

三菱8m³

1

6

砼运输车

现代8m³

1

7

砼运输车

金王子8m³

1

8

变压器

630KVA

1

9

交流电焊机

BX1-400

2

10

吊车

25t

1

11

振动棒

50

4

12

发电机

30KW

1

五、施工方案

(一)盖梁抱箍法结构设计

1、侧模与端模支撑

侧模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm,肋板高为10cm,在肋板外设2[14背带。

在侧模外侧采用间距1.2m的2[14b作竖带,竖带高2.9m;在竖带上下各设一条φ20的栓杆作拉杆,上下拉杆间间距2.7m,在竖带外设φ48的钢管斜撑,支撑在横梁上。

端模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm,肋板高为10cm。

在端模外侧采用间距1.2m的2[14b作竖带,竖带高2.9m;在竖带外设φ48的钢管斜撑,支撑在横梁上。

2、底模支撑

底模为特制大钢模,面模厚度为δ8mm,肋板高为10cm。

在底模下部采用间距0.4m工16型钢作横梁,横梁长4.6m。

盖梁悬出端底模下设三角支架支撑,三角架放在横梁上。

横梁底下设纵梁。

横梁上设钢垫块以调整盖梁底2%的横向坡度与安装误差。

与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。

3、纵梁

在横梁底部采用单层四排上下加强型321型贝雷片(标准贝雷片规格:

3000cm×1500cm,加强弦杆高度10cm)连接形成纵梁,长30m,每两排一组,每组中的两排贝雷片并在一起,两组贝雷梁位于墩柱两侧,中心间距253.6cm,贝雷梁底部采用3m长的工16型钢作为贝雷梁横向底部联接梁。

贝雷片之间采用插销连接。

纵、横梁以及纵梁与联接梁之间采用U型螺栓连接;纵梁下为抱箍。

4、抱箍

采用两块半圆弧型钢板(板厚t=16mm)制成,M24的高强螺栓连接,抱箍高1734cm,采用66根高强螺栓连接。

抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力,是主要的支承受力结构。

为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力,同时对墩柱砼面保护,在墩柱与抱箍之间设一层2~3mm厚的橡胶垫,纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。

5、防护栏杆与与工作平台

(1)栏杆采用φ50的钢管搭设,在横梁上每隔2.4米设一道1.2m高的钢管立柱,竖向间隔0.5m设一道钢管立柱,钢管之间采用扣件连接。

立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。

钢管与支座之间采用销连接。

(2)工作平台设在横梁悬出端,在横梁上铺设木板或竹板,木板或竹板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。

平台顶部四周用Ф48钢管搭设高度不小于120cm安全防护栏杆,并挂安全防护网。

(二)盖梁抱箍法施工设计计算

一、设计检算说明

1、设计计算原则

(1)在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。

(2)综合考虑结构的安全性。

(3)采取比较符合实际的力学模型。

(4)尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。

2、贝雷架无相关数据,根据计算得出,无资料可复。

3、对部分结构的不均布,不对称性采用较大的均布荷载。

4、本计算结果不适合于除4#、5#墩盖梁施工。

5、本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。

以做安全储备。

6、抱箍加工完成实施前,必须先进行压力试验,变形满足要求后方可使用。

二、侧模支撑计算

1、力学模型

假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受,Pm为砼浇筑时的侧压力,T1、T2为拉杆承受的拉力,计算图式如图2-1所示。

2、荷载计算

采用内部振捣器时,混凝土浇筑速度在6m/h以下时,作用于侧面模板的最大压力按下式计算:

砼浇筑时的侧压力:

Pm=Kγh

式中:

K---外加剂影响系数,取1.2;

γ---砼容重,由于钢筋砼配筋率大于2%,故取γ=26kN/m3;

h---有效压头高度。

砼浇筑速度v按0.3m/h,入模温度按20℃考虑。

则:

v/T=0.3/20=0.015<0.035

h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.015=0.6m

Pm=Kγh=1.2×26×0.6=19kPa

砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。

则:

Pm=19+4=23kPa

盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑(即砼浇筑至盖梁顶时):

P=Pm×(H-h)+Pm×h/2=23×0.9+23×0.6/2=27.6kN

3、拉杆验算

拉杆(φ20圆钢)上下间距1.2m,上下1.2m范围砼浇筑时的侧压力由拉杆承受。

则有:

σ=(T1+T2)/A=1.2P/πr2

=1.2×27.6/π×0.012=105477.6kPa=105.48MPa<[σ]=160MPa(合格)

4、竖带抗弯与挠度计算

侧模支撑计算图式

设竖带两端的拉杆为竖带支点,竖带计算模型为简支梁计算模型,梁长l0=2.6m,砼侧压力按均布荷载q0考虑。

竖带[14b的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩Ix=609.4cm4;抗弯模量Wx=87.1cm3

q0=23×1.2=27.6kN/m

最大弯矩:

