CN107740543A - 一种双并筋连接用全灌浆套筒及双并筋连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双并筋连接用全灌浆套筒及双并筋连接方法，该全灌浆套筒包括用于连接两段双并筋(二并筋)的金属套筒(含限位挡块)、两个设置在金属套筒两端的密封圈和由灌注于金属套筒与两段双并筋之间空腔内的灌浆料形成的灌浆结构，金属套筒为直线型或鱼腹型；两段双并筋对应钢筋均布设在金属套筒对应孔洞的中心轴线上，金属套筒两端侧壁上各有一个排浆孔和接头、注浆孔和接头；该双并筋连接步骤：1.安装密封圈、双并筋插入金属套筒、定位；2.排浆延长管与注浆延长管安装(必要时)；3.灌浆料灌注；4.养护。本发明设计合理、施工方便且安全经济，能简便、高效完成双并筋连接过程且连接性能可靠。
Description
技术领域
本发明属于预制混凝土构件施工技术领域，尤其是涉及一种双并筋连接用全灌浆套筒及双并筋连接方法。
背景技术
为减轻建筑工程、桥梁工程等土木工程领域大跨度、重荷载混凝土结构构件的自重，在设计时往往需要尽量控制梁、板、柱等构件的截面尺寸，会出现截面上钢筋根数太多太密集的情况，可能导致混凝土构件施工变得复杂和施工质量难以控制。
在实际设计和施工过程中，土木工程师们给出了“并筋”的钢筋配置方式来解决受力过大部位钢筋根数过多和过于密集而影响混凝土浇筑质量的问题，世界主流规范也均有关于“并筋”的章节或条文。
双并筋是指将2、3或多根受力钢筋绑扎起来，以钢筋束的形式布筋，其中使用较多的是两根钢筋并筋(简称：双并筋)和三根钢筋并筋(简称：三双并筋)，三双并筋可以成束(即按“品”字形布置)或成排布置，如图1所示。
装配式建筑是指在工厂中预制生产所需的结构维护构件、建筑部件、设备体系等，运输到施工现场后进行拼接安装的建筑方式。装配式建筑是建筑工业化的需要，可以实现以标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装饰和信息化管理等为主要特征的工业化生产方式建造。在质量控制、节能环保、施工工期及管理等方面都具有较大优势。按照所采用的结构材料分，装配式建筑可分为木结构、钢结构和装配式混凝土结构。装配式混凝土结构(Precast Concrete Structure)是由预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构，包括装配式整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等。
预制装配式混凝土结构承载力、使用寿命与传统现浇钢筋混凝土结构相当，且具有施工周期短、节能环保等优点，更加适合于国情，在中国具有较好的发展潜力。
钢筋的连接可以搭接、焊接或机械连接，其中搭接是较普遍采用的方式。当混凝土梁中的双并筋采用绑扎的搭接连接时，每根单根应错开并逐次搭接，双并筋的搭接长度应对单位钢筋分别计算和控制。当采用机械连接时，套筒的横向最小净间距应进行控制，以保证混凝土的浇筑质量。
受到施工条件和装配工艺的限制，装配式混凝土结构的预制构件的使用导致预制构件间钢筋的连接催生了很多新的方式，如：灌浆套筒连接、挤压套筒连接、浆锚搭接等。
钢筋套筒灌浆连接技术主要用于装配式混凝土结构中预构件的钢筋连接或钢筋笼的整体对接(图2)，至今已有40余年的历史。钢筋套筒灌浆连接的性能对装配式混凝土结构而言，具有举足轻重的作用。自1983年，其被美国混凝土协会在报告中作为钢筋连接主要技术列入之后，国际上众多学者对钢筋套筒灌浆连接技术开展了一系列的研究工作。相关成果被包括我国规范在内的各主流规范采用。
当装配式混凝土结构构件中因钢筋根数较多而引入双并筋的配筋方式时，两预制构件间双并筋之间的连接成为工程界一个新的问题，传统装配式构件钢筋的连接连接方式针对的是单根钢筋，传统的现浇混凝土中双并筋的搭接连接方式在装配式混凝土结构中使用并不方便，甚至无法实现。焊接的连接方式虽然可以，但在高空、现场等不利环境下要保证双筋的焊接质量存在诸多困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有连接技术中的不足，提供一种双并筋连接用的全灌浆套筒，其设计合理、施工方便且安全经济，能简便、高效完成双并筋连接过程且连接性能可靠。