CN110241735B - 斜拉桥主塔索导管的定位调整装置和调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种斜拉桥主塔索导管的定位调整装置和调整方法，定位调整装置包括劲性骨架、测量组件和标准组件。劲性骨架内设有用于锚固索导管的锚固区域，且劲性骨架上预设有基准点；测量组件用于根据基准点的坐标与索导管进出口的预设坐标之间的关系，以及基准点与索导管的进出口的相对位置关系，将索导管的进出口分别调整至预设高程面上；标准组件包括两个伸缩杆，伸缩杆的一端可转动地连接于劲性骨架上，另一端设有标准点，标准组件用于根据基准点的坐标与索导管进出口的预设坐标之间的关系，以及基准点与标准点的相对位置关系，调整两个标准点使其连线与理论轴线重合或平行。在大雾大风天气下，也能将索导管快速精确调整到理论位置。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种斜拉桥主塔索导管的定位调整装置和调整方法。
背景技术
随着我国公路、铁路交通网的大规模建设，大跨度斜拉桥的建设日趋频繁出现。斜拉索是把斜拉桥主梁及桥面重量直接传递到塔架上的主要承重部材，为确保斜拉索的施工质量，在斜拉桥主塔施工时上塔柱索导管预埋定位精度要求非常高。
现有的斜拉桥主塔索导管预埋定位一般是通过全站仪进行调整将全站仪架设在陆地上，通过测量置于主塔索导管处的棱镜就可以快速实现索导管三维坐标的测量，将测量的索导管进出口的实际坐标与理论坐标进行比对，将索导管逐步调整到理论位置。但是，当出现大雾天气导致能见度较低的情况，全站仪无法检测到棱镜，以及出现大风天气导致全站仪无法置平进行测量工作，而现场又不能停止主塔索导管施工的情况下，无法将索导管快速精确调整到理论位置。本发明的调整方法简单高效，不受大风大雾等天气的影响，且定位精确，不影响主塔施工周期。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种斜拉桥主塔索导管的定位调整装置和调整方法，测量过程不受天气影响，在大雾大风天气下，也能将索导管快速精确调整到理论位置。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种斜拉桥主塔索导管的定位调整装置，以纵桥向、横桥向、高程方向分别为X、Y、Z轴，定义索导管进出口预设位置的连线为理论轴线，所述定位调整装置包括：
劲性骨架，其内设有用于锚固索导管的锚固区域，且所述劲性骨架上预设有基准点；
测量组件，其用于根据所述基准点的坐标与所述索导管进出口的预设坐标之间的关系，以及所述基准点与所述索导管的进出口的相对位置关系，将所述索导管的进出口分别调整至预设高程面上；
标准组件，其包括两个伸缩杆，所述伸缩杆的一端可转动地连接于所述劲性骨架上，另一端设有标准点，所述标准组件用于根据所述基准点的坐标与所述索导管进出口的预设坐标之间的关系，以及所述基准点与所述标准点的相对位置关系，调整两个所述标准点使其连线与所述理论轴线重合或平行。
在上述技术方案的基础上，所述理论轴线与Y轴垂直，所述劲性骨架上预设有两个基准点，两个所述基准点分别用于标定所述索导管的进出口位置，两个所述基准点的连线与Y轴垂直。
在上述技术方案的基础上，所述伸缩杆包括：
第一连接杆，其一端设于所述劲性骨架上；
第二连接杆，其穿设于所述第一连接杆内，所述第二连接杆可沿所述第一连接杆的长度方向运动，所述标准点位于所述第二连接杆远离所述第一连接杆的一端。
在上述技术方案的基础上，两个所述标准点之间连接有标记线。
在上述技术方案的基础上，所述标准组件还包括两个U型扣件，两个所述伸缩杆分别通过两个所述U型扣件固定于所述劲性骨架上。
在上述技术方案的基础上，所述U型扣件的两侧通过螺栓固定于所述劲性骨架上，且所述U型扣件上开设有第一螺纹孔，所述伸缩杆的一端开设有与第一螺纹孔相适配的第二螺纹孔，所述伸缩杆通过螺栓固定于所述U型扣件上，且所述螺栓贯穿所述第一螺纹孔和第二螺纹孔内。
