五河口特大桥主梁悬浇施工方案DOC.docx

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五河口特大桥主梁悬浇施工方案DOC

五河口大桥主梁施工方案

第1章概述

1.工程概况

五河口特大桥为152m+370m+152m三跨一联预应力混凝土双塔双索面全漂浮体系斜拉桥。

主梁全长674m,边、中跨比0.4108:

1。

施工图设计将主梁划分为105个节段,其中支架现浇段8个,挂篮悬浇段94个,合拢段3个。

根据2003年10月22日《五河口斜拉桥主塔施工方案及主塔、主梁足尺模型试验大纲审查会专家审查意见》,“将主梁2#、3#块挂篮悬浇改为支架现浇”,则主梁支架现浇节段增加为16个,挂篮悬浇节段减少为86个,合拢段仍为3个。

主梁标准节段共82个,梁全宽38.6m,标准节段长6m,边箱型断面。

主梁中心处梁高3.2m,顶板37.6m宽、厚30cm,底板厚40cm,边斜腹板厚30cm、中斜腹板厚40cm,桥面板设2%双向横坡。

顶板底面对称于桥轴线有两根小纵梁,截面为70cm×30cm。

标准节段断面如图1-1。

图1-1主梁标准节段

18`#、19`#节段和支架现浇段及合拢段均为非标准节段,断面型式和各部份尺寸各不相同,全桥共有非标准节段23个。

非标准梁段结构型式主要差异:

0#、1`#/1#梁段及边跨密索区21`#梁段为单箱四室断面,2`#/2#、3`#/3#梁段以及临近边跨合拢段的18`#、19`#梁段是介于双边箱断面和单箱四室断面之间渐变段。

主梁横梁共有8种,各与节段对应。

与引桥交界处梁端为端横梁,标准节段和3#节段为D型横梁,其余A、B、C、E、F、G各型横梁分别对应于0#~2#、18#~19#和边跨现浇段。

主梁为预应力砼体系,砼等级为C60,除边箱的内斜腹板和顶底的小纵梁外,其余砼均为预应力砼。

预应力体系的预应力束(筋)种类较多,共有72种,其代码分别为BB、SBB、ZB、ST、SB、SZE、BT、ZT、Y和N,除Y型和N型代码为预应力粗钢筋外,其余均为预应力钢绞线束。

主梁工程量如表1-1。

表1-1

项目

单位

数量

备注

项目

单位

数量

备注

60号混凝土

m3

23989.5

OVM15P-19

32

沥青混凝土

m3

2089.4

OVM15-12

104

防水涂料

m2

25342.4

OVM15L-12

384

铁砂混凝土

m3

1875

密度3500kg/m2

BM15-3

716

φj15.24

Kg

726171.7

=1860MPa

BM15P-3

32

ΦL32精轧螺纹钢筋

Kg

263627.4

YGL-32连接器

3332

Φ25钢筋

Kg

466586.1

YGM-32锚具及垫板

6624

Φ22钢筋

Kg

12227.3

φ120mm(内)钢波纹管

m

1378

Φ20钢筋

Kg

2808477.4

φ100mm(内)钢波纹管

m

20540

Φ16钢筋

Kg

2064810.1

φ45mm(内)钢波纹管

m

51618

Φ12钢筋

Kg

503713.7

B60×22(内)钢波纹管

m

13619.4

钢板δ=30

Kg

8968.3

φ116mm塑料波纹管

m

7213

钢板δ=20

Kg

2113.6

φ91mm塑料波纹管

m

5043.5

槽钢40C

Kg

25758.4

φ100mm铁皮套筒

m

1333

OVM15-22

72

QJGZ-II6000DX

4

OVM15-19

1132

QJGZ-II6000DX

4

OVM15L-19

576

φ6@10*10带肋钢筋网

kg

7363.6

注:

数量表中的工程数量未计入材料损耗。

主梁上共有124对(248根)平行钢绞线斜拉索。

2.工程特点

2.1主梁工程量大

宽度为38.6m预应力砼主梁,为同类桥梁之最。

主梁砼等级为C60,平均每延米砼数量35.6m3,国内同类桥梁罕见。

砼内含钢筋量大,平均每立方米砼中含普通钢筋244.1Kg,加上预应束(筋)为285.36Kg/m3。

2.2结构复杂

主梁非标准节段达23个,断面型式及各部分尺寸各异;

