CN109262154A - 一种散索鞍的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种散索鞍的制作方法,属于机械加工领域。将侧板焊接至主筋板、底横梁及鞍头上时,对侧板与底横梁之间的第一单面坡口以及侧板与鞍头之间的第二单面坡口进行部分焊接;由于不是完全焊接第一单面坡口与第二单面坡口,可避免侧板产生较大变形。之后在侧板上焊接支撑板,由于第一单面坡口中的焊道与第二单面坡口中的焊道可对侧板起到一定固定作用,将支撑板焊接至侧板上产生的变形也不大,而支撑板对侧板起到支撑作用,焊接侧板与主筋板之间的双面坡口时可避免侧板产生较大变形,最后完全焊接第一单面坡口与第二单面坡口焊,整个过程中焊接步骤与支撑板相配合,有效控制了侧板的焊接变形,能够提高散索鞍的焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域,特别涉及一种散索鞍的制作方法。
背景技术
散索鞍是悬索桥支撑的重要组成部分,在桥梁结构中起到承受与传递力的作用。当前的散索鞍结构通常包括底横梁、主筋板、纵筋板、两个侧板与鞍头,主筋板沿长度方向上的两端与纵筋板沿长度方向上的两端均分别连接底横梁与鞍头,主筋板与纵筋板相连,两个侧板相对设置在主筋板在宽度方向上的两个侧面上,每个侧板的一端与底横梁连接,每个侧板的另一端与鞍头连接,主筋板在宽度方向上的两个侧面与侧板连接,上述各部分之间均通过焊接连接。
但在焊接侧板时,由于侧板本身的面积较大,侧板与底横梁之间的坡口及侧板与鞍头之间的坡口均为单面坡口且侧板与主筋板之间的焊缝较长,导致在将侧板焊接至主筋板、底横梁及鞍头上的过程中,侧板在与底横梁、鞍头及主筋板之间的连接处常会发生较大的焊接变形,影响散索鞍的焊接质量。
发明内容
本发明实施例提供了一种散索鞍的制作方法,能够提高散索鞍的焊接质量。所述技术方案如下:
本发明实施例提供了一种散索鞍的制作方法,所述制作方法包括:
提供底横梁、主筋板、多对纵筋板、鞍头、两个侧板及四个支撑板;
焊接所述底横梁、所述主筋板、所述多对纵筋板与所述鞍头,使得所述主筋板在长度方向上的两端分别焊接在所述底横梁与所述鞍头上,所述多对纵筋板在长度方向上的两端分别焊接在所述底横梁与所述鞍头上,每对所述纵筋板以所述主筋板所在平面为对称面对称焊接在所述主筋板上;
将所述两个侧板对称放置在所述主筋板沿宽度方向上的两个侧面上;
对所述侧板与所述底横梁之间的第一单面坡口进行部分焊接,对所述侧板与所述鞍头之间的第二单面坡口进行部分焊接;
在每个所述侧板上焊接两个所述支撑板,两个所述支撑板对称焊接在每个所述侧板的对称轴的两侧,且所述侧板的对称轴的一侧的支撑板的长度方向平行所述侧板的对称轴的一侧的侧面;
焊接所述主筋板的一个侧面与一个所述侧板之间、焊接所述主筋板的另一个侧面与另一个所述侧板之间的双面坡口;
将所述第一单面坡口焊接完整,将所述第二单面坡口焊接完整。
可选地,所述焊接所述底横梁、所述主筋板、所述多对纵筋板与所述鞍头包括:
焊接所述主筋板与所述底横梁;
焊接所述纵筋板与所述底横梁;
焊接所述主筋板与所述纵筋板;
焊接所述主筋板与所述鞍头;
焊接所述纵筋板与所述鞍头。
可选地,每个所述支撑板均为长方体,所述支撑板靠近且平行所述侧板的一侧的侧面的面为第一表面,所述侧板的一侧的侧面到所述第一表面所在平面之间的距离为80~100mm,
所述第一表面靠近所述底横梁的一边与所述底横梁在所述第一表面的长度方向上的最近的距离为100~160mm,
所述第一表面靠近所述鞍头的一边与所述鞍头在所述第一表面的长度方向上的最近的距离为100~160mm。