本发明还提供一种使用上述所述的定位调整装置调整斜拉桥主塔索导管的方法，其包括以下步骤：
将索导管放置于所述锚固区域；
根据所述基准点的坐标与所述索导管进出口的预设坐标之间的关系，以及所述基准点与所述索导管的进出口的相对位置关系，将所述索导管的进出口分别调整至预设高程面上；
根据所述基准点的坐标与所述索导管进出口的预设坐标之间的关系，以及所述基准点与两个所述标准点的相对位置关系，调整两个所述标准点使其连线与所述理论轴线重合或平行；
根据两个所述标准点分别与所述索导管进出口的相对位置关系，将所述索导管进出口分别调整至预设位置。
在上述技术方案的基础上，根据所述基准点的坐标与所述索导管进出口的预设坐标之间的关系，以及所述基准点与所述索导管的进出口的相对位置关系，将所述索导管的进出口分别调整至预设高程面上，具体包括以下步骤：
根据所述基准点的高程与所述索导管进口的预设高程的高程差，以及所述索导管的进口的高程与所述基准点的高程的高程差，得到所述索导管的进口的高程与所述索导管进口的预设高程的高程差，将所述索导管的进口调整至预设高程面上；
根据所述基准点的高程与所述索导管出口的预设高程的高程差，以及所述索导管的出口的高程与所述基准点的高程的高程差，得到所述索导管的出口的高程与所述索导管出口的预设高程的高程差，将所述索导管的出口调整至预设高程面上。
在上述技术方案的基础上，调整两个所述标准点使其连线与所述理论轴线重合或平行之前，还包括以下步骤：
根据所述基准点的高程与所述索导管进出口的预设高程的高程差，以及所述基准点的高程与所两个所述标准点的高程的高程差，得到两个所述标准点的高程与所述索导管进出口的预设高程的高程差，将两个所述标准点分别调整至所述预设高程面上。
在上述技术方案的基础上，根据所述标准点与所述索导管进出口的相对位置关系，将所述索导管进出口分别调整至预设位置，具体包括以下步骤：
若两个所述标准点之间的连线与所述理论轴线重合，则将所述索导管进出口分别调整到两个所述标准点的位置；
若两个所述标准点之间的连线与所述理论轴线平行，则根据两个所述标准点的X坐标和Y坐标分别与所述索导管进出口的预设X坐标和Y坐标之间的差值，得到所述索导管进出口的X坐标和Y坐标分别与所述索导管进出口的预设X坐标和Y坐标之间的差值，将所述索导管进出口分别调整至预设位置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的斜拉桥主塔索导管的定位调整装置，包括劲性骨架、测量组件和标准组件，劲性骨架上设置有一基准点，根据基准点的坐标与索导管进出口的预设坐标之间的关系，以及通过测量组件测量基准点与索导管的进出口的相对位置关系，将索导管的进出口分别调整至预设高程面上，标准组件包括两个伸缩杆，伸缩杆的一端可转动地连接于劲性骨架上，另一端设有标准点，标准组件用于根据基准点的坐标与索导管进出口的预设坐标之间的关系，以及基准点与标准点的相对位置关系，先将两个标准点分别调整至索导管的进出口预设高程面上，再调整两个标准点使其连线与所述理论轴线重合或平行。通过两个标准点标定理论轴线的位置，参照两个标准点便能将索导管的进出口调整到预设位置。本发明不需要使用全站仪，测量过程不受天气影响，因此在大雾大风天气下，也能将索导管快速精确调整到理论位置。
(2)本发明的斜拉桥主塔索导管的调整方法，包括以下步骤：将索导管放置于锚固区域；根据基准点的坐标与索导管进出口的预设坐标之间的关系，以及基准点与索导管的进出口的相对位置关系，将索导管的进出口分别调整至预设高程面上；根据基准点的坐标与索导管进出口的预设坐标之间的关系，利用测量装置测量基准点与两个标准点的相对位置关系，调整两个标准点使其连线与理论轴线重合或平行；根据两个标准点分别与索导管进出口的相对位置关系，将索导管进出口分别调整至预设位置。本发明的调整方法简单高效，不受大风大雾等天气的影响，且定位精确，不影响主塔施工周期。
