钢结构工程吊装设计.docx
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钢结构工程吊装设计
第一章编制依据
一、编制依据
1.施工现场踏勘资料
2.中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司钢结构设计图纸
3.吊车起重性能参数表
4.重型设备吊装手册
5.《起重机械安全规范》GB6067-85
6.《起重吊运指挥信号》GB5082-85
7.《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）
8.《安全防范工程技术规范》GB50348-2004
9.《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）
10.《建筑工人安全操作规程》（GB64/558－2009）
11.《建筑工程安全管理规程》（GB64/680－2010）
12.《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）
13.《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81－2002）
14.《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）
15.《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
16.本公司ISO9001质量体系认证、《质量手册》、《程序文件》、《技术标准》及拥有的技术力量。
第二章工程概况
本工程为神华宁夏煤业集团宁东洗煤厂金凤选煤厂主斜井井口房至原煤仓带式输送机栈桥工程，包括主斜井井口房至筛分车间带式输送机栈桥、筛分车间至1号转载点带式输送机栈桥、1号转载点至原煤仓带式输送机栈桥、2号转载点至原煤储煤场带式输送机栈桥。
由北京华宇工程有限公司设计。
本工程位于宁东洗煤厂金凤选煤厂工业场地内。
钢桁架栈桥主体结构均为型钢结构件，基础为框架柱基础，该建筑耐久年限50年，建筑耐火等级二级。
抗震设防烈度为7度。
主斜井井口房至筛分车间带式输送机栈桥钢桁架共计一跨，30米1跨、门式钢架16榀；筛分车间至1号转载点带式输送机栈桥工程钢桁架栈桥1跨长为45米、门式钢架35榀；1号转载点至原煤仓带式输送机栈桥钢桁架共计两跨，44米2跨；2号转载点至原煤储煤场带式输送机栈桥2跨，其中33米1跨，48.79米1跨，门式架6榀。
第三章施工方案
一、吊装前施工准备
1、钢桁架及门式钢架吊装前，主体结构必须加工制作完毕，并且检验合格。
钢桁架及基础预埋螺栓的螺母垫片准备齐全，并经检验合格。
2、吊装施工时使用的钢丝绳、索具、道木等应准备齐全，并达到施工使用要求。
3、吊装前，安装施工人员须根据施工图纸对钢桁架、门式钢架基础预埋螺栓的位置及基础间距、相对尺寸进行校核、处理。
使其符合安装要求。
4、吊装前，根据现场实际情况和施工机械的现状，编制合理吊装施工方案。
组织参加作业的施工人员对方案进行学习，掌握吊装方法和技术要求。
5、吊装前检查支座处标高及核对支座上钢板位置，符合要求后再安放固定支座。
6、起吊栈桥前，应将予埋件和钢桁架支座板轴线找出并标记清楚，以便桁架就位时对正。
二、吊装施工方法
1、吊装方案选择
门式钢柱吊装采用单机吊装。
1号转载点至原煤仓栈桥HJ-1、HJ-2采用三机联合台吊，其它钢桁架栈桥吊装采用双机吊装。
2、砼栈桥轻钢结构的安装
该工程门式钢柱最轻重量约为0.35吨，安装最大高度为12.29米。
门式钢架安装拼装成型后，焊接完毕根据起重机性能表格采用25t全液压汽车起重机既可满足所有钢架安装条件。
3、钢桁架栈桥的吊装