可选地,在对所述第一单面坡口与所述第二单面坡口进行部分焊接时,沿所述第一单面坡口的坡口底部焊接至所述第一单面坡口的坡口深度的1/3处,沿所述第二单面坡口的坡口底部所述第二单面坡口的坡口深度的1/3处。
可选地,将所述第一单面坡口焊接完整,将所述第二单面坡口焊接完整,包括:
沿所述第一单面坡口的坡口深度的1/3处焊接至所述第一单面坡口的坡口深度的2/3处;
沿所述第二单面坡口的坡口深度的1/3处焊接至所述第二单面坡口的坡口深度的2/3处;
沿所述第一单面坡口的坡口深度的2/3处焊接至所述第一单面坡口的坡口顶部;
沿所述第二单面坡口的坡口深度的2/3处焊接至所述第二单面坡口的坡口顶部。
可选地,所述制作方法包括:
在对所述第一单面坡口进行部分焊接之前,在所述第一单面坡口处设置焊接衬垫,所述焊接衬垫设置在所述侧板背离所述第一单面坡口的坡口顶部的一面上。
可选地,所述焊接所述主筋板的一个侧面与一个所述侧板之间的双面坡口包括:
沿所述双面坡口的一侧坡口的坡口深度的坡口底部处焊接至所述一侧坡口的坡口深度的1/3处;
沿所述双面坡口的另一侧坡口的坡口深度的坡口底部处焊接至所述另一侧坡口的坡口深度的1/3处;
沿所述一侧坡口的坡口深度的1/3处焊接至所述一侧坡口的坡口深度的2/3处;
沿所述另一侧坡口的坡口深度的1/3处焊接至所述另一侧坡口的坡口深度的2/3处;
沿所述一侧坡口的坡口深度的1/3处焊接至所述一侧坡口的坡口深度的2/3处;
沿所述另一侧坡口的坡口深度的2/3处焊接至所述另一侧坡口的坡口顶部。
可选地,所述主筋板的一个侧面与一个所述侧板之间的双面坡口为对称双面坡口。
可选地,所述制作方法还包括:
所述第二单面坡口焊接完成之后对所述散索鞍进行应力退火处理。
可选地,所述方法还包括:对所述散索鞍进行应力退火处理处理之后,
使用碳弧气刨去除所述支撑板。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:将侧板焊接至主筋板、底横梁及鞍头上时,先对侧板与底横梁之间的第一单面坡口以及侧板与鞍头之间的第二单面坡口进行部分焊接;此时不是直接对第一单面坡口与第二单面坡口完全焊接,因此可避免侧板产生较大变形。之后在每个侧板上对称焊接两个支撑板且两个支撑板的长度方向分别平行侧板的对称轴的两侧的侧面,由于第一单面坡口中的焊道与第二单面坡口中的焊道可对侧板起到一定固定作用,将支撑板焊接至侧板上产生的变形也不大,而支撑板可对侧板起到支撑作用,在焊接侧板与主筋板之间的双面坡口时可避免侧板产生较大变形,最后将第一单面坡口与第二单面坡口焊接完全,由于此时第一单面坡口与第二单面坡口中需要焊接的部分不多且有支撑板作为支撑,侧板的变形得到进一步控制。整个过程中,焊接第一单面坡口与第二单面坡口的步骤与支撑板相配合,有效控制了侧板的焊接变形,能够提高散索鞍的焊接质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,
图1为本发明实施例提供的散索鞍的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的散索鞍的侧视图;
图3是本发明实施例提供的侧板的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的一种散索鞍的制作方法的流程图;
图5是本发明实施例提供的另一种散索鞍的制作方法的流程图;
图6~图13是本发明实施例提供的散索鞍的制作过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。
