CN112195786A - 一种长束预应力钢绞线穿束装置及钢绞线穿束方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种长束预应力钢绞线穿束装置及钢绞线穿束方法，其包括：高压气箱；第一管道，其一端与所述高压气箱连接，另一端用于与桥梁预埋的波纹管连通；用于放置于波纹管内的金属球，通过所述高压气箱内的气压可推动所述金属球穿过波纹管；钢丝绳，其一端连接所述金属球，另一端连接钢绞线；卷扬机，其用于当所述钢丝绳穿过波纹管后与所述钢丝绳连接，牵引所述钢绞线穿过波纹管。本发明提供的一种长束预应力钢绞线穿束装置，可以实现整束钢绞线一次完成穿束，且不会影响穿束效果。

Description

一种长束预应力钢绞线穿束装置及钢绞线穿束方法

技术领域

本发明涉及桥梁预应力张拉技术领域，特别涉及一种长束预应力钢绞线穿束装置及钢绞线穿束方法。

背景技术

目前，预应力是现代桥梁的重要组成部分，施工质量的好坏直接决定桥梁的使用寿命及结构的安全。

相关技术中，汉十铁路崔家营汉江特大桥的主桥(135+300+300+135m)是连续刚构拱桥，主跨跨度最大为300米，单束钢绞线最长可达298米，目前常用的钢绞线穿束方法是采用预应力穿束机，预应力穿束机是通过电机带动主动轮转动，钢绞线从一端进线口插入，压轮压住钢绞线向前移动沿导管穿入预留波纹管孔道，直到从孔道另一端穿出，到达穿束钢绞线的目的；但是，这种预应力穿束机一次只能穿一根钢绞线，且波纹管孔道较长时效果不佳。

发明内容

本发明实施例提供一种长束预应力钢绞线穿束装置及钢绞线穿束方法，以解决相关技术中采用预应力穿束机一次只能穿一根钢绞线，且波纹管孔道较长时效果不佳的问题。

第一方面，提供了一种长束预应力钢绞线穿束装置，其包括：高压气箱；第一管道，其一端与所述高压气箱连接，另一端用于与桥梁预埋的波纹管连通；用于放置于波纹管内的金属球，通过所述高压气箱内的气压可推动所述金属球穿过波纹管；钢丝绳，其一端连接所述金属球，另一端连接钢绞线；卷扬机，其用于当所述钢丝绳穿过波纹管后与所述钢丝绳连接，牵引所述钢绞线穿过波纹管。

一些实施例中，所述长束预应力钢绞线穿束装置还包括：用于向所述高压气箱内输入空气的空气压缩机，其通过第二管道与所述高压气箱连接，所述第二管道与所述高压气箱的连接处设有进气口阀门，打开所述进气口阀门空气可进入所述高压气箱内。

一些实施例中，所述钢丝绳包括第一钢丝绳和第二钢丝绳，所述第一钢丝绳的一端与所述金属球连接，另一端通过卡环与所述第二钢丝绳连接，所述第二钢丝绳的末端连接所述钢绞线，所述第二钢丝绳的直径大于或者等于所述第一钢丝绳的直径。

一些实施例中，所述长束预应力钢绞线穿束装置还包括设于所述第一钢丝绳处的放绳器，所述第一钢丝绳缠绕于所述放绳器上，且所述第一钢丝绳的一端绕过第一转向轮与所述金属球连接。

一些实施例中，所述长束预应力钢绞线穿束装置还包括：连接件，其一端连接所述第一管道，另一端用于连接波纹管，所述连接件侧壁开设有圆孔，所述钢丝绳通过所述圆孔穿过所述连接件与所述金属球连接；以及密封件，设于所述圆孔处，用于密封所述连接件。

第二方面，提供了一种采用如上述的长束预应力钢绞线穿束装置的钢绞线穿束方法，包括以下步骤：将所述钢丝绳的一端与所述金属球固定，并将所述金属球放置于波纹管内；打开所述高压气箱，使所述高压气箱中的空气推动所述金属球穿过波纹管；将所述钢丝绳穿过波纹管的一端连接所述卷扬机，另一端连接所述钢绞线；通过所述卷扬机牵引所述钢丝绳完成所述钢绞线的穿束。

一些实施例中，所述将所述钢丝绳的一端与所述金属球固定，并将所述金属球放置于波纹管内，具体包括：所述长束预应力钢绞线穿束装置还包括连接件，所述连接件的侧壁开设有圆孔，所述钢丝绳的一端穿过所述圆孔与所述金属球固定，然后将所述金属球放置于波纹管内。