标准节段由边箱与顶板下的小纵梁组成,边斜腹板倾斜度大,与顶板夹角甚小;

横梁共8种之多。

2.3工期紧

按2004年4月底主跨合拢计,根据2003年10月22日《五河口斜拉桥主塔施工方案及主塔主梁足尺模型试验大纲审查会专家审查意见》“建议主塔与主梁挂篮悬浇不采取交错施工方案”,而主塔封顶时间按最快的进度计,27#墩8月底、28#墩9月15日,则主梁施工时间只有7.5~8个月。

3.施工难度和重点

3.1工期压力大

即使以8个月(240天)计,不计边跨现浇段,仅边跨段和中跨31个节段计共32个节段,则每个节段的施工时间只有7.5天。

要完成结构如此复杂、工程量如此大的主梁施工,施工周期如此之短,前所未有。

3.2主梁砼施工技术难度大

主梁砼等级为C60,泵送砼悬浇施工泵送距离较长,梁段结构复杂,普通钢筋和预应力管道密集,砼的制造、输送和浇捣难度均较大。

控制主梁砼不开裂的难度大。

在边箱内斜板和小纵梁与顶板相交位置产生裂缝的可能性较大。

3.3斜拉索施工与主梁施工的干扰大

平行钢绞线斜拉索用于大跨度预应力砼斜拉桥,虽然已有先例,但用于如此规模的斜拉桥实属首次,特别是在砼施工过程中的索力张拉对砼浇筑的影响和干扰,都增大了砼施工的技术难度。

3.4悬浇施工安全形势严竣,安全投入大

重达230t的挂篮,无论是在挂篮前移、锚固,还是索力张拉和转换均需采用特殊措施以策安全。

悬浇作业

在过往船只频繁且处于船只锚泊区的上空进行悬浇,防物件坠落措施必须严密。

3.5支架现浇节段多,投入大

主梁支架现浇节段多达16个节段,现浇主梁的长度达151.2m,占整个主梁长度的22.43%,近1/4的主梁和在支架上现浇,支架的投入太大。

26#墩边跨正处盐河航道上,在支架施工和支架上现浇施工期间,必须占用航道,如不能断航,其安全生产的形势更加严竣。

主梁施工方案分支架现浇、挂篮悬浇、边跨及中跨合拢和斜拉索施工等部份依次进行编写。

本次方案编写以主梁支架现浇和挂篮悬浇为主。

边跨与中跨的合拢方案待与设计和监控单位沟通后分别编写。

斜拉索的施工方案与斜拉索钢绞线和锚具特性有关,待材料供应厂家确定后,补充编制。

第2章主梁施工工艺流程

主梁总体施工工艺流程如下:

 

 

 

说明:

1.2#、3#梁段由悬浇改为现浇后,请设计明确斜拉索挂索和张拉程序。

2.边跨和中跨的合拢程序及要求边界条件待设计和监控进一步明确。

3.挂蓝的体积和重量均较大,梁段合龙拟整体下落后分件拆除,下落时机有待监控单位明确。

第3章支架现浇主梁梁段

主梁支架现浇段包括两主墩处3`#~3#梁段支架现浇段(即0#~3#块)、26#墩及29#墩附近的边跨现浇段(21`#梁段)。

一、3`#~3#梁段支架现浇方案

1.概述

3`#~3#梁段一般构造如图3-1。

有关参数如表3-1:

表3-1

梁段号

梁段长(m)

桥宽(m)

砼方量(m3)

横梁型号

0#块

6

37.74

337

A型

1`#/1#梁段(1#块)

7

38.6

376

B型

2`#/2#梁段(2#块)

6

38.6

309

C型

3`#/3#梁段(3#块)

6

38.6

221

D型

说明:

0#块与1#块的设计划分线不能实现0#块单独施工,因此建议0#块的长度由原设计4.5m增至6m,1#段的长度由原设计7.75m减至7.0m。

 

总体施工思路:

0#块整个梁段位于主塔下横梁上方区域,其底板与下横梁顶相距近80㎝,支架采取“脚手+砂箱垫层”组合型式;1#~3#块梁底距承台顶面16.68m~17.1m,1#、2#块位于承台上方,3#块仅纵向超出承台边5.05m,支架采用“直钢管柱+斜钢管柱支撑”型式。