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征是：包括用于连接两段双并筋的金属套筒(1)、两个分别设置在金属套筒(1)两端的密封圈(2、3)、设置在金属套筒(1)空腔中部与金属套筒(1)连成一体且对两段所述双并筋进行限位的限位件和由灌注于金属套筒(1)与两段所述双并筋之间空腔的灌浆料形成的灌浆结构(9)，所述金属套筒(1)直线型或鱼腹型的连接套筒，两段所述双并筋通过灌浆结构(9)与金属套筒(1)锚固连接为一体；两段所述双并筋分别为由左至右插入金属套筒(1)内的第一段双并筋(7)和由右向左插入金属套筒(1)内的第二段双并筋(8)，所述金属套筒(1)左端开有供第一段双并筋(7)插入的左双并筋插口且其右端开有供第二段双并筋(8)插入的右双并筋插口；两个所述密封圈呈对称布置且分别对所述左双并筋插口进行封堵的左密封圈(2)和对所述右双并筋插口进行封堵的右密封圈(3)，所述左双并筋插口与左密封圈(2)之间以及所述右双并筋插口与右密封圈(3)之间均为过盈配合；所述左密封圈(2)套装第一段双并筋(7)上，且左密封圈(2)上开有供第一段双并筋(7)穿入的通孔；所述右密封圈(3)套装第二段双并筋(8)上，且右密封圈(3)上开有供第二段双并筋(8)穿入的通孔；所述第一段双并筋(7)与第二段双并筋(8)直径、钢筋根数和布置方式均相同；所述第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)均布置在金属套筒(1)的中心轴线上且两者插入金属套筒(1)内部长度均为6d～14d，其中d为被连接双并筋中单根钢筋的公称直径，所述第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)插入金属套筒(1)内部的长度之和小于金属套筒(1)长度；所述两段双并筋与金属套筒(1)之间用于灌浆料灌注的空腔平均间隙3mm～8mm；所述金属套筒(1)的左端侧壁上开有一个排浆孔且其右端侧壁上开有一个灌浆孔。
上述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征是：所述金属套筒(1)采用球墨铸铁进行铸造，或采用优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢或其它经过接头型式检验确定符合要求的钢材进行机械加工。
上述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征是：所述限位挡块(4)与金属套筒(1)呈垂直布设，且两者整体同步铸造或机械加工。
上述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征是：所述金属套筒(1)的内壁沿轴线设有6道～12道剪力槽，槽深3mm～5mm；所述金属套筒(1)的壁厚为4mm～8mm。
上述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征是：所述金属套筒(1)的排浆管(6)中部形成排浆孔和注浆管(5)中部形成注浆孔，两者均与金属套筒(1)呈垂直布设且端部均设有螺纹接口，可用于连接排浆延长管和注浆延长管。
上述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征是：所述左密封圈(2)和右密封图圈(3)均为橡胶密封圈，两者厚度均为4mm～8mm。
同时，本发明还公开了一种步骤简单、工艺合理、实现方便且连接效率高、连接效果好的双并筋连接方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、安装密封圈、双并筋插入金属套筒、定位：先将左密封圈(2)和右密封圈(3)分别套装第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)上，再将第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)分别接入金属套筒(1)内，并通过左密封圈(7)和右密封圈(8)对金属套筒(1)的左双并筋插口和右双并筋插口分别进行封堵；
步骤二、排浆延长管与注浆延长管安装(必要时)：在步骤一中所述金属套筒(1)的排浆管(6)和注浆管(5)螺纹接口上分别安装排浆延长管和注浆延长管，内部排浆孔和注浆孔分别连通；
步骤三、灌浆料灌注：通过注浆管(5)的注浆孔连续向金属套筒(1)与两段所述双并筋之间的空腔内灌注灌浆料；当排浆管(6)的排浆孔内有灌浆料排出时，对排浆管(6)的排浆孔进行封堵；待灌浆料充满金属套筒(1)与两段所述双并筋之间的空腔时，停止灌注灌浆料，对注浆管(5)的注浆孔进行封堵，形成灌浆结构(9)；
步骤四、养护：对步骤三中所述灌浆结构(9)进行静置养护，达到灌浆料规定的龄期后，养护结束，完成两段所述双并筋的连接过程。
上述的方法，其特征是：步骤四中对所述灌浆结构(9)进行养护时，养护龄期不小于28天，所述灌浆结构(9)所采用的灌浆料的技术性能：流动度、抗压强度、竖向膨胀率、氯离子含量和泌水率均应符合《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T408的要求。
上述的方法，其特征是：所述第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)均预埋在预制混凝土构件内；步骤四中养护完成后，第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)所处的两个所述预制混凝土构件的连接处外围架设模板并浇筑湿作业混凝土；湿作业混凝土浇筑完成并养护至规定龄期后，所述金属套筒(1)浇筑于两个所述预制构件之间浇筑成型的混凝土结构内，完成两个所述预制混凝土构件的装配连接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、所采用全灌浆套筒结构简单、设计合理且造价较低。