一些实施例中，所述打开所述高压气箱，使所述高压气箱中的空气推动所述金属球穿过波纹管，具体包括：所述钢丝绳包括第一钢丝绳和第二钢丝绳，所述第二钢丝绳的直径大于或者等于所述第一钢丝绳的直径；所述金属球与所述第一钢丝绳连接，且带动所述第一钢丝绳的一端穿过波纹管。

一些实施例中，打开所述高压气箱，使所述高压气箱中的空气推动所述金属球穿过波纹管之后，将所述第一钢丝绳穿过波纹管的一端连接所述卷扬机，将所述第一钢丝绳的另一端连接所述第二钢丝绳，并使所述卷扬机牵引所述第一钢丝绳，带动所述第二钢丝绳的一端穿过波纹管。

一些实施例中，所述将所述钢丝绳穿过波纹管的一端连接所述卷扬机，另一端连接所述钢绞线，具体包括：将所述第二钢丝绳穿过波纹管的一端连接所述卷扬机，将所述第二钢丝绳的另一端连接所述钢绞线。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种长束预应力钢绞线穿束装置及钢绞线穿束方法，由于本发明的长束预应力钢绞线穿束装置设置了金属球以及钢丝绳，可以先将钢丝绳与金属球固定，将金属球设置于桥梁预埋的波纹管中，再通过高压气箱提供的气压可以推动金属球带动钢丝绳穿过波纹管，将钢丝绳穿过波纹管的一端与卷扬机连接，另一端与钢绞线连接，从而可以通过卷扬机牵引钢绞线穿过波纹管，并且当波纹管较长时，也可以对应使用更长的钢丝绳，不会影响穿束效果，同时，可以在钢丝绳的末端一次连接多根钢绞线，实现整束钢绞线一次完成穿束。

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种长束预应力钢绞线穿束装置的部分结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种长束预应力钢绞线穿束装置的卷扬机牵引第二钢绞线的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种钢绞线穿束方法的流程图。

图中：1、高压气箱；11、进气口阀门；12、出气口阀门；13、空气压缩机；14、第一管道；15、第二管道；2、波纹管；3、金属球；4、钢丝绳；41、第一钢丝绳；42、第二钢丝绳；43、卡环；5、放绳器；51、第一转向轮；52、第二转向轮；6、卷扬机；7、连接件；71、圆孔；72、密封件；8、连接转换器；9、钢绞线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种长束预应力钢绞线穿束装置及钢绞线穿束方法，其能解决相关技术中采用预应力穿束机一次只能穿一根钢绞线，且波纹管孔道较长时效果不佳的问题。

参见图1和图2所示，为本发明实施例提供的一种长束预应力钢绞线穿束装置，其包括：高压气箱1；第一管道14，其一端与高压气箱1连接，另一端用于与桥梁预埋的波纹管2连通；用于放置于波纹管2内的金属球3，通过高压气箱1内的气压可推动金属球3穿过波纹管2；钢丝绳4，其一端连接金属球3，另一端连接钢绞线9；卷扬机6，其用于当钢丝绳4穿过波纹管2后与钢丝绳4连接，牵引钢绞线9穿过波纹管2。

通过高压气箱1提供的气压可以推动金属球3带动钢丝绳4穿过波纹管2，通过卷扬机6牵引钢丝绳4可以带动钢绞线9穿过波纹管2，并且当波纹管2较长时，也可以对应使用更长的钢丝绳4，不会影响穿束效果，同时，可以在钢丝绳4的末端一次连接多根钢绞线9，实现整束钢绞线9一次完成穿束，本实施例提供的长束预应力钢绞线穿束装置施工布置简单，位置可根据施工需要灵活布置，设施简单操作简便，能快速穿束，节约工期，经济效益好。

参见图1所示，在上述实施例的基础上，长束预应力钢绞线穿束装置还可以包括：用于向高压气箱1内输入空气的空气压缩机13，其通过第二管道15与高压气箱1连接，且第二管道15与高压气箱1的连接处可以焊接有进气口阀门11，打开进气口阀门11空气可进入高压气箱1内，并且空气压缩机13还可以与储气罐连接，使空气压缩机13可以多次向高压气箱1中充气，所述进气口阀门11优选可拆式。