本发明提供了一种散索鞍的制作方法,为了便于理解本发明,此处先对散索鞍的结构进行说明。图1为本发明实施例提供的散索鞍的结构示意图,图2是本发明实施例提供的散索鞍的侧视图,结合图1与图2,散索鞍包括底横梁1、主筋板2、2对纵筋板3、两个侧板4与鞍头5。主筋板2的两端分别连接在鞍头5与底横梁1上,2对纵筋板3以主筋板2所在平面为对称面对称焊接在主筋板2上,且2对纵筋板3的两端均分别连接底横梁1与鞍头5,其中纵筋板3垂直主筋板2。两个侧板4相对设置在主筋板2在宽度方向上的两个侧面21上,每个侧板4的一端与底横梁1连接,每个侧板4的另一端与鞍头5连接,主筋板2在宽度方向上的两个侧面21与侧板4连接。
图3是本发明实施例提供的侧板的结构示意图,结合图1与图3,侧板4包括分别连接底横梁1与鞍头5的两端41及两个侧面42。
需要说明的是,在本发明实施例提供的图1~图3的情况中,纵筋板3共有2对,但在本发明实施例提供的其他情况下,纵筋板3也可设置为3对、4对或者其他数量,本发明对此不做限制。
图4是本发明实施例提供的一种散索鞍的制作方法的流程图,如图4所示,该制作方法可包括:
S11:提供底横梁、主筋板、多对纵筋板、鞍头、两个侧板及四个支撑板。
S12:焊接底横梁、主筋板、多对纵筋板与鞍头。
使得主筋板在长度方向上的两端分别焊接在底横梁与鞍头上,多对纵筋板在长度方向上的两端分别焊接在底横梁与鞍头上,每对纵筋板以主筋板所在平面为对称面对称焊接在主筋板上。
S13:将两个侧板对称放置在主筋板沿宽度方向上的两个侧面上。
S14:对侧板与底横梁之间的第一单面坡口进行部分焊接,对侧板与鞍头之间的第二单面坡口进行部分焊接。
S15:在每个侧板上焊接两个支撑板。
两个支撑板对称焊接在每个侧板的对称轴的两侧,且侧板的对称轴的一侧的支撑板的长度方向平行侧板的对称轴的一侧的侧面。
S16:焊接主筋板的一个侧面与一个侧板之间、焊接主筋板的另一个侧面与另一个侧板之间的双面坡口。
S17:将第一单面坡口焊接完整,将第二单面坡口焊接完整。
将侧板焊接至主筋板、底横梁及鞍头上时,先对侧板与底横梁之间的第一单面坡口以及侧板与鞍头之间的第二单面坡口进行部分焊接;此时不是直接对第一单面坡口与第二单面坡口完全焊接,因此可避免侧板产生较大变形。之后在每个侧板上对称焊接两个支撑板且两个支撑板的长度方向分别平行侧板的对称轴的两侧的侧面,由于第一单面坡口中的焊道与第二单面坡口中的焊道可对侧板起到一定固定作用,将支撑板焊接至侧板上产生的变形也不大,而支撑板可对侧板起到支撑作用,在焊接侧板与主筋板之间的双面坡口时可避免侧板产生较大变形,最后将第一单面坡口与第二单面坡口焊接完全,由于此时第一单面坡口与第二单面坡口中需要焊接的部分不多且有支撑板作为支撑,侧板的变形得到进一步控制。整个过程中,焊接第一单面坡口与第二单面坡口的步骤与支撑板相配合,有效控制了侧板的焊接变形,能够提高散索鞍的焊接质量。
图5是本发明实施例提供的另一种散索鞍的制作方法的流程图,如图5所示,该制作方法可包括:
S21:提供底横梁、主筋板、多对纵筋板、鞍头、两个侧板及四个支撑板。
其中,鞍头可为铸钢件,底横梁可为锻件,这种设置便于散索鞍的制作的同时也可满足散索鞍的使用要求。
S22:焊接底横梁、主筋板、多对纵筋板与鞍头。
其中,步骤S22的焊接顺序可为:
焊接主筋板与底横梁;焊接纵筋板与底横梁;焊接主筋板与纵筋板;焊接主筋板与鞍头;焊接纵筋板与鞍头。这种焊接顺序可减小散索鞍在制作过程中整体会出现的焊接变形,保证散索鞍的焊接质量进而保证散索鞍的使用效果。