支架体系后述。

2.施工工艺流程

 

3、支架设计

3.10#号块支架

0#号块支架如图3-2所示。

0#号块横桥向距离桥中轴线12.8m范围内的水平底板部分采用“砂箱垫层”作支撑,其余范围斜腹底板部分采用满堂脚手支架。

砂箱垫层结构:

沿支撑区域边缘用MU7.5红砖+M10砂浆砌筑一道24挡墙,内填中粗砂洒水密实,上铺约5cm厚M15砂浆找平。

φ48mm脚手支架横向间距为60㎝,纵向间距:

实体部分@60㎝,其余部分@90cm。

3.21#~3#块支架

1#~3#块支架如图3-3~3-5。

主塔每侧1#~3#块由2排φ800mm直钢管柱和1排φ800mm斜钢管柱(共21根)+挂篮承载平台组成支架体系。

钢管柱全部设立在承台顶面上,立柱之间纵横向设两层φ630mmδ6mm平联,第二层纵向平联附着在下横梁侧面埋件上,以克服外排斜立柱所产生的水平分力。

钢管柱顶依次设置卸荷块、挂篮承载平台、I56b次梁、I25b分配梁、模板系统。

考虑到支架及基础均为刚性结构,本支架不预压。

 

3.2支架计算参见武港院相关计算书

3.3钢管支架安装

利用已有的2台125t·m塔吊、辅用1台16t汽车吊进行陆上安装。

注意如下环节:

a.含柱帽整体安装,柱帽内设“十”字撑,再焊盖板,四周焊三角筋板,顶面要平整;

b.柱顶标高应加上钢管柱在垂直荷载作用下的弹性变形量;

c.直立柱要求垂直,斜立柱倾角符合图纸要求。

d.柱脚及四周三角筋板与预埋件要焊牢。

特别注意斜柱脚焊接质量。

e.卸荷块设置满足强度和易于割除的要求,并垂直设在柱帽的中部,标高正确。

3.4、挂篮承载平台安装

挂篮承载平台如图3—6。

 

采用陆上安装方式,安装使用的起重设备为:

1台55t履带吊、2台125t.m塔吊。

挂篮加工时已考虑到安装起重设备的能力,在工厂分段加工,运至现场后,将承载平台分段构件依次吊上钢管支架上进行组装。

安装顺序如下:

27#墩28#墩

主跨侧主跨侧

 

 

注意:

28#墩承台外边西侧、南侧及北侧场地狭窄,钢管柱及平联安装和承载平台构件的安装要分区实施,便于吊车作业;27#墩环承台周围至少有8米区域内可供吊车行走,先安装钢管支架,再装承载平台。

 

3.5其它承重梁系安装及支架拆除

挂篮承载平台安装完后,纵桥向设置I56b次梁,其上横桥向布置I25b作为模板系统的分配梁。

安装设备采用2台125t.m塔吊。

在1#~3#块对应每根钢管柱位置上设置预留孔,挂篮前移后利用5t卷扬机和5t葫芦拆除支架。

3.6模板工程

3.6.1模板配置

3`#~3#非标准段模板充分利用后续使用的标准节段的模板(也可用闲置的主塔模板),不足部分另加工进行配置。

模板分为底模、横梁模板、箱室模板、封头模板、边箱梁外侧模等部分。

1)底模

1#~3#块底模为[8+δ6mm钢板(或6.6×8㎝木方+2㎝木板)。

0#块水平底板采用砂箱垫层上铺2mm铁皮作底模,其它部分同1#~3#块。

2)横梁模板

3`#~3#梁段内有编号为A、B、C、D,4种8道横梁,结构尺寸各不相同。

横梁模板分为底模和内、外侧模和齿板模板。

底模和外侧模采用钢模,内侧模用组合模板。

齿板模板按齿板类型加工成定型钢模。

3)箱室模板

顶模、侧模全部采用木模(或组合钢模);转角模板考虑到加工精度和安装误差,以及数量、形状较多,采用木模和钢模结合,现场加工。

4)封头模板

采用与标准节段同类模板。

5)边箱梁外侧模

采用用标准节段同类模板。

模板图见图3-7~3-9。

中跨支架模板数量表

序号

名称及规格

数量

重量

单件

总计

1

横梁侧模

(一)