由于本工程工期短、时间紧，计划采取将钢桁架栈桥的主体结构制作完毕，栈桥的围护结构（屋面、墙面）安装完，栈桥的楼面板压型钢板铺设完毕后整体吊装。
吊装时为防止钢桁架栈桥产生扭曲变形，影响工程施工质量，计划采取1号转载点至原煤仓栈桥HJ-1、HJ-2采用三机联合台吊，其它钢桁架栈桥吊装采用双机吊装的工艺方法实施吊装。
吊装过程中栈桥的高低、倾角可根据实际情况随时调整。
且吊装机械的选择较为经济合理。
三、吊装及机具进场顺序
门式钢架的安装可根据钢构件加工成品时间随时安装，属于独立的安装体系。
吊装机具根据安装顺序安排，进场先将较低较轻的桁架吊装就位。
后续较大吨位起重机进场，与小吨位起重机联合将较高较重支架吊装就位，然后进行低跨栈桥吊装。
最后剩下较高较重栈桥，大吨位起重机进场，与较大起重机联合吊装就位。
四、吊装方法和吊装顺序
（1）吊装方法
钢桁架均采用地面拼装成整体后，整体吊装就位的方法。
（2）吊装顺序如下：
根据现场实际情况，吊车计划分两次进场。
第一次进场吊装主斜井井口房至筛分车间栈桥、筛分车间至1号转载点栈桥。
第二次吊车进场吊装1号转载点至原煤仓栈桥，2号转载点至原煤储煤场带式输送机栈桥。
五、起重机选择
三机联合抬吊进行钢桁架的吊装，吊装过程中，吊装绳索和索具的捆绑操作时间短，操作工艺技术简单，专用索具用量少，钢桁架在吊装时的高低、远近、倾角可根据实际情况随时调整。
决定采用联合抬吊的方法进行钢桁架的吊装。
钢桁架吊装的吊点0位置、高度见吊装示意图（附后）。
〈一〉、门式钢柱安装起重机的选择：
（见下页）
Q=Q门+Q绳+Q索
Q=0.35吨+0.04吨=0.39吨
门式钢柱最高点为15.732m
h1=15.732;h2=0.5;h3=3m;h4=2.2m
选主杆长L=（h1+h2+h3+h4）/sin50=22.51/sin50°=29.38m，
幅度R＝（21.432-1.3）/tg50＝16.89m
满足以上吊高及幅度所能承吊的重量只能选择25T全液压汽车吊一台。
选用主吊臂L=24.4m幅度R＝16.89m。
需要1台25T全液压汽车吊就能吊装。
〈二〉、钢桁架栈桥吊装起重机的选择
本次吊装中以安装位置最高、重量最重、难度最大的钢栈桥的吊装为例进行吊车、索具的选择与计算。
在选择计算中能满足最重栈桥吊装的吊车和索具，就能满足其他较轻栈桥的吊装。
本工程栈桥吊装采用四点吊装，由于钢栈桥是用型钢制作而成，所以在进行索具绑扎时需要用铁包角对型钢棱角进行垫衬裹护，否则容易损坏钢丝绳。
1、吊索的选用：
以1号转载点至原煤仓带式输送机栈桥钢桁架JH-2为例：
吊装总重：
P=（G+Q）
G—栈桥重量（50吨）
Q—绳索吊钩重（2吨）
K—动载系数（1.10）
P=1.10（52）=57.2吨
此跨栈桥采用一台260吨、一台240吨、一台200吨三车抬吊的方法进行吊装，共有四根钢丝绳受力，所以吊装绳索与水平面的夹角按照60-70
计算,根据吊装用途选用6×37规格的钢丝绳.每根钢丝绳受力为：
P
=P/4/cos30
=57.2/4/0.866=16.5吨，选用6×37-d52.0-（1700）的钢丝绳，钢丝绳的最小破断拉力为1398.1KN
钢丝绳的许可拉力：
P
=1.249T/K
T—钢丝绳的最小破断力1398.1KN
K—钢丝绳的安全系数K=5
P
=1.249×1398.1÷5=349.25KN=35.64吨
P
>P
所以所选钢丝绳满足吊装性能。
2、1号转载点至原煤仓栈桥HJ-2吊装吊车的选择验证
①.以1号转载点至原煤仓栈桥HJ-2为例，由于这跨栈桥的长度44米，重量52吨，安装高度为51.877米。
用一台260吨、一台240吨、一台200吨三台吊车进行吊装。
260吨和240吨吊在栈桥高点的两侧。
200吨吊在栈桥的低点，260、240、200吨吊车的吊点与吊车中心的距离及计算过程见下述及附图。