参见图1所示，在上述实施例的基础上，高压气箱1与第一管道14的连接处可以焊接有出气口阀门12，所述出气口阀门12优选可拆式，在正常工作时，打开高压气箱1进气口处的进气口阀门11，同时关闭出气口阀门12，并且打开空气压缩机13，向高压气箱1内进气，待高压气箱1内压力达到设定值(其中，高压气箱1内的压力值以高压气箱1内的空气体积在常温常压下等于所需穿束的波纹管2体积为准，且高压气箱1的压力设定值一般为0.5-10Mpa)时，关闭进气口阀门11和空气压缩机13，从而完成向高压气箱1中储气，增加的进气口阀门11和出气口阀门12可以在不拆除出气口第一管道14的情况下对高压气箱1进行充气，并且高要求气箱上的压力表能够比较直接的看到高压气箱1内的压力，提高钢绞线9穿束效率。

优选的，第二管道15和第一管道14均可以是橡胶管，较柔软，便于弯折及连接。

参见图1所示，在一些实施例中，钢丝绳4可以包括第一钢丝绳41和第二钢丝绳42，第一钢丝绳41的一端与金属球3连接，另一端通过卡环43与第二钢丝绳42连接，所述第二钢丝绳42的末端连接所述钢绞线9，第二钢丝绳42的直径大于或者等于第一钢丝绳41的直径，使用较细的第一钢丝绳41与金属球3连接，使金属球3带动第一钢丝绳41穿过波纹管2，第一钢丝绳41较轻，使得金属球3容易带动第一钢丝绳41顺利穿过波纹管2，当第一钢丝绳41穿过波纹管2后，将第一钢丝绳41穿过波纹管2的一端与卷扬机6连接，将第一钢丝绳41的末端与第二钢丝绳42连接，通过卷扬机6牵引第一钢丝绳41带动较粗的第二钢丝绳42穿过波纹管2，使用较粗的第二钢丝绳42便于后续牵引多根钢绞线9时，能够承受较大的拉力，本实施例中，第一钢丝绳41的直径优选φ6mm，第二钢丝绳42的直径优选φ28mm，在其他实施例中，第一钢丝绳41与第二钢丝绳42的直径可以视情况从4mm、6mm、12mm、20mm、28mm、32mm中任意选择。

参见图1所示，在上述实施例的基础上，长束预应力钢绞线穿束装置还可以包括设于第一钢丝绳41处的放绳器5，第一钢丝绳41可以缠绕于放绳器5上，且第一钢丝绳41的一端可以绕过设于梁端的第一转向轮51与金属球3连接，通过设置的放绳器5与第一转向轮51，便于引导和过渡第一钢丝绳41，使第一钢丝绳41能够跟随金属球3顺畅移动，减小阻力。

参见图1所示，在一些可选的实施例中，长束预应力钢绞线穿束装置还可以包括：连接件7，连接件7可以是两端具有开口的中空结构，其一端连接第一管道14，另一端用于连接波纹管2，连接件7侧壁开设有圆孔71，第一钢丝绳41的一端可以通过圆孔71穿过连接件7与金属球3连接；并且圆孔71处还可以设有用于密封连接件7的密封件72，该密封件72将圆孔71封闭，可以保证波纹管2及连接件7内的气密性，能够有效的提高高压气箱1内气体推动金属球3穿过波纹管2的效率。

优选的，金属球3可以是不锈钢材质的，金属球3可以设有贯穿的中心孔，供第一钢丝绳41穿过并与金属球3固定，由于金属球3的直径大小与高压气箱1内的空气损耗成反比，并且金属球3的直径与金属球3在波纹管2中的穿束效率呈二次函数关系，因此金属球3的直径以小于波纹管2直径3～5cm为宜，本实施例中，采用金属球3直径小于波纹管2直径4cm。

参见图2所示，在一些实施例中，当第二钢丝绳42的一端穿过波纹管2后，可以将第二钢丝绳42穿过波纹管2的一端与卷扬机6连接，将第二钢丝绳42的末端通过连接转换器8与多根钢绞线9连接，且可以在梁端设置第二转向轮52，第二钢丝绳42绕过第二转向轮52连接至卷扬机6上，通过卷扬机6牵引第二钢丝绳42，进而带动多根钢绞线9穿过波纹管2，本实施例中，直径为φ28mm第二钢丝绳42的末端可以连接31根直径为φ15.2mm的钢绞线9完成穿束。

本发明提供的长束预应力钢绞线穿束装置适用于120m以上的钢绞线9穿束，可以通过向高压气箱1中多次加压的方式来推动金属球3带动第一钢丝绳41穿过波纹管2，其最长穿束长度受制于第二钢丝绳42所能带动钢绞线9穿过波纹管2的长度，可以根据现场实际情况进行设计计算。