4

1841

7364

2

横梁侧模

(二)

4

1497

5988

3

横梁侧模(三)

2

4264

8528

4

横梁侧模(四)

2

4669

9337.8

5

横梁侧模(五)

4

1910

7640

6

底模

7

23350

163450

7

边箱梁外侧模

4

627

2508

8

撑杆

170

9

调节螺杆

266

22.3

5931.8

 

 

3.6.2模板安装

模板安装顺序为:

底模→腹板外侧模→箱室模板→封头模板。

模板安装允许偏差(表3-2)

项目

允许偏差(mm)

模板标高

±10

模板内部尺寸

+5,0

轴线偏位

10

模板相邻两板表面高低差

2

模板表面平整

5

3.6.3、模板拆除

模板拆除顺序为:

封头模板→横梁外侧模→腹板模→顶板模→底板模。

除封头模板、横梁外侧模和风嘴上方模板外,其余均在预应力张拉后拆除。

拆除时要注意保护结构物轮廓线。

3.7钢筋工程

3.7.1施工准备

钢筋加工机械清理、调校→图纸会审→钢筋采购、进场→钢筋报验、挂牌标识→单项技术员交底→出配料单→报审批。

3.7.2钢筋加工

钢筋加工时应根据钢筋型号、长度和数量认真搭配下料,以节约钢材。

有部份钢筋因材料和运输需要将分节制作,下料时要考虑搭接长度和保证接头错开。

加工完成后分类堆放并标识,不立即转运的要采取防雨、防锈措施,保证安装时无明显油污、铁锈。

钢筋班组填写自检表交质检部,质检部验收合格签字后才准予使用。

3)钢筋运输、吊装

运输时要防止钢筋变形和沾上油污,成捆吊装时要绑扎牢固防止空中坠落。

4)钢筋绑扎

钢筋绑扎顺序为:

底板钢筋腹板钢筋横梁钢筋下倒角筋

上倒角筋顶层钢筋。

绑扎前备好扎丝和设置好保护层塑料垫块,先在底模上放线,定位安放绑扎。

绑扎完后保护层厚度应符合设计要求。

钢筋安装允许偏差如(表3-3):

检查项目

允许偏差(mm)

受力钢筋间距

两排以上排距

±5

同排

±10

箍筋、横向水平筋、螺旋筋间距

0,-20

钢筋骨架尺寸

±10

高、宽或直径

±5

弯起钢筋位置

±20

保护层厚度

±5

3.8预埋件施工

3.8.1索导管施工

1)索导管加工制作

索导管根据设计图纸下料,下料后用砂轮打磨割口,上下口尺寸精度控制在设计规范以内,锚板中心孔洞先用半径减少3㎜画线,然后再用自动切割机钻孔,误差控制在设计规范以内以内。

经检查确认索导管尺寸符合设计要求后,在预先制作的定位三脚架上用一台1吨葫芦吊起索导管,使其与锚板垂直对中,然后对称点焊固定,再复测垂直度,符合设计要求后再补焊全缝,索导管加工垂直度小于h/1000。

按图纸要求焊上加劲板,固定螺旋筋。

2)索导管的安装与定位

索导管的定位指标有两项:

其一是锚板中的位置和高程,其二是索导管的倾斜度。

其定位分初定位和精确定位两个步骤。

现浇段的索导管是先预埋后穿索张拉,因此安装精度要求高。

现浇段索导管倾斜角度小,均在本节段内。

初定位时,用角钢焊支架使索导管架立,然后用钢筋使之与各钢筋骨架连接,使之固定。

待主梁钢筋绑扎完毕后再进行调整,进行精确定位,直至导管上下口坐标误差均在规范允许偏差以内,将索导管与各钢筋骨架焊接,并与底模点焊,以防振捣时钢导管偏位。

3.8.2、其它预埋和预留

其它预埋件和预留包括交通工程、照明景观工程、供电工程所需的预埋和预留和施工所需的预埋和预留。

3.9混凝土工程

3.9.1混凝土配合比设计要求

1)R设为C60,试配强度Rp=R设+1.645σ,3天强度不低于设计强度的85%;