查液压式汽车起重机主臂工况额定起重量和工况载荷作业曲线图得出260吨汽车起重机主臂长L为65.5米，回转半径为14米时，起重量为19.1吨；得出240吨汽车起重机主臂长L为62.7米，回转半径为14米时，起重量为21.0吨；200吨汽车起重机主臂长L为48.5米，回转半径为14米时，起重量为26吨。
根据公式：
G=A（P
+P
+P3）>Q
G—起重机联合抬吊起重量
A—起重机联合抬吊平衡系数A=0.8
P
—260吨吊车起重量19.1吨
P
—240吨吊车起重量21吨
P3—200吨吊车起重量26吨
Q—栈桥重量52吨（含绳索2吨）
G=0.8（19.1+21+26）=52.8吨>Q
所以，吊车满足吊装性能。
根据相似三角形计算栈桥上弦与吊车主臂之间的水平距离（见栈桥上弦与吊车主臂之间水平距离示意图）
260吨吊车主臂与栈桥上弦距离：
D——栈桥宽度的1/2为2.3米
X——栈桥上弦离吊车主臂的距离
R——吊车回转半径14米
H——吊车主臂顶端垂直于地面的距离63.6米
h——栈桥上弦离吊车顶部距离8.2米
勾头距主臂直线距离为1米
根据三角形相似公式：
X/R=h/H
X=Rh/H=14×8.2÷63.6+1=2.8米>D
240吨吊车主臂与栈桥上弦距离：
D——栈桥宽度的1/2为2.3米
X——栈桥上弦离吊车主臂的距离
R——吊车回转半径14米
H——吊车主臂顶端垂直于地面的距离61.1米
h——栈桥上弦离吊车顶部距离6.1米
勾头距主臂直线距离为1米
根据三角形相似公式：
X/R=h/H
X=Rh/H=14×6.1÷61.1+1=2.4米>D
200吨吊车主臂与栈桥上弦距离：
D——栈桥宽度的1/2为2.3米
X——栈桥上弦离吊车主臂的距离
R——吊车回转半径14米
H——吊车主臂顶端垂直于地面的距离47.8米
h——栈桥上弦离吊车顶部距离5米
勾头距主臂直线距离为1米
根据三角形相似公式：
X/R=h/H
X=Rh/H=14×5÷47.8+1=2.46米>D
所以起重机选用符合要求。
由以上数据可知，吊车和索具选用符合要求。
3、筛分车间至1号转载点栈桥HJ-1吊装吊车的选择验证
（1）、吊索的选用：
以筛分车间至1号转载点栈桥HJ-1吊装为例：
吊装总重：
P=（G+Q）
G—栈桥重量（54吨）
Q—绳索吊钩重（2吨）
K—动载系数（1.10）
P=1.10（54+2）=61.6吨
此跨栈桥采用一台240吨、一台200吨两车抬吊的方法进行吊装，共有四根钢丝绳受力，所以吊装绳索与水平面的夹角按照60-70
计算,根据吊装用途选用6×37规格的钢丝绳.每根钢丝绳受力为：
P
=P/4/cos30
=61.6/4/0.866=17.785吨，选用6×37-d52.0-（1700）的钢丝绳，钢丝绳的最小破断拉力为1398.1KN。
钢丝绳的许可拉力：
P
=1.249T/K
T—钢丝绳的最小破断力1398.1KN
K—钢丝绳的安全系数K=5
P
=1.249×1398.1÷5=349.25KN=35.64吨
P
>P
（2）、吊车的选择验证
①.以筛分车间至1号转载点栈桥HJ-1吊装为例，由于这节栈桥的长度45米，重量为54吨，安装高度为28.326米。
用一台240吨、一台200吨两台吊车进行吊装。
240吨和200吨吊在栈桥的两侧。
240、200吨吊车的吊点与吊车中心的距离及计算过程见下述及附图。
查液压式汽车起重机主臂工况额定起重量和工况载荷作业曲线图得出240吨汽车起重机主臂长L为42.1米，回转半径为12米时，起重量为37吨；200吨汽车起重机主臂长L为39.9米，回转半径为12米时，起重量为35.2吨。
根据公式：
G=A（P
+P
）>Q
G—起重机联合抬吊起重量
A—起重机联合抬吊平衡系数A=0.8
P
—240吨吊车起重量37吨
P
—200吨吊车起重量35.2吨
Q—栈桥重量56吨（含索具）