附图说明
图1为本发明实施例中斜拉桥主塔索导管的定位调整装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中伸缩杆的结构示意图；
图3为本发明实施例中U型扣件的结构示意图。
图中：1-索导管，10-理论轴线，2-劲性骨架，20-基准点，3-标准组件，30-伸缩杆，300-第一连接杆，301-第二连接杆，302-第二螺纹孔，31-标准点，32-标记线，33-U型扣件，330-第一螺纹孔。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种斜拉桥主塔索导管的定位调整装置，以纵桥向、横桥向、高程方向分别为X、Y、Z轴，定义索导管1进出口预设位置的连线为理论轴线10，索导管1进出口预设位置指索导管1进出口端面的圆心，两个圆心的连线为理论轴线10，且索导管1进出口预设坐标已知，本发明实施例中的定位调整装置包括劲性骨架2、测量组件和标准组件3，劲性骨架2位于主塔施工区，将劲性骨架2与前一节段施工时预埋的劲性骨架焊接固定，然后吊装索导管1至锚固区域，索导管1调整到预设位置后将索导管1锚固，本发明实施例中为了防止大风大雾天气对索导管1定位测量的影响，在天气好的情况下预先在劲性骨架2上设置一基准点20，并通过全站仪测量该基准点20的坐标，由于索导管1进出口预设坐标已知，可以知道该基准点20与索导管1进出口预设坐标之间的位置关系，根据基准点20的坐标与索导管1进出口的预设坐标之间的关系，以及通过测量组件测量基准点20与索导管1的进出口的相对位置关系，将索导管1的进出口分别调整至预设高程面上，预设高程面指的是索导管1的进出口预设高程所在的平面，索导管1的进口和出口的预设高程分别对应一个预设高程面。例如：基准点20的坐标为，索导管1进口预设坐标为，索导管1出口预设坐标为，那么便可知道基准点20的高程与索导管1进口预设高程之间间距为2cm，基准点20的高程与索导管1出口预设高程之间间距为4cm，那么通过测量组件测量基准点20与索导管1的进口和出口之间的高程差，可以得到索导管1的进口和出口的高程分别与索导管1的进口和出口预设高程之间的差值，比如测量得到索导管1的进口与基准点20之间的高程间距为1cm，那么只需将索导管1的进口向下移动1cm，就能使索导管1的进口位于索导管1的进口的预设高程面上，测量得到索导管1的出口与基准点20之间的高程间距为3cm，那么只需将索导管1的出口向下移动1cm，就能使索导管1的出口位于索导管1的出口的预设高程面上。将索导管1的进出口分别调整至预设高程面上后，只需在两个预设高程面分别沿X轴和Y轴移动索导管1的进出口，就能将索导管1的进出口的X坐标和Y坐标均调整至预设位置。
其中标准组件3包括两个伸缩杆30，伸缩杆30的一端可转动地连接于劲性骨架2上，另一端设有标准点31，另一端可朝靠近和远离索导管1伸缩运动，标准组件3用于根据基准点20的坐标与索导管1进出口的预设坐标之间的关系，以及基准点20与标准点31的相对位置关系，先将两个标准点31分别调整至索导管1的进出口预设高程面上，再调整两个标准点31使其连线与所述理论轴线10重合或平行。通过两个标准点31标定理论轴线10的位置，参照两个标准点31便能将索导管1的进出口调整到预设位置。本发明实施例不需要使用全站仪，测量过程不受天气影响，因此在大雾大风天气下，也能将索导管快速精确调整到理论位置。
参见图1所示，理论轴线10与Y轴垂直，劲性骨架2上预设有两个基准点20，两个基准点20分别用于标定索导管1的进出口位置，两个基准点20的连线与Y轴垂直。将两个基准点20分别设置在索导管1进口和出口的附近，分别用于标定索导管1的进口和出口，由于理论轴线10与Y轴垂直，即索导管1的进出口预设Y坐标相等，将预先设置的两个基准点20通过全站仪调整到至连线与Y轴垂直，即两个基准点20的Y坐标相等，那么在计算两个基准点20的坐标与索导管1的进出口预设坐标之间的关系时只需知道一个基准点20与索导管1的进口的Y坐标就可以，大大节约测量时间，提高测量效率。