2)原材料满足苏高项管三(2004)17号文《C60高性能混凝土对原材料的技术要求》的相关规定。

3)坍落度:

18~20cm,满足泵送要求;2h损失后的坍落度>14cm;

4)初凝时间:

不小于15h;

3.9.2.砼浇筑工艺

索塔两侧的梁段保持对称浇筑,砼采用2台搅拌站拌和,2台中联泵送到塔两侧的梁段,(除0#块外)用覆盖半径20m布料机布料。

3.9.3.养护

梁顶砼面经2次压实后,必须覆盖,0~3#块是夏季施工养护重点是保湿,采取覆盖麻袋或土工布,洒水养护。

3.10预应力工程

3.10.1预应力管道的定位及埋设

主梁预应力管道采用φ120、φ100、φ91、φ50mm的普通波纹管(外径),根据孔道长度进行下料,在钢筋绑扎基本完毕后,然后根据预应力筋的坐标定出间距1m的固定点,并用φ12的钢筋与其它钢筋点焊成“#”形固定网片,固定波纹管。

两端锚垫板精心施工,用固定架固定保证锚垫板和孔道垂直且与中心线一致,管道接头采用大一号的波纹管或铁皮管套在接头两端,用胶带包紧裹实,以防震裂波纹管造成孔道堵塞。

预埋预应力管道时注意压浆嘴的预埋,压浆嘴与波纹管的连接处用胶带缚紧缠实。

3.10.2预应力筋下料、编束

预应力材料进场验收后认真堆放,注意防锈防污。

按需要量分批使用。

预应力钢绞线(精轧螺纹钢)下料长度为理论孔道长度再加上工作锚环厚度、限位板厚度、千斤顶长度、工具锚环厚度、富余长度(10cm左右)。

精轧螺纹钢、钢绞线下料宜采用砂轮切割、不得使用电弧,下料长度相对差值不宜大于L/3000。

预应力钢绞线束穿束前按设计要求编束,并编号。

每束端头做成锥形,用胶带缠紧,以免损伤波纹管壁而影响穿束。

为减少穿束及张拉时管道摩阻力,管道穿束前用压力水冲洗干净。

精轧螺纹钢下料时考虑接头错开75cm。

3.10.3预应力张拉

1)设备标定及保养

根据张拉力的大小确定千斤顶的吨位,千斤顶进场后须校验,千斤顶与压力表配套检验,以确定张拉力与压力表数之间的曲线关系(回归方程),所用压力表精度不低于1.5级,校验的试验机和测力计的精度不低于±2%,张拉机具应由专人负责管理并定期校验,一般使用超过6个月或200次以上或出现不正常现象时,应重新标定。

2)张拉

按设计要求当砼强度达设计强度的85%后开始预应力张拉,张拉采取对称张拉,并做好记录。

张拉程序:

0→初应力(控制应力的10%)→100%σK→持荷2min(锚固),σK为了张拉控制应力。

预应力张拉采取拉力与伸长量双控,以应力控制为主。

实际伸长值与理论伸长值误差控制在6%以内。

理论伸长值计算公式为:

△L=P×L/(AY×EY),P=P[1-e-(kx+1+γθ)]

注:

P——预应力钢材平均张拉力;

L——预应力钢材长度;

EY=预应力钢材弹性模量;

AY——预应力钢材截面积;

θ:

从张拉端至计算截面曲线孔道部份切线的夹角之和;

k:

孔道每束局部偏差对麻擦的影响系数;

γ:

预应力钢材与孔道壁的摩擦系数。

张拉时要求同一张拉截面断丝率不得大于1%,张拉时做好详细记录,如有异常现象及时分析原因解决问题。

3)孔道压浆

预应力张拉完毕,应尽快压浆,以免预应力筋生锈和预应力损失。

a.压浆采用水泥浆,用52.5级普硅水泥,掺减水剂和微膨胀剂。

b.水泥浆的泌水率不超过4%,稠度15~17秒。

c.采用活塞式压浆,压力能达到1.0MPa。

排气孔出的水泥浆稠度应与配制的相同。

d.压浆时每工作班应留取不少于3组70.7m3的立方体试块,标准养护28天,检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。

4)封锚

张拉压浆完成后,按设计要求封锚,封锚采用与主梁同配合比的砼。

 