可选地,主筋板与底横梁及鞍头之间的坡口均可为双面坡口,纵筋板与主筋板、纵筋板与底横梁及鞍头之间的坡口均可为双面坡口,这种设置可减少散索鞍在焊接过程中的变形。
执行完步骤S22之后的结构可如图6所示,主筋板2在长度方向上的两端分别焊接在底横梁1与鞍头5上,多对纵筋板3在长度方向上的两端分别焊接在底横梁1与鞍头5上,每对纵筋板3以主筋板2所在平面为对称面对称焊接在主筋板2上,且纵筋板3垂直主筋板2。
S23:将两个侧板对称放置在主筋板沿宽度方向上的两个侧面上。
S24:对侧板与底横梁之间的第一单面坡口进行部分焊接,对侧板与鞍头之间的第二单面坡口进行部分焊接。
可选地,在对第一单面坡口与第二单面坡口进行部分焊接时,可沿第一单面坡口的坡口底部焊接至第一单面坡口的坡口深度的1/3处,沿第二单面坡口的坡口底部第二单面坡口的坡口深度的1/3处。仅焊接至第一单面坡口与第二单面坡口的坡口深度的1/3处,可保证侧板在后续焊接支撑板的过程中不会出现较大变形,且对焊接第一单面坡口与第二单面坡口进行部分焊接时也不会出现过大变形,保证了侧板的焊接质量。
示例性地,在对第一单面坡口进行部分焊接之前,可在第一单面坡口处设置焊接衬垫,焊接衬垫设置在侧板背离第一单面坡口的坡口顶部的一面上。焊接衬底的设置可保证侧板与底横梁之间的焊接质量。
第二单面坡口处也可设置焊接衬垫,同样可提高焊接质量。
执行完步骤S24之后的第一单面坡口与第二单面坡口的结构图可如图7与与8所示,侧板4与底横梁1之间的第一单面坡口6已由坡口底部焊接至坡口深度的1/3处,侧板4与鞍头5之间的第二单面坡口7也由坡口底部焊接至坡口深度的1/3处。
且根据图7与图8可得到,第一单面坡口6的坡口角度α与第二单面坡口7的坡口角度β均为20°,第一单面坡口6的坡口底部的宽度B1与第二单面坡口7的坡口底部的宽度B2均为10mm。焊接衬底8设置在第一单面坡口6处与第二单面坡口7处。
可选地,在本实施例中,侧板4的板厚B3可为100mm。
S25:在每个侧板上焊接两个支撑板。
两个支撑板对称焊接在每个侧板的对称轴的两侧,且侧板的对称轴的一侧的支撑板的长度方向平行侧板的对称轴的一侧的侧面。
其中,每个支撑板均可为长方体,支撑板靠近且平行侧板的一侧的侧面的面为第一表面,侧板的一侧的侧面到第一表面所在平面之间的距离为80~100mm。第一表面靠近底横梁的一边与底横梁在第一表面的长度方向上的最近的距离为100~160mm。
第一表面靠近鞍头的一边与鞍头在第一表面的长度方向上的最近的距离为100~160mm。采用以上设置的支撑板可对侧板进行有效支撑,也不会影响到散索鞍整体的结构,焊接效果较好。
示例性地,支撑板焊接在侧板上的面的宽度可为60~80mm,支撑板平行侧板的一侧的侧面的宽度可为200~300mm。此条件下的支撑板可适用大部分散索鞍的侧板结构。
执行完步骤S25之后的散索鞍结构图可如图9与图10所示,每个侧板4上均焊接有两个支撑板9。
在图9与图10中,支撑板9靠近且平行侧板4的一侧的侧面42的面为第一表面91,侧板4的一侧的侧面42到第一表面91所在平面之间的距离D1为80mm。第一表面91靠近底横梁1的一边与底横梁1在第一表面91的长度方向上的最近的距离D2为180mm;第一表面91靠近鞍头5的一边与鞍头5在第一表面91的长度方向上的最近的距离D3为185mm。
支撑板9焊接在侧板4上的面的宽度B4为60mm,支撑板9平行侧板4的一侧的侧面的宽度B5为200mm。
S26:焊接主筋板的一个侧面与一个侧板之间、焊接主筋板的另一个侧面与另一个侧板之间的双面坡口。
其中,步骤S26可包括:
沿双面坡口的一侧坡口的坡口深度的坡口底部处焊接至一侧坡口的坡口深度的1/3处。
沿双面坡口的另一侧坡口的坡口深度的坡口底部处焊接至另一侧坡口的坡口深度的1/3处。
沿一侧坡口的坡口深度的1/3处焊接至一侧坡口的坡口深度的2/3处。
沿另一侧坡口的坡口深度的1/3处焊接至另一侧坡口的坡口深度的2/3处。
沿一侧坡口的坡口深度的1/3处焊接至一侧坡口的坡口深度的2/3处。
沿另一侧坡口的坡口深度的2/3处焊接至另一侧坡口的坡口顶部。
这种焊接方式可将侧板与主筋板之间的双面坡口进行分别对称焊接,每次焊接量较小,可避免侧板变形过大。
示例性地,主筋板的一个侧面与一个侧板之间的双面坡口可为对称双面坡口。双面对称坡口可使得侧板在主筋板的两侧产生的变形可相互抵消部分,保证侧板的加工质量。
可选地,除侧板与主筋板之间的双面坡口之外,本发明中的纵筋板与底横梁之间的双面坡口、主筋板与底横梁之间的双面坡口以及支撑板与侧板之间的双面坡口均可采用以上方式进行焊接,以控制侧板的焊接变形。
执行完步骤S26之后的侧板与主筋板之间的双面坡口的结构示意图可如图11所示,侧板4与主筋板2之间的双面坡口10已焊接完全,侧板4与主筋板2之间的双面坡口10的一侧的坡口101与另一侧的坡口102均经过3次焊接。
可选地,双面坡口10的一侧的坡口101与另一侧的坡口102的坡口角度γ均为35°。
S27:将第一单面坡口焊接完整,将第二单面坡口焊接完整。
步骤S27可包括:沿第一单面坡口的坡口深度的1/3处焊接至第一单面坡口的坡口深度的2/3处。
沿第二单面坡口的坡口深度的1/3处焊接至第二单面坡口的坡口深度的2/3处。
沿第一单面坡口的坡口深度的2/3处焊接至第一单面坡口的坡口顶部。
沿第二单面坡口的坡口深度的2/3处焊接至第二单面坡口的坡口顶部。
这种焊接方式分布将侧板焊接至底横梁与鞍头上,在焊接第一单面坡口时侧板发生的变形可与在焊接第二单面坡口时侧板发生的变形相互抵消部分,进一步控制侧板在焊接时会发生的变形,有利于提高散索鞍的焊接质量。
执行完步骤S27之后的第一单面坡口与第二单面坡口的结构示意图可分别见图12、图13,第一单面坡口6与第二单面坡口7已焊接完全。
S28:对散索鞍整体进行应力退火处理。
其中,对散索鞍整体进行应力退火处理可进一步消除散索鞍内部的应力与缺陷,提高散索鞍整体的质量,保证散索鞍的使用效果。
可选地,散索鞍的退火温度可为540~580℃,退火时长可为4~6h,在此退火条件下可得到质量较好的散索鞍。
且上述过程应在完成第一单面坡口与第二单面坡口的焊接之后的24h内进行,以保证应力退火处理的效果。
S29:使用碳弧气刨去除支撑板。
使用碳弧气刨去除支撑板可在对散索鞍损害较小的条件下去除支撑板。其中,步骤S29在80~120℃的条件下进行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种散索鞍的制作方法,其特征在于,所述制作方法包括:
提供底横梁、主筋板、多对纵筋板、鞍头、两个侧板及四个支撑板;
焊接所述底横梁、所述主筋板、所述多对纵筋板与所述鞍头,使得所述主筋板在长度方向上的两端分别焊接在所述底横梁与所述鞍头上,所述多对纵筋板在长度方向上的两端分别焊接在所述底横梁与所述鞍头上,每对所述纵筋板以所述主筋板所在平面为对称面对称焊接在所述主筋板上;
将所述两个侧板对称放置在所述主筋板沿宽度方向上的两个侧面上;
对所述侧板与所述底横梁之间的第一单面坡口进行部分焊接,对所述侧板与所述鞍头之间的第二单面坡口进行部分焊接;