G=0.8（37+35.2）=58吨>Q
所以，吊车满足吊装性能。
240吨吊车主臂与栈桥上弦距离：
D——栈桥宽度的1/2为2.3米
X——栈桥上弦离吊车主臂的距离
R——吊车回转半径12米
H——吊车主臂顶端垂直于地面的距离40.2米
h——栈桥上弦离吊车顶部距离8.2米
勾头距主臂直线距离为1米
根据三角形相似公式：
X/R=h/H
X=Rh/H=12×8.2÷40.2+1=3.4米>D
200吨吊车主臂与栈桥上弦距离：
D——栈桥宽度的1/2为2.3米
X——栈桥上弦离吊车主臂的距离
R——吊车回转半径14米
H——吊车主臂顶端垂直于地面的距离37.6米
h——栈桥上弦离吊车顶部距离12米
勾头距主臂直线距离为1米
根据三角形相似公式：
X/R=h/H
X=Rh/H=14×12÷37.6+1=5.46米>D
所以起重机选用符合要求。
由以上数据可知，吊车和索具选用符合要求。
4、栈桥及钢支架吊装顺序
第一次吊车进场吊装顺序如下：
筛分车间至1号转载点栈桥→主斜井井口房至筛分车间栈桥
第二次吊车进场吊装顺序如下：
1号转载点至原煤仓HJ-1→1号转载点至原煤仓HJ-2→2号转载点至原煤储煤场HJ-1→2号转载点至原煤储煤场HJ-2
综合以上计算结果，决定选用1台200吨、1台240吨、1台260吨液压式汽车起重机进行钢桁架栈桥的吊装
六、钢桁架栈桥吊装点强度计算
钢桁架吊装点选择在桁架上弦杆与竖腹杆、斜腹杆交汇点处，根据栈桥重量，对栈桥吊装点进行强度验算。
选取重量最大的栈桥进行强度验算。
1、筛分车间至1号转载点钢桁架重量为56吨，采用四点钢丝绳捆绑吊装，由公式p绳拉=P/4/cos35。
计算得出每个吊装点受力为16.39吨。
根据计算公式：
δ=N/An≤fwt
N—腹杆构件受力，N=16.39吨=163900（N）
An—腹杆构件净截面面积（mm2）。
fwt—角焊缝的强度设计值，160N/mm2。
钢桁架腹杆构件规格种类较多，现选取最小规格进行验算，角钢∠90×8截面面积为13.9cm2=1390mm2
δ=N/An=163900/1390=117.9N/mm2≤fwt
角钢∠90×8腹杆构件强度满足吊装性能。
钢桁架的每个吊装点处均有6个角钢腹杆构件，最小规格腹杆构件满足吊装性能，则该吊装点满足吊装性能。
七、栈桥搬运及吊装使用时间
筛分车间至1号转载点栈桥搬运及吊装用时：
6小时；主斜井井口房至筛分车间栈桥搬运及吊装用时：
8小时；1号转载点至原煤仓HJ-1搬运及吊装用时：
8小时；1号转载点至原煤仓HJ-2搬运及吊装用时：
8小时；2号转载点至原煤储煤场栈桥HJ-1搬运及吊装用时：
6小时；2号转载点至原煤储煤场栈桥HJ-2搬运及吊装用时：
8小时。
八、吊装技术参数
吊装
序号
名称
规格
安装顶标高（m）
安装底标高（m）
吊装重量（t）
搬运及吊装用时（h
）
Φ52mm
主吊钢丝绳
安全系数
液压起重机联合抬吊平衡系数
溜尾
吊车
联合抬吊参数
吊车选用
作业半径
（m）
主臂长度
（m）
额定负荷
（t）
1
主斜井井口房至筛分车间栈桥
30000×4600×2800
16.876
10.2
76.6
6
8
0.85
12
12
26.8
33.8
48
44
200t
240t
2
筛分车间至1号转载点
45000×4600×2800
28.326
18.213
54
8
8
0.80
12
12
42.1
39.9
37
35.2
240t
200t
3
1号转载点至原煤仓HJ-1
44000×4600×2800
40.355
30.28
52
8
8
0.8
14
14
12
56.7
58.6
44.2
22.1
24.0
32.5
260t
240t
200t
4
1号转载点至原煤仓HJ-2
44000×4600×2800
51.877
40.355
52
8
8
0.8