二.边跨现浇段方案

1.概述

主梁两端靠近过渡墩的边跨支架现浇段长度均为31.6m。

26#墩处的边跨现浇段在盐河航道北侧驳岸及主航道内(如图3-12所示)。

驳岸顶标高+12.8m,为浆砌块石挡土墙,墙下为抛石加150#素砼基础、墙顶为200#砼压顶。

河床标高+8.5~+9m,水位一般在+12m左右。

29#墩处的边跨现浇段全在陆上,所在区域地势较平坦,标高在+17~+18m。

为此:

26#墩现浇段支架拟以打入钢管桩作基础,支架为钢管柱支撑体系。

29#墩现浇段支架拟以两个方案作进一步技术经济比较后确定:

方案一为钢筋砼条形扩大基础,支架为钢管柱支撑体系;方案二为连片式砼基础,采用轮扣支架作为满堂支撑;在本方案中,暂定钢管柱支撑体系支架。

边跨现浇段主要工程量如表3-4:

表3-4

项目名称

单位

数量

备注

C60

m3

2600

两边跨数量

铁砂砼

m3

1875

同上

钢筋

t

488

同上

由于边跨现浇段工程量大,拟将31.6m长的现浇段分为4段施工,每段砼浇注数量约500m3。

具体分段如图3-11(主梁边跨现浇段分段图)。

 

2.施工工艺流程

 

 

3.支架设计

邻26#墩支架采用打入钢管桩作基础,钢管桩分φ800×8mm和φ630×6mm两种,打入深度分别为23.8m和9.8m。

为避开驳岸墙的影响,设计了13排9列共计61根桩。

钢管桩向上延伸作为支架立柱,立柱间采用φ630×6mm钢管作两层纵横平联,标高分别为▽14.452m和▽24.452m。

见图3-12~3-16。

邻29#墩支架采用钢筋砼条形扩大基础,顺桥向设置两道,每道长33.6m,宽3m;横桥向设置5道,每道长32.8m,宽3.1m;邻29#墩承台处另设3个独立3.2×3.2m杯形基础;基础砼设计标号C30。

支架立柱设7排9列共56根φ800×8mm钢管柱,立柱间设置一层φ630×6mm纵横平联,标高为▽24.452m。

见图3-17~图3-20。

钢管柱顶依次设置桩帽、卸荷块、主纵梁和次梁。

4.支架施工

4.1钢管桩施打

陆上桩采用履带吊吊DZ150型震动锤直接施打,水上桩暂定将履带吊固定在方驳上,用DZ150型震动锤施打。

测量定位采用前方交会法。

为保证沉桩的垂直度,水上桩设导向架导向。

沉桩设计要求“以标高控制,以贯入度小于3mm校核”。

4.2砼基础施工

用推土机将地表面草皮、杂物清除干净,在条形基础范围内,由人工或挖掘机挖除表层软土,铺10~30cm碎石垫层,然后绑轧钢筋网片,浇筑基础混凝土。

4.3支架搭设

受场地限制,26#墩处拟采用80t.m塔吊和25t吊车作主要起重吊装设备(塔吊布置如图3-21);支架搭设水上用300~400t方驳配合25t吊车进行安装。

支架搭设除应注意立柱垂直、节点焊接牢固外,还应注意支架顶标高的控制。

考虑到支架基础型式的不同,受预压后基础沉降量不一致,26#墩侧支架预留沉降量30mm、29#墩侧支架预留沉降量20mm。

图3—11边跨现浇段分段图

图3—1426#墩支架布置图

 

29#墩侧支架用25t吊车安装。

具体方法与主梁1#~3#钢管支架相同。

4.4支架预压

4.4.1确定压载重量

由于主梁边跨空箱内填充铁砂砼配重施工与相应的斜拉索施工是依次分阶段同步进行,所以支架压载重量不计配重砼重量。

边跨梁段砼重约为1300t,按其20%的超载,压载的总重量约为4000t。

由于加载量太大,拟对整个支架平均分为两段进行预压。

支架总长约32m,每个分段16m,每个分段上的加载重量为2000t。

支架平台宽38.4m,按面积计支架预压最终加载为32.5KN/m2。

4.4.2压载材料和加载(卸载)分级

拟以袋装砂、钢材(钢筋和钢锭)和压

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