Mmax=q0·l0·2/8=27.6×2.62/8=23.3kN·m

σ=Mmax/2Wx=23.3/(2×87.1×10-6)

=133880≈134MPa<[σw]=160MPa(合格)

挠度:

fmax=5q0l04/384×2×EIx=5×27.6×2.64/(384×2×2.1×105×609.4×10-8)

=0.0061m<ω=l0/400=2.7/400=0.0068m(合格)

同时在模板侧加钢管支撑,以保证模板不变形。

三、横梁计算

采用间距0.4m工16型钢作横梁,横梁长4m。

在墩柱部位横梁设计为特制钢支架,该支架由工16型钢制作,每个墩柱1个,每个支架由两个小支架栓接而成。

故共布设横梁36个,特制钢支架2个(每个钢支架用工16型钢18m)。

盖梁悬出端底模下设特制三角支架,每个重约8kN。

1、荷载计算

(1)盖梁砼自重:

G1=29.3m3×26kN/m3=761.8kN

(2)模板自重:

G2=279kN(根据模板设计资料)

(3)侧模支撑自重:

G3=96×0.168×2.9+10=57kN

(4)三角支架自重:

G4=8×2=16kN

(4)施工荷载与其它荷载:

G5=20kN

横梁上的总荷载:

GH=G1+G2+G3+G4+G5=761.8+279+57+16+20=854.8kN

qH=854.8/14.25=60kN/m

横梁采用0.4m的工字钢,则作用在单根横梁上的荷载GH’=60×0.4=24kN

作用在横梁上的均布荷载为:

qH’=GH’/lH=24/1.8=13.3kN/m(式中:

lH为横梁受荷段长度,为1.8m)

2、力学模型

如图所示。

横梁计算模型

3、横梁抗弯与挠度验算

横梁的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩I=1127cm4;抗弯模量Wx=140.9cm3

最大弯矩:

Mmax=qH’lH2/8=13.3×1.82/8=5.4kN·m

σ=Mmax/Wx=5.4/(140.9×10-6)

=38325≈38MPa<[σw]=160MPa(合格)

最大挠度:

ωmax=5qH’lH4/384×EI=5×13.3×1.84/(384×2.1×105×1127×10-8)

=0.00073m<[ω]=l0/400=2.4/400=0.006m(合格)

四、纵梁计算

纵梁采用单层三排,上、下加强型贝雷片(标准贝雷片规格:

3m×1.5m,加强弦杆高度10cm)连接形成纵梁,长15m。

1、荷载计算

(1)横梁自重:

G6=4.6×0.205×36+2×18×0.205=41kN

(2)贝雷梁自重:

G7=(2.7+0.8×2+1+2×3×0.205)×15=98kN

纵梁上的总荷载:

GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=761.8+279+57+16+20+41+98=1272.8kN

纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q:

q=GZ/L=1272.8/15=84.8kN/m

2、力学计算模型

建立力学模型如图2-3所示。

图2-3纵梁计算模型图

3、结构力学计算

图2-3所示结构体系为一次超静定结构,采用位移法计算。

(1)计算支座反力RC:

第一步:

解除C点约束,计算悬臂端均布荷载与中间段均布荷载情况下的弯矩与挠度

第二步:

计算C点支座反力RC作用下的弯矩与挠度

第三步:

由C点位移为零的条件计算支座反力RC

由假定支座条件知:

∑fc=0

+

(2)计算支座反力RA、RB

由静力平衡方程解得

根据叠加原理,绘制均布荷载(3)弯矩图

弯矩图:

(4)纵梁端最大位移

=-15.2q/EI(↓)

4、纵梁结构强度验算

(1)根据以上力学计算得知,最大弯矩出现在A、B支座,代入q后

MB=4.5q=4.5×84.8=381.6kN·m

(2)贝雷片的允许弯矩计算

查《公路施工手册桥涵》第923页,单排单层贝雷桁片的允许弯矩[M0]为975kN·m。

则三排单层的允许弯矩[M]=3×975×0.9=2632.5kN·m(上下加强型的贝雷梁的允许变矩应大于此计算值)

故:

MB=381.6kN·m<[M]=2632.5kN·m

满足强度要求

5、纵梁挠度验算

(1)贝雷片刚度参数

弹性模量:

E=2.1×105MPa

惯性矩:

I=Ah×h/2=(25.48×2×4)×150×150/2=2293200cm4

(2)最大挠度发生在盖梁端

fmax=15.2q/EI=15.2×84.8/(2.1×108×2293200×10-8)=0.0024m<[f]=a/400=3/400=0.0075m

实际实施时,在最先施工的纵梁上的端部、支座位置、中部等部位设置沉降监测测点,监测施工过程中的沉降情况,据此确定是否需要预留上拱度。

如果需设置预拱度时,根据情况采取按以梁端部为预留上拱度最大值,在梁端部预留2cm的上拱度并递减至墩柱部位的办法解决。

五、抱箍计算

(一)抱箍承载力计算

1、荷载计算

每个盖梁按墩柱设二个抱箍体支承上部荷载,由上面的计算可知:

支座反力RA=RB=5q=424kN

RC=2.625q=2.625×84.8=222.6kN以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算,该值即为抱箍体需产生的摩擦力。

2、抱箍受力计算

(1)螺栓数目计算

抱箍体需承受的竖向压力N=424kN

抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生,查《路桥施工计算手册》第426页:

M24螺栓的允许承载力:

[NL]=Pμn/K

式中:

P---高强螺栓的预拉力,取225kN;

μ---摩擦系数,取0.3;

n---传力接触面数目,取1;

K---安全系数,取1.7。

则:

[NL]=225×0.3×1/1.7=39.7kN

螺栓数目m计算:

m=N’/[NL]=424/39.7=10.7≈11个,取计算截面上的螺栓数目m=11个。

实际采用螺栓大于12个。

故能承担所要求的荷载。

(2)螺栓轴向受拉计算

砼与钢之间设一层橡胶,按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算

抱箍产生的压力Pb=N/μ=424kN/0.3=1413kN由高强螺栓承担。

则:

N’=Pb=1413kN

抱箍的压力由28条M24的高强螺栓的拉力产生。

即每条螺栓拉力为

N1=Pb/44=1413kN/28=51kN<[S]=225kN

σ=N”/A=N′(1-0.4m1/m)/A

式中:

N′---轴心力

m1---所有螺栓数目,取:

46个

A---高强螺栓截面积,A=4.52cm2

σ=N”/A=Pb(1-0.4m1/m)/A=1413×(1-0.4×46/28)/46×4.52×10-4

=23300kPa=23.3MPa<[σ]=140MPa

故高强螺栓满足强度要求。

(3)求螺栓需要的力矩M

1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1

u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数

L1=0.015力臂

M1=0.15×51×0.015=0.115KN.m

2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°

M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2

=0.15×51×cos10°×0.011+51×sin10°×0.011

=0.18(KN·m)[式中L2=0.011(L2为力臂)]

M=M1+M2=0.115+0.18=0.3(KN·m)=30(kg·m)

所以要求螺栓的扭紧力矩M>30(kg·m)

(二)抱箍体的应力计算:

1、抱箍壁为受拉产生拉应力

拉力P1=21N1=21×51=1071(KN)

抱箍壁采用面板δ16mm的钢板,抱箍高度为1.734m。

则抱箍壁的纵向截面积:

S1=0.016×1.734=0.027744(m2)

σ=P1/S1=1071/0.027744=38.6(MPa)<[σ]=140MPa

满足设计要求。

2、抱箍体剪应力

τ=(1/2RA)/(2S1)=(1/2×424)/(2×0.027744)

=3.8MPa<[τ]=85MPa

根据第四强度理论

σ=

=

=39.2MPa<[σW]=145MPa

满足强度要求。

(三)盖梁施工工艺及方法

一施工工艺

1、施工工艺流程

墩柱完成后,经养护达到强度需要后即可开始盖梁的施工。

场地硬化处理→搭设支架→模板拼装→钢筋骨架安装→混凝土浇筑→混凝土养护→质量验收

二施工方法

1钢筋工程

盖梁钢筋绑扎前对加工好的钢筋型号、直径、尺寸,进行检查,合格后方可使用。

钢筋绑扎时要确保钢筋骨架整体外型美观、坚固。

垂直度符合要求。

水平钢筋尺寸间距都满足设计要求,钢筋绑扎应自下而上进行。

 

