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蒲黄榆路张拉方案

蒲黄榆路(南四环-南三环)道路工程1#合同段

张拉方案

一、工程概况

1、工程概况

蒲黄榆路(南四环-南三环)道路工程1#合同段,跨越南四环主路。

桥梁上部结构为《4×30(参考值)》米现浇预应力混凝土连续箱梁,下部结构为柱式墩,肋板式桥台,灌注桩基础。

桥梁全长(126.06参考值)米,南四环主路双向车道,侧位分离式断面,桥宽均为渐变。

现阶段主要进行蒲黄榆路(南四环-南三环)道路工程1#合同段桥现浇梁预应力张拉的施工。

2、施工及验收规范

«公路桥涵施工技术规范»(JTJ041-2000)

«公路工程质量检验评定标准»

进度安排:

计划2009年10月12日开工,2010年10月15日完工。

二、主要材料

箱梁预应力钢绞线采用抗拉标准强度fpk=1860Mpa,松弛率为小于2.5%的高强度低松弛钢绞线ΦS15.24mm,«预应力混凝土用钢绞线»(GB/T5224-2003)的标准;锚具标准应符合«预应力筋用锚具、夹具和连接器»(GB/T14870-93)中的Ⅰ类,并应满足应力幅度为120Mpa动载试验,经过200万次荷载循环无断丝;现浇箱梁采用塑料波纹管。

三、设备的选定

1、千斤顶的选用:

根据设计提供的张拉力以及预应力锚具厂家提供的锚具与张拉用千斤顶的关系决定使用,250T级千斤顶(YCW250),150T级千斤顶(YCW150)。

2、油泵的选用:

根据预应力锚具厂家提供的数据决定使用ZB4-500油泵。

3、油表的选用:

根据预应力机具使用的规定选用1.6级直径60mm和直径100mm的油表。

4、油表读数:

利用内插法计算油表读数。

四、施工注意事项:

现浇箱梁张拉时须在现浇混凝土强度达到设计强度的100%时方可进行张拉。

箱梁预应力钢束张拉顺序严格按照图纸设计说明施工。

钢束张拉前应进行摩阻试验,并经试验结果告知设计,如与计算不符,应根据实测值调整张拉应力。

五、预应力钢束伸长值计算:

箱梁预应力筋伸长值采用交通部公式:

l=(Pp·L)/(Ap·Ep)

Pp=P·(1-e–(kx+θ))/(kx+θ)

ΔL————预应力钢绞线伸长值;

P--------预应力钢材张拉端的张拉力,单位N

Ap---------预应力钢材截面积,单位mm2

Ep---------钢绞线的弹性模量,EA=1.95×105Mpa

————-孔道摩擦系数;=0.13(待定,具体由现场孔道摩阻试验实测)

k————孔道偏差系数;k=0.0014

θ————曲线孔道累计转角之和,rad

L————钢束有效长度,m;

X————-曲线孔道长度,m。

e--------常数e=2.71828183

以下内容仅供参考:

预应力筋伸长值

钢束:

L(m)

X(m)

K

μ

θ

EA

ΔL(mm)

NY1

0.0014

0.13

1.02605

1.95×105

NY2

0.0014

0.13

1.02605

1.95×105

NY3

NY4

●N1钢束伸长值:

①Fj=1628.8KN=1628800N;

②X=119.987m;LT=119.987+2=121.88m;

③θ=12.32177/180*3.14=0.0218rad;

④AP=140mm2×9=1260mm2;

⑤Ep=1.95×105N/mm2;

⑥kLT+μθ=0.0014×121.88+0.13×0.0218=0.173466;

⑦1-

=0.157;

=

=106mm。

●N2钢束伸长值:

①Fj=1054.8KN=1054800N;

②X=15.57m;LT=15.57+1.2=16.77m;

③θ==5.72481/180*3.14=0.0998rad;

④AP=140mm2×6=840mm2;

⑤Ep=1.95×105N/mm2;

⑥kLT+μθ=0.0014×16.77+0.13×0.0998=0.036452;

⑦1-

=0.035795

=

=105mm

预应力筋伸长值

钢束:

L(m)

X(m)

K

μ

θ

EA

ΔL(mm)