参见图2所示，伸缩杆30包括第一连接杆300和第二连接杆301，第一连接杆300的一端设于劲性骨架2上，第二连接杆301穿设于第一连接杆300内，第二连接杆301可沿第一连接杆300的长度方向运动，标准点31位于第二连接杆301远离第一连接杆300的一端。通过第二连接杆301收缩至第一连接杆300内或从第一连接杆300内伸出来调节标准点31的Y坐标，且第一连接杆300和第二连接杆301上均设有刻度，能精确调整标准点31的Y坐标，通过第一连接杆300在劲性骨架2上的水平转动，调整标准点31的X坐标，通过第一连接杆300在劲性骨架2上的竖直转动，调整标准点31的Z坐标，这样可以精确调整标准点31的坐标，以精确标定理论轴线10的位置。
参见图1所示，两个标准点31之间连接有标记线32。两个标准点31为开设在第二连接杆301一端上的孔，通过标记线32系在两个孔上，利用标记线32标记理论轴线10，使标记线32与理论轴线10重合或平行，能更加直观的观察到理论轴线10的位置，将无形的理论轴线10转化为有形，更加直接准确的调整索导管1的进出口的位置。
参见图3所示，标准组件3还包括两个U型扣件33，两个伸缩杆30分别通过两个U型扣件33固定于劲性骨架2上。U型扣件33可直接在现场选取U型钢，无需另外制造，节约成本和工效，且U型扣件33能更适应劲性骨架2，固定更牢固。
参见图3所示，U型扣件33的两侧通过螺栓固定于劲性骨架2上，且U型扣件33上开设有第一螺纹孔330，伸缩杆30的一端开设有与第一螺纹孔330相适配的第二螺纹孔302，伸缩杆30通过螺栓固定于U型扣件33上，且螺栓贯穿第一螺纹孔330和第二螺纹孔302内。能实现伸缩杆30的水平转动和竖直转动，通过调节U型扣件33在劲性骨架2上的水平转动，调整标准点31的X坐标，通过第一连接杆300在U型扣件33上的竖直转动，调整标准点31的Z坐标，这样可以精确调整标准点31的坐标，以精确标定理论轴线10的位置。
本发明实施例还提供一种使用上述的定位调整装置调整斜拉桥主塔索导管的方法，其包括以下步骤：
将索导管1放置于锚固区域；
根据基准点20的坐标与索导管1进出口的预设坐标之间的关系，以及基准点20与索导管1的进出口的相对位置关系，将索导管1的进出口分别调整至预设高程面上；
根据基准点20的坐标与索导管1进出口的预设坐标之间的关系，利用测量装置测量基准点20与两个标准点31的相对位置关系，调整两个标准点31使其连线与理论轴线10重合或平行；
根据两个标准点31分别与索导管1进出口的相对位置关系，将索导管1进出口分别调整至预设位置。
测量装置包括直角尺和水平尺，具体的，根据基准点20的坐标与索导管1进出口的预设坐标之间的关系，利用测量装置测量基准点20与索导管1的进出口的相对位置关系，将索导管1的进出口分别调整至预设高程面上，具体包括以下步骤：
根据基准点20的高程与索导管1进口的预设高程的高程差，利用测量装置测量索导管1的进口的高程与基准点20的高程的高程差，得到索导管1的进口的高程与索导管1进口的预设高程的高程差，将索导管1的进口调整至预设高程面上；
根据基准点20的高程与索导管1出口的预设高程的高程差，利用测量装置测量索导管1的出口的高程与基准点20的高程的高程差，得到索导管1的出口的高程与索导管1出口的预设高程的高程差，将索导管1的出口调整至预设高程面上。