施工工艺流程图

要严格按图施工,确保不丢筋、漏筋。

安装盖梁钢筋时,应保证其位置准确。

混凝土保护层用垫块予以保证。

混凝土保护层垫块采用同标号砼垫块,施工时采用梅花形布置,间距1米。

盖梁弯起筋应位置准确,绑扎直顺,间距严格按照图纸控制。

钢筋绑扎时,注意盖梁中预埋的抗震挡块及支座垫石钢筋,根据图纸确定预埋的位置准确无误。

在钢筋绑扎前,应先将钢筋间距提前在模板上弹出墨线,定位准确,严格按线施工。

钢筋骨架采用双面焊,焊接长度不能小于5d。

焊缝要饱满,外观平顺圆滑,无气泡、无夹渣、不伤筋,焊缝长度宽度和厚度均要符合规范要求,并将焊渣清除干净。

钢筋搭接焊时,应先进行预弯,保证钢筋轴线一致,注意错开接头截面,同归截面接头数量不得超过50%。

3、模板工程

(1)、模板施工流程

盖梁支架基础处理→搭设支架→调整高程→布设盖梁底模→安装侧模→调整就位→检查验收

为了保证结构物外观质量,采用组合钢模板现场拼装。

拼装时要保证模板的整体稳定性。

在模板搭设过程中,一定要注意侧模和底模接茬处,错茬不能大于1mm,对其进行局部加强,底角用方木顶紧,保证结构物底角平直,棱角分明,无烂根现象。

模板在使用前要对模板的平整度、直顺度进行检查,大板或面板受潮发生翘曲、变形时不得使用。

凡模板不合格的严禁不经处理直接使用。

在立模板前要进行模板的打磨及涂刷脱模剂。

在模板拼装时,接缝一定要严密,模板之间采用平缝,用双面胶密封。

确保两块模板之间没有空隙,防止漏浆。

(2)、支撑方案

在墩柱施工时的硬化场地上进行支架的搭设。

支架采用Ф48钢管搭设作业平台,平台顶用木板或竹排满铺以保证施工作业人员安全,在平台一侧设置宽度为80cm的之字形上人爬梯,爬梯两侧及平台顶部四周用Ф48钢管搭设高度不小于120cm安全防护栏杆,并挂安全防护网。

作业平台与模板支承部分不得相互连接。

盖梁采用抱箍法施工,施工设计及计算见前节。

(3)、注意事项

盖梁模板内侧要保证平整度,不能有砂眼和凹凸面。

模板尺寸与设计图严格一致,保证结构物尺寸。

两块模板拼缝要符合规范要求,使用平缝,模板接缝处,要求错茬高差小于1mm。

在模板支立完毕后,再复测模板顶标高,若不符合可用顶托调节。

模板脱模剂采用统一的优质脱模剂。

在涂刷脱模剂时,要薄而均匀,以保证成品混凝土的表面光洁度。

保护层垫块采用同标号砼垫块,垫块要与主筋绑扎牢固,采用梅花形布置。

在布设垫块时,要尽量减少外露面的垫块,在保证钢筋骨架整体空间位置准确的前提下,尽量少用垫块,以保证结构混凝土的外观质量。

4、混凝土工程

(1)、混凝土拌合及运输

桥墩盖梁混凝土标号为C30。

采用试验室提供的经试验检测合格的混凝土配合比,拌和站集中供应,能保证足够的砼供应。

浇筑前要检查输送管及管接头是否严密,并用水泥浆润滑内壁:

混凝土运送作业须连续进行,在间歇时也需保证泵转动,不得停机,以防输送管堵塞。

(2)、泵送混凝土施工工艺

1)混凝土浇筑按分层法进行现场浇筑,分层厚度为30cm,泵车的布料管由专人负责,控制布料地点并稳定布料管,均匀布灰。

下料应从中间向两边进行,布料管距混凝土面高度不得大于1米。

避免由于落差大而造成混凝土料离析。

避免模板由于混凝土局部量大的集中荷载,支架倾动失稳。

2)混凝土泵送时坍落度控制在12~14cm,分层浇筑,每层厚度不超过30cm,混凝土振捣棒要快插慢拨,振捣棒须垂直或略有倾斜插入混凝土中,使棒头全部没入混凝土中。

边提棒边振捣,至混凝土振捣完成为止。

在出现下列4种情况之一时,表明混凝土已振捣完成:

①混凝土表面停止沉落或沉落不显著;②振捣不再出现显著气泡或振捣器周围无气泡冒出;③混凝土表面呈现平坦水泥浆;④混凝土已将模板边角部位填满充实。

3)在侧模附近振捣时与侧模保持5~10cm间距,且不得直接与钢筋、模板和穿墙螺栓接触。

4)合理安排浇注时间间隔。

每点振捣时间为25秒,相邻层振捣棒入混凝土深度以没入下层5cm为宜。

5)混凝土浇注至顶部浇注至设计高程,放入支座底槽模板,并保证高程。

6)浇注过程中,注意保护各种预埋筋、抗震销座等预埋件,振捣棒绝对不能直接接触预埋件。

(5)、混凝土的养护、拆模

由于盖梁施工均靠近冬季,盖梁浇筑完成后立即加土工布覆盖,按需要搭设大棚,保证所需要的温度至砼达到一定强度。

拆模时要自上而下进行,遵守先支后拆,后支先拆的原则。

拆除边角部位要特别小心,防止混凝土面受到碰击。

拆模后桥台外覆土工布及阻燃草帘。

在拆模同时,将穿墙螺栓拔出台身。

螺栓孔用水泥砂浆填充封堵,要求颜色与墙体整体一致。

六、质量保证措施

1、所用的水泥、砂、石、、外掺剂及混合材料的质量和规格必须符合

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