14
14
14
65.5
62.7
48.5
19.7
21.0
26.00
260t
240t
200t
5
2号转载点至原煤储煤场HJ-1
33000×3800×2800
9.283
0.891
72
6
8
0.8
14
12
22.5
29.7
44.6
49
200t
240t
6
2号转载点至原煤储煤场HJ-2
48700×3800×5000
9.37
9.77
76
8
8
0.8
12
12
22.5
29.7
53
49
200t
240t
吊装重量=本体重量+索具重量
第四章施工进度计划
一、劳动力计划
根据本工程工程特点和进度要求，组成两个钢结构安装施工队，适时进入施工现场进行各专业工程的施工。
钢结构安装工程队人员组成如下，共计34名，其中：
焊工：
8名钳工：
4名铆工：
4人
起重工：
6名电工：
2人普工：
10名
二、主要施工进度计划
该工程钢结构吊装部分计划2011年6月5日开工，2011年06月27日竣工，材料、设备、劳动力必须以最快速度到位。
注：
本计划以正常施工条件制定，如遇大风及雨天等影响施工安全，工期将顺延。
第五章施工质量技术要求
一、技术要求
1、检查和验收栈桥就位牛腿的标高和轴线，是否符合设计要求及验收规范的规定。
牛腿的预埋件要平整，对于发现的问题要及时修整。
栈桥吊装前，必须将基础面上的脏物和预留孔中的杂物除去，以保证牛腿埋件与栈桥门柱底板的接触面积和焊接质量。
2、正式吊装前要进行试吊。
试吊时，栈桥吊离地面100mm至200mm，检查各部位情况合格后方可正式吊装，如果试吊实际重量超过设计重量，应采取措施。
在起重机性能满足的情况下，经过建设、监理单位认可后可以继续吊装，如起重机性能不能满足，应立即停止吊装。
3、每跨栈桥吊装前应对栈桥外观质量做最后检查工序，杜绝因表面有涂装不均，彩板有磕碰痕迹就进行吊装。
4、栈桥就位时做到现场一人指挥，所有吊装人员必须无条件服从。
栈桥每端一人准确就位，使栈桥中轴线与框架中心线严格对中，确保栈桥吊装位置的准确性。
5、栈桥就位时严格控制下落速度，尤其是接近牛腿和支座时要轻放，避免压偏支座并减小栈桥振动。
6、吊装前应检查捆绑是否平稳、牢固，不得在吊装物上悬挂零星物件。
吊装物起吊平移时，其底部与所跨越的障碍物之间应有30cm以上的净空。
吊装物起吊就位放稳后，未经指挥人员同意不得松钩。
为防止吊装过程中起吊物摆动、旋转或碰撞其他构件、建筑物，在吊装物两端底部横梁杆件上捆绑￠≥20㎜棕绳做为溜绳。
二、岗位职责
（一）、项目经理职责（杨海军）
1.负责组织项目部全体成员及施工人员认真学习吊装方案。
2.解决、协调好在施工过程中发生的问题，保持与业主、监理人员有良好的沟通关系。
3.负责管理吊装过程的监视工作。
4.负责监督、检查在安装施工过程中的防护措施。
（二）技术员职责（江洪泉）
1.负责向作业班组进行吊装工序技术交底，并形成文字记录。
2.负责吊装工序交接的检查，并填写工序交接记录，由交接双方签字后妥善保管。
3.负责填写吊装记录。
（三）安全员职责（胡晓勇）
1.协助项目经理、技术负责人落实安全生产措施。
2.检查高处作业人员安全设施配备情况，不满足安全要求的立即协同解决。
3.参加吊装全过程的安全检查，严格执行“三违”制度，如有发现，必须给予经济处罚，对施工现场出现的安全事故，本着“三不放过”的原则进行处理。
4.对参加吊装作业人员进行安全教育和安全规程的学习，对特种作业人员进行安全教育。
5.负责对提高职工的安全生产意识的教育工作，并负责对各工种安全生产进行监督。
6.协助领导研究制订预防措施，并负责提出自己的意见。
（四）质检员职责（武德盛）
1.项目部质检员在项目经理的领导下，负责项目部施工的工程质量监督、检查工作，定期填报工程质量报表。
2.项目部质检员对进场的各种材料进行检查、验收，并批准是否用于该工程。