例如：基准点20的坐标为，索导管1进口预设坐标为，索导管1出口预设坐标为，那么便可知道基准点20的高程与索导管1进口预设高程之间间距为2cm，基准点20的高程与索导管1出口预设高程之间间距为4cm，那么通过测量组件测量基准点20与索导管1的进口和出口之间的高程差，可以得到索导管1的进口和出口的高程分别与索导管1的进口和出口预设高程之间的差值，比如测量得到索导管1的进口与基准点20之间的高程间距为1cm，那么只需将索导管1的进口向下移动1cm，就能使索导管1的进口位于索导管1的进口的预设高程面上，测量得到索导管1的出口与基准点20之间的高程间距为3cm，那么只需将索导管1的出口向下移动1cm，就能使索导管1的出口位于索导管1的出口的预设高程面上。将索导管1的进出口分别调整至预设高程面上后，只需在两个预设高程面分别沿X轴和Y轴移动索导管1的进出口，就能将索导管1的进出口的X坐标和Y坐标均调整至预设位置。
进一步的，调整两个标准点31使其连线与理论轴线10重合或平行之前，还包括以下步骤：
根据基准点20的高程与索导管1进出口的预设高程的高程差，利用测量装置测量基准点20的高程与所两个标准点31的高程的高程差，得到两个标准点31的高程与索导管1进出口的预设高程的高程差，将两个标准点31分别调整至预设高程面上。具体测量方法同上，在此不在赘述。
更进一步的，根据标准点31与索导管1进出口的相对位置关系，将索导管1进出口分别调整至预设位置，具体包括以下步骤：
若两个标准点31之间的连线与理论轴线10重合，则将索导管1进出口分别调整到两个标准点31的位置，便能直接将索导管1进出口分别调整至预设位置；
若两个标准点31之间的连线与理论轴线10平行，由于两个标准点31分别与索导管1进出口位于同一预设高程面上，那么只需测量两个标准点31的X坐标和Y坐标分别与索导管1进口的预设X坐标和Y坐标之间的差值，两个标准点31的X坐标和Y坐标分别与索导管1出口的预设X坐标和Y坐标之间的差值，得到索导管1进口的X坐标和Y坐标分别与索导管1进口的预设X坐标和Y坐标之间的差值，以及索导管1出口的X坐标和Y坐标分别与索导管1出口的预设X坐标和Y坐标之间的差值，根据该差值将将索导管1进出口分别调整至索导管1进出口的预设位置。
调整完索导管1后，吊装下一节段劲性骨架2，并将下一节段劲性骨架2与该节段劲性骨架焊接固定，重复上述步骤，直至完成所有的索导管1的定位调整，浇筑所有的劲性骨架2，形成斜拉桥主塔。
本发明实施例的调整方法简单高效，不受大风大雾等天气的影响，且定位精确，不影响主塔施工周期。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种斜拉桥主塔索导管的定位调整装置，以纵桥向、横桥向、高程方向分别为X、Y、Z轴，定义索导管(1)进出口预设位置的连线为理论轴线(10)，其特征在于，所述定位调整装置包括：
劲性骨架(2)，其内设有用于锚固索导管(1)的锚固区域，且所述劲性骨架(2)上预设有基准点(20)；
测量组件，其用于根据所述基准点(20)的坐标与所述索导管(1)进出口的预设坐标之间的关系，以及所述基准点(20)与所述索导管(1)的进出口的相对位置关系，将所述索导管(1)的进出口分别调整至预设高程面上；
标准组件(3)，其包括两个伸缩杆(30)，所述伸缩杆(30)的一端可转动地连接于所述劲性骨架(2)上，另一端设有标准点(31)，所述标准组件(3)用于根据所述基准点(20)的坐标与所述索导管(1)进出口的预设坐标之间的关系，以及所述基准点(20)与所述标准点(31)的相对位置关系，调整两个所述标准点(31)使其连线与所述理论轴线(10)重合或平行；
所述理论轴线(10)与Y轴垂直，所述劲性骨架(2)上预设有两个基准点(20)，两个所述基准点(20)分别用于标定所述索导管(1)的进出口位置，两个所述基准点(20)的连线与Y轴垂直；
所述伸缩杆(30)包括：
第一连接杆(300)，其一端设于所述劲性骨架(2)上；
第二连接杆(301)，其穿设于所述第一连接杆(300)内，所述第二连接杆(301)可沿所述第一连接杆(300)的长度方向运动，所述标准点(31)位于所述第二连接杆(301)远离所述第一连接杆(300)的一端。