参见图3所示，本发明实施例还提供了一种采用上述的长束预应力钢绞线穿束装置的钢绞线穿束方法，包括以下步骤：

S301：将钢丝绳4的一端与金属球3固定，并将金属球3放置于波纹管2内。

在一些实施例中，钢丝绳4可以包括第一钢丝绳41和第二钢丝绳42，第二钢丝绳42的直径大于或者等于第一钢丝绳41的直径，长束预应力钢绞线穿束装置还可以包括连接件7，连接件7的侧壁开设有圆孔71，于步骤S301中，所述将钢丝绳4的一端与金属球3固定，并将金属球3放置于波纹管2内，具体可以包括如下步骤：将第一钢丝绳41的一端穿过连接件7的圆孔71与金属球3固定，然后将金属球3放置于波纹管2内。

在一些可选的实施例中，于步骤S301之后，可以将连接件7的大端与波纹管2固定，将连接件7的小端与第一管道14固定，使得第一管道14通过连接件7与波纹管2孔道连通。

在一些实施例中，于步骤S301之后，可以通过密封件72将连接件7的圆孔71封闭，保证气密性。

S302：打开高压气箱1，使高压气箱1中的空气推动金属球3穿过波纹管2。

在一些可选的实施例中，于步骤S302之前，可以通过第二管道15将空气压缩机13与高压气箱1连接，并且打开第二管道15与高压气箱1连接处的进气口阀门11，同时，关闭高压气箱1与第一管道14连接处的出气口阀门12，打开空气压缩机13向高压气箱1中进气，待高压气箱1中的内压力达到设定值时，关闭进气口阀门11和空气压缩机13。

在一些实施例中，于步骤S302中，所述打开高压气箱1，使高压气箱1中的空气推动金属球3穿过波纹管2，具体可以包括如下步骤：打开出气口阀门12，使高压气箱1中的空气推动金属球3穿过波纹管2，进而金属球3带动第一钢丝绳41的一端穿过波纹管2，并且在金属球3穿过波纹管2的过程中，可以通过多次向高压气箱1加压的方式来推动金属球3完全穿过波纹管2。

在一些可选的实施例中，于步骤S302之后，可以将第一钢丝绳41穿过波纹管2的一端连接卷扬机6，将第一钢丝绳41的另一端连接第二钢丝绳42，并使卷扬机6牵引第一钢丝绳41穿过波纹管2，同时，第一钢丝绳41带动第二钢丝绳42的一端穿过波纹管2。

S303：将钢丝绳4穿过波纹管2的一端连接卷扬机6，另一端连接钢绞线9。

在一些实施例中，于步骤S303中，所述将钢丝绳4穿过波纹管2的一端连接卷扬机6，另一端连接钢绞线9，具体可以包括以下步骤：将第二钢丝绳42穿过波纹管2的一端与卷扬机6连接，并且将第二钢丝绳42的另一端通过连接转换器8与多根钢绞线9连接。

S304：通过卷扬机6牵引钢丝绳4完成钢绞线9的穿束。

在一些实施例中，于步骤S304中，所述通过卷扬机6牵引钢丝绳4完成钢绞线9的穿束，具体可以包括以下步骤：通过卷扬机6牵引第二钢丝绳42，使第二钢丝绳42带动多根钢绞线9的一端穿过波纹管2，完成整束钢绞线9的穿束。

本发明实施例提供了一种长束预应力钢绞线穿束装置及钢绞线穿束方法的原理为：

由于本发明的长束预应力钢绞线穿束装置设置了金属球3以及钢丝绳4，可以先将钢丝绳4与金属球3固定，将金属球3设置于桥梁预埋的波纹管2中，再通过高压气箱1提供的气压可以推动金属球3带动钢丝绳4穿过波纹管2，将钢丝绳4穿过波纹管2的一端与卷扬机6连接，另一端与钢绞线9连接，从而可以通过卷扬机6牵引钢绞线9穿过波纹管2，并且当波纹管2较长时，也可以对应使用更长的钢丝绳4，不会影响穿束效果，同时，可以在钢丝绳4的末端一次连接多根钢绞线9，实现整束钢绞线9一次完成穿束。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种长束预应力钢绞线穿束装置，其特征在于，其包括：