3.严格按照吊装方案指导的要求，对施工操作人员进行监督、检查，发现质量问题，及时按不合格品控制程序要求，进行评审处置、登记、保存好记录，对重大的质量问题，及时采取纠正和预防措施。
4.工作中随时检查特种作业人员是否持证上岗。
5.配合项目经理、施工技术员作好吊装工程质量检查评定工作。
填好质量检查评定所需的记录表格，交由施工技术员（或资料员）妥善保管。
（五）施工员职责（郑文江）
1、直接负责吊装现场的机具、场容、劳动的组织、协调工作。
2、对班组进行技术、质量、职业健康、安全交底工作，并追踪检查落实情况。
3、负责汽车吊的进场检查工作。
4、加强安全管理，有效制止违章作业和拒受违章作业的命令。
5、负责现场技术复核工作，并完成各分项工程的验收工作。
6、对所属人员的安全生产、质量、进度、文明施工负直接责任。
（六）、各班组长职责
1.在项目经理的领导下，认真完成所承担的栈桥吊装任务。
2.带领全组人员认真、严格按操作规程、吊装方案要求进行栈桥吊装作业。
3.负责组织人员对所承担的吊装工程质量情况进行检查。
4.在吊装作业前，负责协同项目经理、安全员向本作业班组成员进行安全交底。
5.对所承担的吊装工程质量负直接责任。
6.当在吊装操作中遇到或发现工程质量问题时，负责及时向质检员、安全员或主管技术员、项目经理反映，并积极提出合理化建议。
第六章、环境、职业健康安全技术措施
一、、存在危险源及控制方法
序号
危险源
可能导致的危险
控制方法
1
违章指挥作业
物体打击
持证培训上岗，加强管理
2
绳索、吊具断裂
物体打击
设备检验严格，制定应急方案
3
吊杆与周围架空电源安全距离不够
触电
严格按照规定操作，设专人监护
4
捆绑不规范、构件脱落
物体打击
按规范捆绑，交叉作业
5
吊物重量与索具使用功能不匹配
物体打击
交底、检验严格，加强操作管理
6
吊车支防不稳
倾翻
按规定设置，检查交底
7
使用报废索具
物体打击
作业前工具检查，交底，使用合格产品
8
卡具未上紧
物体打击
加强管理培训，增强安全意识
9
监边与“四口”防护措施有缺陷
高空坠落
采用合格产品，制定相关防护措施
10
六级以上大风、雨天气露天高空作用
高空坠落
加强管理、特殊天气停止作业
11
安全防护不符合要求
高空坠落
加强检验力度、按标准防护
12
工具使用不当、脱落（同断面）
物体打击
交叉作业按规程交底进行
13
攀登中身体失稳
坠落
加强安全教育，增加防护措施
14
绑扎绳索、长具未按要求使用
高空坠落
按规定防护操作，设施到位，加强管理
15
高空作业未体检
高空坠落
对高空作业人员身体按要求进行体检
二、安全防护措施
1.高空坠落预防措施
（1）从事高空作业的人员，必须定期进行身体检查，患有严重心脏病，高血压，贫血症以及其他不适于高空作业的人，不得从事高空作业。
（2）高处作业人员必须着装整齐，严禁穿硬塑料底的易滑鞋、高跟鞋，工具应随手放入工具袋。
（3）高空作业，作业人员必须佩戴安全带。
使用前必须详细检查安全带有无损脱、拆断的危险。
气割及焊接作业，安全带挂点必须远离作业点，防止安全绳烫断。
（4）遇有恶劣天气（风力在6级以上）影响施工安全，应停止高空作业。
2.物体打击预防措施
（1）栈桥及牛腿上所有可能坠落的物件，应一律先进撤除成加以固定。
高处作业所用的物料，均应堆放平稳不防碍通行，登高用具应随时清扫干净，不得随意乱置或向下丢弃。
（2）高空作业，所用材料应堆放稳妥，所用工具应随手装入工具袋内，防止坠落伤人。
（3）吊装施工现场50米范围设立警戒区，并做出明显标识，设定监护人监护，无关人员不得入内。
（4）在施工过程中，如需利用构筑物捆绑索具时，必须经过安全验算合格后，经有关方面同意后方可使用。
同时要垫衬
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