2.如权利要求1所述的定位调整装置，其特征在于，两个所述标准点(31)之间连接有标记线(32)。
3.如权利要求1所述的定位调整装置，其特征在于，所述标准组件(3)还包括两个U型扣件(33)，两个所述伸缩杆(30)分别通过两个所述U型扣件(33)固定于所述劲性骨架(2)上。
4.如权利要求3所述的定位调整装置，其特征在于，所述U型扣件(33)的两侧通过螺栓固定于所述劲性骨架(2)上，且所述U型扣件(33)上开设有第一螺纹孔(330)，所述伸缩杆(30)的一端开设有与第一螺纹孔(330)相适配的第二螺纹孔(302)，所述伸缩杆(30)通过螺栓固定于所述U型扣件(33)上，且所述螺栓贯穿所述第一螺纹孔(330)和第二螺纹孔(302)内。
5.一种使用如权利要求1所述的定位调整装置调整斜拉桥主塔索导管的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将索导管(1)放置于所述锚固区域；
根据所述基准点(20)的坐标与所述索导管(1)进出口的预设坐标之间的关系，以及所述基准点(20)与所述索导管(1)的进出口的相对位置关系，将所述索导管(1)的进出口分别调整至预设高程面上；
根据所述基准点(20)的坐标与所述索导管(1)进出口的预设坐标之间的关系，以及所述基准点(20)与两个所述标准点(31)的相对位置关系，调整两个所述标准点(31)使其连线与所述理论轴线(10)重合或平行；
根据两个所述标准点(31)分别与所述索导管(1)进出口的相对位置关系，将所述索导管(1)进出口分别调整至预设位置。
6.如权利要求5所述的调整斜拉桥主塔索导管的方法，其特征在于，根据所述基准点(20)的坐标与所述索导管(1)进出口的预设坐标之间的关系，以及所述基准点(20)与所述索导管(1)的进出口的相对位置关系，将所述索导管(1)的进出口分别调整至预设高程面上，具体包括以下步骤：
根据所述基准点(20)的高程与所述索导管(1)进口的预设高程的高程差，以及所述索导管(1)的进口的高程与所述基准点(20)的高程的高程差，得到所述索导管(1)的进口的高程与所述索导管(1)进口的预设高程的高程差，将所述索导管(1)的进口调整至预设高程面上；
根据所述基准点(20)的高程与所述索导管(1)出口的预设高程的高程差，以及所述索导管(1)的出口的高程与所述基准点(20)的高程的高程差，得到所述索导管(1)的出口的高程与所述索导管(1)出口的预设高程的高程差，将所述索导管(1)的出口调整至预设高程面上。
7.如权利要求5所述的调整斜拉桥主塔索导管的方法，其特征在于，调整两个所述标准点(31)使其连线与所述理论轴线(10)重合或平行之前，还包括以下步骤：
根据所述基准点(20)的高程与所述索导管(1)进出口的预设高程的高程差，以及所述基准点(20)的高程与所两个所述标准点(31)的高程的高程差，得到两个所述标准点(31)的高程与所述索导管(1)进出口的预设高程的高程差，将两个所述标准点(31)分别调整至所述预设高程面上。
8.如权利要求5所述的调整斜拉桥主塔索导管的方法，其特征在于，根据所述标准点(31)与所述索导管(1)进出口的相对位置关系，将所述索导管(1)进出口分别调整至预设位置，具体包括以下步骤：
若两个所述标准点(31)之间的连线与所述理论轴线(10)重合，则将所述索导管(1)进出口分别调整到两个所述标准点(31)的位置；
若两个所述标准点(31)之间的连线与所述理论轴线(10)平行，则根据两个所述标准点(31)的X坐标和Y坐标分别与所述索导管(1)进出口的预设X坐标和Y坐标之间的差值，得到所述索导管(1)进出口的X坐标和Y坐标分别与所述索导管(1)进出口的预设X坐标和Y坐标之间的差值，将所述索导管(1)进出口分别调整至预设位置。
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