高压气箱(1)；

第一管道(14)，其一端与所述高压气箱(1)连接，另一端用于与桥梁预埋的波纹管(2)连通；

用于放置于波纹管(2)内的金属球(3)，通过所述高压气箱(1)内的气压可推动所述金属球(3)穿过波纹管(2)；

钢丝绳(4)，其一端连接所述金属球(3)，另一端连接钢绞线(9)；

卷扬机(6)，其用于当所述钢丝绳(4)穿过波纹管(2)后与所述钢丝绳(4)连接，牵引所述钢绞线(9)穿过波纹管(2)。

2.如权利要求1所述的长束预应力钢绞线穿束装置，其特征在于，所述长束预应力钢绞线穿束装置还包括：用于向所述高压气箱(1)内输入空气的空气压缩机(13)，其通过第二管道(15)与所述高压气箱(1)连接，

所述第二管道(15)与所述高压气箱(1)的连接处设有进气口阀门(11)，打开所述进气口阀门(11)空气可进入所述高压气箱(1)内。

3.如权利要求1所述的长束预应力钢绞线穿束装置，其特征在于：

所述钢丝绳(4)包括第一钢丝绳(41)和第二钢丝绳(42)，所述第一钢丝绳(41)的一端与所述金属球(3)连接，另一端通过卡环(43)与所述第二钢丝绳(42)连接，所述第二钢丝绳(42)的末端连接所述钢绞线(9)，

所述第二钢丝绳(42)的直径大于或者等于所述第一钢丝绳(41)的直径。

4.如权利要求3所述的长束预应力钢绞线穿束装置，其特征在于：

所述长束预应力钢绞线穿束装置还包括设于所述第一钢丝绳(41)处的放绳器(5)，所述第一钢丝绳(41)缠绕于所述放绳器(5)上，且所述第一钢丝绳(41)的一端绕过第一转向轮(51)与所述金属球(3)连接。

5.如权利要求1所述的长束预应力钢绞线穿束装置，其特征在于，所述长束预应力钢绞线穿束装置还包括：

连接件(7)，其一端连接所述第一管道(14)，另一端用于连接波纹管(2)，所述连接件(7)侧壁开设有圆孔(71)，所述钢丝绳(4)通过所述圆孔(71)穿过所述连接件(7)与所述金属球(3)连接；

以及密封件(72)，设于所述圆孔(71)处，用于密封所述连接件(7)。

6.一种采用如权利要求1所述的长束预应力钢绞线穿束装置的钢绞线穿束方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述钢丝绳(4)的一端与所述金属球(3)固定，并将所述金属球(3)放置于波纹管(2)内；

打开所述高压气箱(1)，使所述高压气箱(1)中的空气推动所述金属球(3)穿过波纹管(2)；

将所述钢丝绳(4)穿过波纹管(2)的一端连接所述卷扬机(6)，另一端连接所述钢绞线(9)；

通过所述卷扬机(6)牵引所述钢丝绳(4)完成所述钢绞线(9)的穿束。

7.如权利要求6所述的钢绞线穿束方法，其特征在于，所述将所述钢丝绳(4)的一端与所述金属球(3)固定，并将所述金属球(3)放置于波纹管(2)内，具体包括：

所述长束预应力钢绞线穿束装置还包括连接件(7)，所述连接件(7)的侧壁开设有圆孔(71)，

所述钢丝绳(4)的一端穿过所述圆孔(71)与所述金属球(3)固定，然后将所述金属球(3)放置于波纹管(2)内。

8.如权利要求6所述的钢绞线穿束方法，其特征在于，所述打开所述高压气箱(1)，使所述高压气箱(1)中的空气推动所述金属球(3)穿过波纹管(2)，具体包括：

所述钢丝绳(4)包括第一钢丝绳(41)和第二钢丝绳(42)，所述第二钢丝绳(42)的直径大于或者等于所述第一钢丝绳(41)的直径；

所述金属球(3)与所述第一钢丝绳(41)连接，且带动所述第一钢丝绳(41)的一端穿过波纹管(2)。

9.如权利要求8所述的钢绞线穿束方法，其特征在于：

打开所述高压气箱(1)，使所述高压气箱(1)中的空气推动所述金属球(3)穿过波纹管(2)之后，将所述第一钢丝绳(41)穿过波纹管(2)的一端连接所述卷扬机(6)，将所述第一钢丝绳(41)的另一端连接所述第二钢丝绳(42)，

并使所述卷扬机(6)牵引所述第一钢丝绳(41)，带动所述第二钢丝绳(42)的一端穿过波纹管(2)。

10.如权利要求9所述的钢绞线穿束方法，其特征在于：所述将所述钢丝绳(4)穿过波纹管(2)的一端连接所述卷扬机(6)，另一端连接所述钢绞线(9)，具体包括：将所述第二钢丝绳(42)穿过波纹管(2)的一端连接所述卷扬机(6)，将所述第二钢丝绳(42)的另一端连接所述钢绞线(9)。

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