2、所采用的全灌浆套筒加工制作方便，且外形尺寸和占用空间均较小。
3、使用操作简易、施工方便且采用的双并筋连接方法步骤简单、设计合理、实现容易且连接效率高、连接效果好，金属套筒结构简单且其中部设置有限位挡块，能方便对双并筋进行定位，施工时只需将段段连接的双并筋插入金属套筒内灌浆，即可实现双并筋连接。由于所使用的灌浆梁在硬化过程中具有一定的膨胀性，使金属套筒内浆料结构产生径向压力，使被连接的双并筋被紧紧握裹在金属套筒内的浆料结构中，两段双并筋、灌料结构、金属套筒连成一体。
4、连接界面安全、可靠，金属套筒采用球墨铸铁进行铸造，或采用优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢或其它经过接头型式检验确定符合要求的钢材进行机械加工。金属套筒内壁设有剪力槽，形成剪力键，金属套筒外壁与筒外混凝土以及金属套筒内灌浆料与金属套筒内壁之间均不易发生界面破坏，界面连接可靠。
5、双并筋锚固长度较小，即双并筋插入金属套筒内的长度较小。金属套筒内壁设有剪力槽并采用微膨胀高强度灌浆料，使灌浆料与金属套筒及双并筋之间的粘结力、摩擦力及机械咬合力均较强，从而只需较小的双并筋锚固长度及金属套向长度。
6、使用效果好且实用价值高、经济实用，能快速完成双并筋连接过程且连接可靠，同时对双并筋对中精度要求较低，操作方便，省工省时，施工效率高，连接性能可靠，具有良好的经济效益。通过对金属套筒各部分结构与尺寸的优化与限定，对连接方法施工步骤进行合理设计，达到整体尺寸小、占用空间小、节省材料、工艺简便、性能可靠等效果。采用本发明进行双并筋连接施工时，不需要大型或复杂的机械设备和机具，也不需要配备专门电源，施工现场接近干作业，节能环保。综上，本发明综合了套筒灌浆连接和约束浆锚连接等方法的优势，解决了装配式混凝土结构中预制构件间双并筋连接的困难，连接安排可靠，加工制作及施工简单易行，综合性能比很高。
7、适用面广且推广应用前景广泛，能应用于梁、板、墙和柱等装配式混凝土预制构件间双并筋的连接。
下面通过附图和实施实例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为钢筋的并筋配置方式
图2为预制构件之间的全灌浆套筒连接
图3为双并筋连接
图4为双并筋连接时的方法流程框图
附图3标记说明：
1—金属套筒
2—左密封圈
3—右密封圈
4—限位挡块
5—注浆管
6—排浆管
7—第一段双并筋
8—第二段双并筋
9—灌浆结构
具体实施方式
如图3所示的一种双并筋连接用全灌浆套筒，包括用于连接两段双并筋的金属套筒(1)、两个分别设置在金属套筒(1)两端的密封圈(2、3)、设置在金属套筒(1)空腔中部与金属套筒(1)连成一体且对两段所述双并筋进行限位的限位件和由灌注于金属套筒(1)与两段所述双并筋之间空腔的灌浆料形成的灌浆结构(9)，所述金属套筒(1)直线型或鱼腹型的连接套筒，两段所述双并筋通过灌浆结构(9)与金属套筒(1)锚固连接为一体；两段所述双并筋分别为由左至右插入金属套筒(1)内的第一段双并筋(7)和由右向左插入金属套筒(1)内的第二段双并筋(8)，所述金属套筒(1)左端开有供第一段双并筋(7)插入的左双并筋插口且其右端开有供第二段双并筋(8)插入的右双并筋插口；两个所述密封圈呈对称布置且分别对所述左双并筋插口进行封堵的左密封圈(2)和对所述右双并筋插口进行封堵的右密封圈(3)，所述左双并筋插口与左密封圈(2)之间以及所述右双并筋插口与右密封圈(3)之间均为过盈配合；所述左密封圈(2)套装第一段双并筋(7)上，且左密封圈(2)上开有供第一段双并筋(7)穿入的通孔；所述右密封圈(3)套装第二段双并筋(8)上，且右密封圈(3)上开有供第二段双并筋(8)穿入的通孔；所述第一段双并筋(7)与第二段双并筋(8)直径、钢筋根数和布置方式均相同；所述第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)均布置在金属套筒(1)的中心轴线上且两者插入金属套筒(1)内部长度均为6d～14d，其中d为被连接双并筋中单根钢筋的公称直径，所述第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)插入金属套筒(1)内部的长度之和小于金属套筒(1)长度；所述两段双并筋与金属套筒(1)之间用于灌浆料灌注的空腔平均间隙3mm～8mm；所述金属套筒(1)的左端侧壁上开有一个排浆孔且其右端侧壁上开有一个灌浆孔。
本实施例中，所述金属套筒(1)采用球墨铸铁进行铸造，或采用优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢或其它经过接头型式检验确定符合要求的钢材进行机械加工。