NY1

16.76

15.56

0.0014

0.13

1.02605

1.95×105

106

NY2

16.77

15.57

0.0014

0.13

1.02605

1.95×105

105

NY3

NY4

●N1钢束伸长值:

①Fj=1054.8KN=1054800N;

②X=15.56m;LT=15.565+1.2=16.76m;

③θ=4.29517/180*3.14=0.075rad;

④AP=140mm2×6=840mm2;

⑤Ep=1.95×105N/mm2;

⑥kLT+μθ=0.0014×16.76+0.13×0.075=0.03321;

⑦1-

=0.032668;

=

=106mm。

●N2钢束伸长值:

①Fj=1054.8KN=1054800N;

②X=15.57m;LT=15.57+1.2=16.77m;

③θ==5.72481/180*3.14=0.0998rad;

④AP=140mm2×6=840mm2;

⑤Ep=1.95×105N/mm2;

⑥kLT+μθ=0.0014×16.77+0.13×0.0998=0.036452;

⑦1-

=0.035795

=

=105mm

预应力筋伸长值

钢束:

L(m)

X(m)

K

μ

θ

EA

ΔL(mm)

NY1

16.76

15.56

0.0014

0.13

1.02605

1.95×105

106

NY2

16.77

15.57

0.0014

0.13

1.02605

1.95×105

105

●N1钢束伸长值:

①Fj=1054.8KN=1054800N;

②X=15.56m;LT=15.565+1.2=16.76m;

③θ=4.29517/180*3.14=0.075rad;

④AP=140mm2×6=840mm2;

⑤Ep=1.95×105N/mm2;

⑥kLT+μθ=0.0014×16.76+0.13×0.075=0.03321;

⑦1-

=0.032668;

=

=106mm。

●N2钢束伸长值:

①Fj=1054.8KN=1054800N;

②X=15.57m;LT=15.57+1.2=16.77m;

③θ==5.72481/180*3.14=0.0998rad;

④AP=140mm2×6=840mm2;

⑤Ep=1.95×105N/mm2;

⑥kLT+μθ=0.0014×16.77+0.13×0.0998=0.036452;

⑦1-

=0.035795

=

=105mm

1、主梁预应力钢束采用标准强度为fpk=1860Mpa低松弛高强钢绞线。

张拉控制应力σk=1302Mpa,钢束采用15-9型锚具,每束张拉力为1628.8KN,主梁采用后张法两端对称张拉工艺。

孔道摩阻系数按0.16计算,张拉时以实测数值为准。

2、张拉程序:

0→σ0.15→σ0.30→1.0σk→持荷2分钟锚固。

根据千斤顶及油表一一对应关系可得适用公式:

Y=0.0329X+0.5536,当施加应力为总应力的0.15时,σ0.15=1054.8×0.15=158.22KN,根据千斤顶与油表对应公式Y=0.0329X+0.5536可得σ0.15对应压强值为5.76MPa,依次可得σ0.30对应压强值为10.96MPa,1.0σ对应压强值为35.26MPa。

根据千斤顶及油表一一对应关系可得适用公式:

Y=0.033X+0.5607,当施加应力为总应力的0.15时,σ0.15=1054.8×0.15=158.22KN,根据千斤顶与油表对应公式Y=0.033X+0.5607可得σ0.15对应压强值为5.78MPa,依次可得σ0.30对应压强值为11.0MPa,1.0σ对应压强值为35.37MPa。

3、箱梁、3号墩横梁预应力钢束张拉顺序为:

(1)、搭设预应力混凝土连续箱梁支架,浇筑混凝土。

(2)、混凝土强度达到100%后,依次对称张拉主梁钢束N1,N2,N3,N4;

(3)、拆除临时支撑。

⑷、施工桥面铺装、安装路缘石及防撞栏杆。

4、张拉完毕后孔道应及时灌浆,灌浆采用真空灌浆。

5、现浇箱梁张拉断面:

现浇箱梁,横断面

现浇箱梁,横断面

现浇箱梁,横断面

注:

编号1为第一批张拉钢束,编号2为第二批张拉钢束,编号3为第二批张拉钢束,编号4为第二批张拉钢束,张拉端分别布置在箱梁两侧,张拉时采用两端对称张拉。

6、适用结构部位:

蒲黄榆路(南四环-南三环)道路工程1#合同段桥箱梁。

六、预应力施工基本要求:

1、进场后先核对其要张拉的施工的部位与图纸是否相符。

2、进场设备必须是在标定有效期内。

3、预应力张拉技工必须持证上岗。

4、预应力张拉前项目部应对预应力施工队下混凝土强度通知单。

5、预应力张拉前应按项目部通知部位张拉。

6、张拉前必须做好安全防措施。

7、过程中必须作好记录。

七、预应力施工工艺

1、张拉前准备工作

①锚具、夹片的检验:

应符合现行国家标准《预应力筋锚具、夹具和连接器》(GB/T14370)的要求。

进场时应检查产品出厂质量合格证明文件,核查其锚固性能类别、型号、规格及数量。

进厂后应对锚具进行外观质量检查。

其表不得有裂纹和超过产品规定尺寸的允许误差。

检查锚环的锚孔是否光滑,有无毛刺及小坑。

夹片表面不得有砂眼、裂缝和小坑。

本桥所用锚具均按规定做了锚环、夹片的硬度实验以及锚具的静载锚固性能实验。

千斤顶油料要用46号抗摩液压油。

②张拉机具的检验

千斤顶的检验:

千斤顶油料要用经过过滤的清洗机械油,油中不得有水。

接好油路进行运转,千斤顶行程应不少于规定值,千斤顶内存有空气应完全排出为止。

试运转中,千斤顶不得有油外渗。

液压控制的顶村阀密封性能检验各项均应合格,若有一项不合格,则应对该阀进行检修或更换新阀。

电动油泵的检验:

检查油泵所用油是否有杂质,用前要过滤,油中不得掺有水分;预先进行开车试运转,将泵内空气排出,试车时要观察压力表是否稳定,油泵运转时,若杂音过大,则应修理,症状消除后再使用。

压力表的选用检验:

开工前或使用前,首先要对压力表进行单独校验,并要有计量单位的计量认证。

首先要对所用的设备(包括千斤顶、压力表、油泵)进行配套校定,在校定时应校正两块表,以做备份用。

油表及千斤顶必须在进场时检校,并给出油表读数与张拉力的关系曲线,同时在使用200次必须重新进行标定(出现异常情况时应重新标定)。

校正完千斤顶后,采用内差法计算压力表读数。

张拉前应检查工具锚是否与所使用工作锚配套。

安装工作锚前,必须将锚环内及钢绞线清理干净,以保证钢绞线在张拉后能够很好地锚固。

注浆孔应清理干净,以保证压浆时畅通。

张拉前张拉端要清理干净,检查锚板后混凝土是否密实

③混凝土强度达到100%时方可张拉,张拉采用两端张拉工艺。

张拉横向钢绞线束。

张拉用支架、平台必须稳固,以确保安全。

预应力筋张拉后,待张拉力稳定后方可锚固、压浆。

多余的绞线用砂轮机切割(不允许用气割),外露绞线预留长度3-5cm,锚头用C50砼保护密封。

张拉前先把锚具和夹片装好,夹片要求打紧。

整个张拉过程都在监理监督下进行。

预应力筋张拉之前,严禁撤除预应力梁的底模,应撤除梁的侧模。

混凝土达设计强度100%时,方可进行预应力筋的张拉。

2、张拉程序:

0→初应力σ0.15→应力σ0.30→σk(持荷2min)→锚固

张拉前先清理孔道,测摩阻,合格后进行张拉。

开始前,操作人员应将千斤顶扶正,确保垫板、锚板、油顶中心线在同一直线上,并与垫板平面垂直。

张拉操作时应该缓慢的给油,加荷速度宜均匀缓慢进行,不宜过快,同时观察空心板的变形情况,达到初始应力σ0.15量取油缸及工具锚夹片外露长度并做好记录;当油表表针到σ0.30时,再次量取油缸及工具锚夹片外露长度并做好记录。

当油表表针到σk时,再次量取油缸及工具锚夹片外露长度并做好记录。

并且计算实际张拉伸长值与张拉采用应力与理论伸长值的相对误差,误差控制在±6%以内,张拉采用应力与伸长值双控法。

如果误差满足规范要求,则继续张拉下一束;如果误差不能满足规范要求,则须先找出误差较大,不能满足规范要求的原因,待找到原因后,方能继续张拉下一束。

施工前注意:

注浆孔应清理干净,以保证压浆时畅通。

配套使用的小型工具必须准备齐全(如:

夹片管、手锤、钳子、撬棍等)检查设备是否配带齐全(油泵、千斤顶、油表、限位板、工具锚、工具夹片)最后再次与项目部技术人员核对其技术数据及技术准备工作是否完善。

3、张拉技术要领

(1)首先清理锚垫板口波纹管必须清理到注浆孔后面,安装顺序:

正确依次安装工作锚环、工作夹片、限位板、千斤顶、工具锚、工具夹片。

(2)张拉工艺:

张拉操作时应缓慢地给油,达到初始应力σ0.15时,量取油缸及工具锚夹片外露长度并做好记录;当油表表针到σ0.30时,量取油缸及工具锚夹片外露长度并做好记录;当油表表针到σk时,再次量取油缸及工具锚夹片外露长度并做好记录。

此阶段要做到量尺人员和油泵操作人员步调统一,构件两端张拉步调统一。

(3)预应力筋的实际伸长值应按下列公式计算:

实际伸长值=100%活塞伸长量-30%活塞伸长量+2×(30%活塞伸长量-15%活塞伸长量)-夹片总回缩量

(4)张拉采用应力与伸长值双控法。

计算实际张拉伸长值与理论伸长值之间的的差值,误差应控制在+6%~-6%之间。

如果误差满足规范要求,则继续张拉下一束;如果误差不能满足规范要求,则须先找出误差较大,不能满足规范及设计要求的原因,待找到原因后,并同设计核实后,方能继续张拉下一束。

(5)操作千斤顶、油泵的人员以及测量千斤顶油缸伸长值人员,应该站在千斤顶的侧面操作,操作人员在油泵开动过程中,不得擅自离开岗位。

测量千斤顶油缸伸长值人员必须紧盯油缸伸出以防千斤顶伸出超出缸体总行程。

(6)张拉时,必须使孔道、锚具与千斤顶三者对中,以便张拉工作能够顺利进行,并且不致增加孔道摩阻和锚口摩阻的损失。

(7)张拉预应力钢筋时,应注意保持工具锚夹片的清洁和良好的润滑状态并及时检查工具夹片是否有裂纹,发现有裂纹的应及时钢换。

新的工具锚夹片在第一次使用前,必须在其背面涂上润滑脂,以后每使用5-10次,应重新涂润滑脂。

(8)构件张拉完毕后,应该检查空心板端部和其他部位是否有裂隙,并有专人填写预应力钢筋张拉记录。

(9)如果发生滑丝或断丝,其数量超出规范要求则必须卸锚并更换钢绞线重新张拉。

八、预应力孔道灌浆:

1、真空压浆

(1)真空灌浆所需的设备有:

SZ-2水环式真空泵1台;灌浆泵一台,灰浆搅拌机一台;计量用的台秤、桶若干;高强橡胶管若干根;连接头、控制阀、扳手及其它辅助工具若干。

本工程采用真空灌浆,水泥浆标号为M40。

水泥浆采用普通硅酸盐水泥,先做配合比试验,水灰比约为0.35,可加入适量减水剂和膨胀剂,采用清洁的饮用水。

水泥稠度控制在14~18s之间。

压浆顺序宜先压注下层孔道。

压浆时每工作班应留取至少六组试件,标准养护28d,检查其抗压强度,作为评定水泥浆质量的依据。

孔道压浆应填写施工记录。

(2)试抽真空

将注浆阀、排气阀全都关闭,抽真空阀打开;启动真空泵抽真空,观察真空压力表读数,即管内的真空度,当管内的真空度维持在-0.06~-0.09MPa时(压力尽量低为好),停泵约2min时间,若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。

(3)搅拌水泥浆

首先将称量好的水(要扣除用于溶化减水剂的那部分水)、水泥、膨胀剂等材料倒入搅拌机,搅拌3min;将溶于水的减水剂倒入搅拌机中,搅拌3min出料;水泥浆出料后应尽量马上进行泵送,否则要不停的搅拌;对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用增加水的办法来增加水泥浆的流动性。

(4)真空灌浆的部件连接示意图:

(5)灌浆操作顺序:

(a)真空灌浆时应把锚垫板与锚环处缝用水泥掺少量石膏粉隙糊严实,把张拉完的钢绞线采用冷切割切除掉,外露长度不得少于3cm。

并将锚垫板糊成蘑菇包式。

绝对不允许有漏气现象,有漏气情况时就很难抽真空。

(b)灌浆前,应先用气泵检查排气管的通气情况。

(c)关掉阀1、阀3、打开阀2,启动真空泵进行抽真空,真空度达到最低不小于-0.08Mpa,将水泥浆加到灌浆泵中,打出一部分浆体,待这些浆体的浓度与灌浆泵中的浓度一样时,将输浆管接到锚垫板的输浆孔上。

(d)打开阀1,阀3启动灌浆泵,开始灌浆。

(e)保持真空泵的开启状态,当观察到空气滤清器有浆体经过时,关掉真空泵及阀3。

(F)打开阀门2,观察排气管的出浆情况,当浆体稠度和灌入前稠度一样关掉排气阀门2,仍继续灌浆使管道内有0.6~0.7Mpa的压力,持压1~2分钟,在关掉阀门1。

(g)输浆管拆下来,拆卸活接,清洗空气滤清器,然后接到另一组孔道,按以上步骤1重新开始灌浆。

(h)孔道灌浆要连续,一次完成。

在移动灌浆泵及真空泵等设备时,应继续启动灌浆泵,使浆体在输送管与搅拌机之间循环流动,防止浆体由于停流时间太久而产生沉淀,造成堵管。

(6)清洗

拆下抽真空管的两个活接,卸下真空泵;拆下空气滤清器和灌浆胶管,清洗注浆泵、搅拌机、阀门、空气滤清器以及粘有灰浆的工具。

2、灌浆作业注意事项

(1)灌浆作业绝对不允许有漏气现象,有漏气情况时就很难抽真空。

(2)真空灌浆采用M40;

(3)灰浆搅拌前应注意检查配合比计量的准确性,投料顺序,搅拌时间及灰浆的流动性灰浆的标准拌和时间为5min。

压浆时的水灰比及所须添加的外加剂掺量见压浆配合比申请单。

(4)灌浆时,灰浆进入电动灰浆泵前,应通过筛子;否则容易使灰浆泵发生故障或堵塞灌浆孔道灌浆时,其速度一定要缓慢,否则灰浆流淌不均匀,回流有空隙要检查排气孔流出灰浆的浓度当灰浆从排气孔流不出来时,应立即改从排气孔压浆。

(5)灌浆后,应该填写灌浆记录,检查孔道密实情况,如果有不适,应急时处理;压浆中每一工作班须留取试件,作为灰浆强度的评定依据。

九、预应力混凝土所用钢绞线及设备的质量控制:

1、出厂质量合格证明

首先检验钢绞线有无出厂质量合格证明,然后,对进厂钢绞线进行外观检查。

其表面不得有裂纹,润滑剂,油渍及锈蚀,麻坑。

保证钢绞线与混凝土有足够粘结力,避免应力集中和耐疲劳强度的降低。

当外观检查后,按国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003规定取样进行复试。

2、锚具的检验:

锚具:

锚具采用设计型号锚具,能承受动、静荷载;锚具、联结器使用前用柴油洗净部件表面的油污,铁屑、泥砂等杂物;锚具的制作或购买,均应达到图纸对钢的型号、加工识差、表面光洁度以及热处理和硬度等的技术要求,并必须经过监理工程师批准方可使用;锚具包括联结器均应严格进行试验检验,以保证在过量拉入或钢束滑移的情况下,能使钢绞线张拉至不低于规定的最小极限强度的95%。

本桥所用锚具均按规定做了锚环,夹片的硬度实验以及锚具的净载实验。

3、张拉机具的检验

(1)千斤顶的检验:

,油中不得有水。

接好油路进行运转,千斤顶行程应不少于规定值,千斤顶内存有空气应完全排出为止。

试运转中,千斤顶不得有油外渗。

(2)液压控制的顶压阀密封性能检验各项均应合格,若有一项不合格,则应该对该阀进行检修或更换新阀。

(3)电动油泵的检验:

检查油泵所用油是否有杂质,用前要过滤,油中不得掺有水分;预先进行开车试运转,将泵内空气排出,试车时要观察压力表是否稳定,油泵运转时,若杂音过大,则应修理,症状消除后再使用

(4)压力表的选用检验:

开工前或使用前,首先要对压力表进行单独校验,并要有计量单位的计量认证。

4、压浆

1)压浆时必须根据试验室交付的配合比资料拌制水泥浆,且压浆机必须以0.6Mpa的常压连续进行作业。

2)为保证压浆质量,压浆分两次进行,两次间隔时间不少于30分钟,第二次压浆从梁的另一端进行。

3)压浆一般采用水泥浆,空隙大的孔道,水泥浆中可掺入适量的细砂。

水泥浆的强度不低于设计规定。

4)水泥浆自调制至灌入孔道的时间,视气温情况而定,一般不宜超过30~45min。

水泥浆在使用前和压注过程中经常搅动。

5)压浆前,须将孔道冲洗洁净、湿润,如有积水用吹风机排除。

压浆时,对曲线孔道由最低的压浆孔压入,由最高点的排气孔排除。

6)压浆缓慢、均匀地进行。

比较集中和临近的孔道,宜尽先连续压浆完成,以免串到临孔的水泥浆凝固、堵塞孔道;不能连续压浆时,后压浆的孔道在压浆前用压力水冲洗畅通。

7)压浆后从检查孔抽查压浆的密实情况,如有不实,及时处理纠正。

8)压浆过程中及压浆后48h内,结构砼温度不低于+5℃,否则采取保温措施。

当气温高于35℃时,压浆在夜间进行。

十、预应力施工安全、环保措施

1、预应力施工安全措施

(1)现场操作人员中必须配备安全员,协助项目部做好工地的安全管理工作。

(2)工人进入施工现场后必须带好安全帽。

(3)张拉排架必须牢固可靠,并设有防护网。

(4)张拉、压浆的设备用电必须符合要求。

(5)高空作业必须佩带好安全带。

并在千斤顶后面设置安全有效的防护措施。

防止因断丝造成的钢绞线、锚具、夹片飞溅早策划能够的危害。

(6)在预应力张拉做业中,必须特别注意安全,因为预应力筋被张拉后,其本身蓄有很大的能量,一旦预应力筋被拉断或锚具与千斤顶失效,巨大的能量就会急剧释放,有可能造成很大的危害。

因此,无论在任何情况下,作业人员都必须躲开预应力千斤顶的正面,以免发生不可预见的事故。

(7)牢固树立“没有安全,没有质量,就没有工期”的意识,坚决贯彻“安全第一,预防为主”的方针,严格执行国家、上级主管部门有关安全生产的规定,以及《北京市建筑现场安全防护基本标准》,成立安全管理小组,检查安全设施,建立建全安全生产责任制,做到管理到位,责任到岗。

认真做好安全教育和安全交底;对进场的工人开始工作前进行一次普遍的安全教育,对新工人、合同工、临时工、民工要进行特殊的安全教育。

工长在下达任务时要对班组进行文字安全交底,办好双方签证手续。

交底要有针对性,及时性,内容要全面。

班组长在分配工作时,要对不同操作对象和工作地点进行口头安全交底,要做到班前交底,班中监督,班后有检查,活后有总结。

工长和班组长对改变工种调换工作岗位的工人,必须按规定进行新工种工作岗位的安全教育和安全交底。

对张拉工等特种作业工人必须经过培训考试合格取证,才能上岗。

对张拉平台、脚手架、安全网、张拉设备等,现场施工负责人要组织技术人员、安全人员及施工班组共同检查,合格后方可使用。

严禁酒后上岗。

所有进场的预应力设备必须维护保养好,完好率必须100%,严禁带病运转和操作。

张拉设备必须要有防雨罩(或防雨棚),不得露天堆放,不准放在积水和潮湿的地方。

操作机械设备要严格遵守各机械的规程,要按规定配备防护用具。

进入现场一律禁止穿高跟鞋、拖鞋,在高处作业禁止穿硬底鞋、易滑鞋。

进入现场的作业人员对所使用的工具一定要保管好,存放在工具袋内或放在牢靠的不易碰落的地方,以防作业时工

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