在每个所述侧板上焊接两个所述支撑板,两个所述支撑板对称焊接在每个所述侧板的对称轴的两侧,且所述侧板的对称轴的一侧的支撑板的长度方向平行所述侧板的对称轴的一侧的侧面;
焊接所述主筋板的一个侧面与一个所述侧板之间、焊接所述主筋板的另一个侧面与另一个所述侧板之间的双面坡口;
将所述第一单面坡口焊接完整,将所述第二单面坡口焊接完整。
2.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述焊接所述底横梁、所述主筋板、所述多对纵筋板与所述鞍头包括:
焊接所述主筋板与所述底横梁;
焊接所述纵筋板与所述底横梁;
焊接所述主筋板与所述纵筋板;
焊接所述主筋板与所述鞍头;
焊接所述纵筋板与所述鞍头。
3.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,每个所述支撑板均为长方体,所述支撑板靠近且平行所述侧板的一侧的侧面的面为第一表面,所述侧板的一侧的侧面到所述第一表面所在平面之间的距离为80~100mm,
所述第一表面靠近所述底横梁的一边与所述底横梁在所述第一表面的长度方向上的最近的距离为100~160mm,
所述第一表面靠近所述鞍头的一边与所述鞍头在所述第一表面的长度方向上的最近的距离为100~160mm。
4.根据权利要求1~3任一项所述的制作方法,其特征在于,在对所述第一单面坡口与所述第二单面坡口进行部分焊接时,沿所述第一单面坡口的坡口底部焊接至所述第一单面坡口的坡口深度的1/3处,沿所述第二单面坡口的坡口底部所述第二单面坡口的坡口深度的1/3处。
5.根据权利要求4所述的制作方法,其特征在于,将所述第一单面坡口焊接完整,将所述第二单面坡口焊接完整,包括:
沿所述第一单面坡口的坡口深度的1/3处焊接至所述第一单面坡口的坡口深度的2/3处;
沿所述第二单面坡口的坡口深度的1/3处焊接至所述第二单面坡口的坡口深度的2/3处;
沿所述第一单面坡口的坡口深度的2/3处焊接至所述第一单面坡口的坡口顶部;
沿所述第二单面坡口的坡口深度的2/3处焊接至所述第二单面坡口的坡口顶部。
6.根据权利要求1~3任一项所述的制作方法,其特征在于,所述制作方法包括:
在对所述第一单面坡口进行部分焊接之前,在所述第一单面坡口处设置焊接衬垫,所述焊接衬垫设置在所述侧板背离所述第一单面坡口的坡口顶部的一面上。
7.根据权利要求1~3任一项所述的制作方法,其特征在于,所述焊接所述主筋板的一个侧面与一个所述侧板之间的双面坡口包括:
沿所述双面坡口的一侧坡口的坡口深度的坡口底部处焊接至所述一侧坡口的坡口深度的1/3处;
沿所述双面坡口的另一侧坡口的坡口深度的坡口底部处焊接至所述另一侧坡口的坡口深度的1/3处;
沿所述一侧坡口的坡口深度的1/3处焊接至所述一侧坡口的坡口深度的2/3处;
沿所述另一侧坡口的坡口深度的1/3处焊接至所述另一侧坡口的坡口深度的2/3处;
沿所述一侧坡口的坡口深度的1/3处焊接至所述一侧坡口的坡口深度的2/3处;
沿所述另一侧坡口的坡口深度的2/3处焊接至所述另一侧坡口的坡口顶部。
8.根据权利要求1~3任一项所述的制作方法,其特征在于,所述主筋板的一个侧面与一个所述侧板之间的双面坡口为对称双面坡口。
9.根据权利要求1~3任一项所述的制作方法,其特征在于,所述制作方法还包括:
所述第二单面坡口焊接完成之后对所述散索鞍进行应力退火处理。
10.根据权利要求9所述的制作方法,其特征在于,所述方法还包括:对所述散索鞍进行应力退火处理处理之后,
使用碳弧气刨去除所述支撑板。
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