上述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征是：所述限位挡块(4)与金属套筒(1)呈垂直布设，且两者整体同步铸造或机械加工。
本实施例中，所述金属套筒(1)的内壁沿轴线设有6道～12道剪力槽，槽深3mm～5mm；所述金属套筒(1)的壁厚为4mm～8mm。
本实施例中，所述金属套筒(1)的排浆管(6)中部形成排浆孔和注浆管(5)中部形成注浆孔，两者均与金属套筒(1)呈垂直布设且端部均设有螺纹接口，可用于连接排浆延长管和注浆延长管。
本实施例中，所述左密封圈(2)和右密封图圈(3)均为橡胶密封圈，两者厚度均为4mm～8mm。
如图4所示的一种双并筋连接方法，包括以下步骤：
步骤一、安装密封圈、双并筋插入金属套筒、定位：先将左密封圈(2)和右密封圈(3)分别套装第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)上，再将第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)分别接入金属套筒(1)内，并通过左密封圈(7)和右密封圈(8)对金属套筒(1)的左双并筋插口和右双并筋插口分别进行封堵；
步骤二、排浆延长管与注浆延长管安装(必要时)：在步骤一中所述金属套筒(1)的排浆管(6)和注浆管(5)螺纹接口上分别安装排浆延长管和注浆延长管，内部排浆孔和注浆孔分别连通；
步骤三、灌浆料灌注：通过注浆管(5)的注浆孔连续向金属套筒(1)与两段所述双并筋之间的空腔内灌注灌浆料；当排浆管(6)的排浆孔内有灌浆料排出时，对排浆管(6)的排浆孔进行封堵；待灌浆料充满金属套筒(1)与两段所述双并筋之间的空腔时，停止灌注灌浆料，对注浆管(5)的注浆孔进行封堵，形成灌浆结构(9)；
步骤四、养护：对步骤三中所述灌浆结构(9)进行静置养护，达到灌浆料规定的龄期后，养护结束，完成两段所述双并筋的连接过程。
本实施例中，步骤四中对所述灌浆结构(9)进行养护时，养护龄期不小于28天，所述灌浆结构(9)所采用的灌浆料的技术性能：流动度、抗压强度、竖向膨胀率、氯离子含量和泌水率均应符合《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T408的要求。
本实施例中，所述第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)均预埋在预制混凝土构件内；步骤四中养护完成后，第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)所处的两个所述预制混凝土构件的连接处外围架设模板并浇筑湿作业混凝土；湿作业混凝土浇筑完成并养护至规定龄期后，所述金属套筒(1)浇筑于两个所述预制构件之间浇筑成型的混凝土结构内，完成两个所述预制混凝土构件的装配连接。
以上所述，仅是本发明较佳的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：包括用于连接两段双并筋的金属套筒(1)、两个分别设置在金属套筒(1)两端的密封圈(2、3)、设置在金属套筒(1)空腔中部与金属套筒(1)连成一体且对两段所述双并筋进行限位的限位件和由灌注于金属套筒(1)与两段所述双并筋之间空腔的灌浆料形成的灌浆结构(9)，所述金属套筒(1)直线型或鱼腹型的连接套筒，两段所述双并筋通过灌浆结构(9)与金属套筒(1)锚固连接为一体；两段所述双并筋分别为由左至右插入金属套筒(1)内的第一段双并筋(7)和由右向左插入金属套筒(1)内的第二段双并筋(8)，所述金属套筒(1)左端开有供第一段双并筋(7)插入的左双并筋插口且其右端开有供第二段双并筋(8)插入的右双并筋插口；两个所述密封圈呈对称布置且分别对所述左双并筋插口进行封堵的左密封圈(2)和对所述右双并筋插口进行封堵的右密封圈(3)，所述左双并筋插口与左密封圈(2)之间以及所述右双并筋插口与右密封圈(3)之间均为过盈配合；所述左密封圈(2)套装第一段双并筋(7)上，且左密封圈(2)上开有供第一段双并筋(7)穿入的通孔；所述右密封圈(3)套装第二段双并筋(8)上，且右密封圈(3)上开有供第二段双并筋(8)穿入的通孔；所述第一段双并筋(7)与第二段双并筋(8)直径、钢筋根数和布置方式均相同；所述第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)均布置在金属套筒(1)的中心轴线上且两者插入金属套筒(1)内部长度均为6d～14d，其中d为被连接双并筋中单根钢筋的公称直径，所述第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)插入金属套筒(1)内部的长度之和小于金属套筒(1)长度；所述两段双并筋与金属套筒(1)之间用于灌浆料灌注的空腔平均间隙3mm～8mm；所述金属套筒(1)的左端侧壁上开有一个排浆孔且其右端侧壁上开有一个灌浆孔。
2.按照权利要求1所述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述金属套筒(1)采用球墨铸铁进行铸造，或采用优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢或其它经过接头型式检验确定符合要求的钢材进行机械加工。
3.按照权利要求1或2所述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述限位挡块(4)与金属套筒(1)呈垂直布设，且两者整体同步铸造或机械加工。
4.按照权利要求1或2所述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述金属套筒(1)的内壁沿轴线设有6道～12道剪力槽，槽深3mm～5mm；所述金属套筒(1)的壁厚为4mm～8mm。
5.按照权利要求1或2所述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述金属套筒(1)的排浆管(6)中部形成排浆孔和注浆管(5)中部形成注浆孔，两者均与金属套筒(1)呈垂直布设且端部均设有螺纹接口，可用于连接排浆延长管和注浆延长管。
6.按照权利要求1或2所述的一种双并筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述左密封圈(2)和右密封图圈(3)均为橡胶密封圈，两者厚度均为4mm～8mm。
7.一种如权利要求1所述全灌浆套筒进行钢筋连接的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、安装密封圈、双并筋插入金属套筒、定位：先将左密封圈(2)和右密封圈(3)分别套装第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)上，再将第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)分别接入金属套筒(1)内，并通过左密封圈(7)和右密封圈(8)对金属套筒(1)的左双并筋插口和右双并筋插口分别进行封堵；
步骤二、排浆延长管与注浆延长管安装(必要时)：在步骤一中所述金属套筒(1)的排浆管(6)和注浆管(5)螺纹接口上分别安装排浆延长管和注浆延长管，内部排浆孔和注浆孔分别连通；
步骤三、灌浆料灌注：通过注浆管(5)的注浆孔连续向金属套筒(1)与两段所述双并筋之间的空腔内灌注灌浆料；当排浆管(6)的排浆孔内有灌浆料排出时，对排浆管(6)的排浆孔进行封堵；待灌浆料充满金属套筒(1)与两段所述双并筋之间的空腔时，停止灌注灌浆料，对注浆管(5)的注浆孔进行封堵，形成灌浆结构(9)；
步骤四、养护：对步骤三中所述灌浆结构(9)进行静置养护，达到灌浆料规定的龄期后，养护结束，完成两段所述双并筋的连接过程。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤四中对所述灌浆结构(9)进行养护时，养护龄期不小于28天，所述灌浆结构(9)所采用的灌浆料的技术性能：流动度、抗压强度、竖向膨胀率、氯离子含量和泌水率均应符合《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T408的要求。
9.按照权利要求7或8所述的方法，其特征在于：所述第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)均预埋在预制混凝土构件内；步骤四中养护完成后，第一段双并筋(7)和第二段双并筋(8)所处的两个所述预制混凝土构件的连接处外围架设模板并浇筑湿作业混凝土；湿作业混凝土浇筑完成并养护至规定龄期后，所述金属套筒(1)浇筑于两个所述预制构件之间浇筑成型的混凝土结构内，完成两个所述预制混凝土构件的装配连接。
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| CN112726964A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-30 | 西安建筑科技大学 | 一种适用于双并筋并排连接的螺纹灌浆套筒 |
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| CN102071776A (zh) * | 2009-11-23 | 2011-05-25 | 黑龙江宇辉新型建筑材料有限公司 | 预制套灌浆钢筋连接套筒及其施工方法 |
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2017
- 2017-11-28 CN CN201711218806.8A patent/CN107740543A/zh active Pending
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