CN112919293A - 轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构 - Google Patents
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Abstract
一种轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构,其包含楼梯和自动扶梯,所述楼梯包含多段楼梯梯段,各楼梯梯段之间通过楼梯休息平台连接,各楼梯梯段包含多个依次连接的楼梯踏步,所述自动扶梯包含自动扶梯手带,所述楼梯踏步的尺寸及参数为:a×b=280mm×160mm,楼梯踏步的倾斜角α=arccot a/b=29.74°,所述楼梯休息平台的长c为大于等于1200mm和小于等于1500mm,每个楼梯梯段的楼梯踏步的数量n不超过18级,在n为18级时,提升高度为H'=2880mm,楼梯的整体倾斜角α'=arccotL楼/H,L楼为楼梯的水平长度,随楼梯梯提升高度增大、梯段数量增加而整体倾斜角α'变小且≤29.74°;由此,本发明其能有效解决现有的问题,为乘客提供舒适、安全的使用环境,同时达到节省投资、节约城市土地资源、减少地面厅对城市景观影响等诸多目的,具有较好的推广应用前景,具有较好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通的技术领域,尤其涉及一种轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构。
背景技术
随着城市建设的快速发展,截至2020年底,全国修建轨道交通的城市已经扩张至40余座,数量增加巨大,发展速度举世瞩目。其中,以北京、上海、广州、成都为引领的各大都市,会逐步进入轨道交通网络化运营的时代。在轨道交通网络化的背景下,随着城市空间日益紧张,轨道交通车站将会越来越多地出现多层(大于等于三层)车站、深埋车站、高架站。作为车站重要的竖向交通设施:楼梯和自动扶梯的提升高度在上述车站中的显著特点为“提升高度大”,而在大提升段中的楼梯、自动扶梯的布置便显得尤为重要,如果二者位置关系处理不当,将会给轨道交通车站带来:楼梯下端梯段会高出自动扶梯扶手带,高差过大影响乘客空间使用、私密性差;使得楼梯与自动扶梯并行段整体长度过长;使得出入口地面厅长度加长等诸多问题。在现有楼梯、自动扶梯大提升段的并行布置方案中,必然会存在二者位置差距过大的情况,从而导致产生上述问题。
现有楼梯、自动扶梯的技术方案为(如图1所示):
楼梯尺寸及参数:踏步尺寸a(宽)×b(高)=300mm×150mm,踏步的倾斜角α=26.57°,该角度决定了楼梯整体倾斜角的初始角度,楼梯整体的倾斜角α'都是在此角度的基础上减小。
楼梯休息平台长c=1500mm,每个梯段的踏步数量n不超过18级,18级踏步对应的提升高度为H'=b×18=2700mm,楼梯整体的倾斜角α':随楼梯提升高度H增大、梯段数量n的增加而变小,例如:当提升高度H=2700mm时,梯段数量n=1,α'=26.57°=α(当楼梯提升高度H≤2700mm时,楼梯整体的倾斜角与踏步的倾斜角相等,因此该角度也称为楼梯整体倾斜角的初始角度。);当提升高度H=5400mm时,梯段数量n=2,α'=24.23°;当提升高度H=8100mm时,梯段数量n=3,α'=23.53°;当提升高度为H=14400mm时,梯段数量n=5,α'=22.48°。
自动扶梯的参数:自动扶梯倾斜角β=30°,自动扶梯上工作基点与下工作基点的水平长度L扶=cotβ×H=cot30°×H。通过对现有方案大提升段楼梯、自动扶梯并行布置位置差距ΔL过大原因分析可知,楼梯整体的倾斜角α'是随楼梯提升高度H的增大、梯段数量n的增加而变小,由于自动扶梯倾斜角β=30°是恒定不变的,因此,二者的差值β-α',必然随楼梯提升高度H的增大、梯段数量n的增加而变大。最终决定了楼梯、自动扶梯并行布置位置差距ΔL随楼梯提升高度H的增大而增大。
现有技术方案中,楼梯的踏步尺寸a(宽)×b(高)=300mm×150mm,决定了踏步的倾斜角α=26.57°,该角度决定了楼梯整体倾斜角的初始角度。由于楼梯整体的初始角度与自动扶梯的倾斜角差较大(β-α=30°-26.57°=3.43°),因此,在楼梯、自动扶梯的提升高度H不大时,二者并行布置时就会出现二者位置差距ΔL过大的情况,这也就决定了现有方案从根本上就不适应用于“大提升段”的楼梯、自动扶梯并行布置的方案中。在轨道交通车站大提升段中,现有方案必然带来楼梯、自动扶梯并行布置位置差距ΔL过大的情况。这也是现有楼扶梯布置方案中,在大提升段产生的楼梯、自动扶梯并行布置位置差距过大的根本原因。
现有方案楼梯、自动扶梯位置关系合理布置时,提升高度H及二者位置差距ΔL的临界值确定:判定楼梯、自动扶梯位置布置关系是否合理的依据为:楼梯下端踏步突出自动扶梯的高度,不应大于自动扶梯扶手带的高度;楼梯上端最后一级踏步至自动扶梯上工作基点的水平距离,不应超过自动扶梯上端水平扶手带的长度。
现有方案楼梯、自动扶梯位置关系满足上条要求,合理布置时,二者的位置关系为:楼梯下端第一级踏步与自动扶梯下工作基点的距离ΔL下为1650mm,当提升高度H≤8100mm时,楼梯上端最后一级踏步至自动扶梯上工作基点的水平距离ΔL上≤2620mm,小于自动扶梯上端扶手带的水平长度,二者的并行布置位置总差距ΔL=ΔL下+ΔL上≤4270mm。此时的位置差距ΔL=4270mm,为现有方案的临界差距值,所对应的提升高度H=8100mm为临界高度值。
按照现有技术方案,在楼梯与自动扶梯并行布置提升高度H>8100mm的情况下,楼梯与自动扶梯的位置关系会突破上述的规定,此时判定为二者相对位置差距过大的情况。而二者相对位置差距过大,会带来如下问题:影响乘客空间使用、私密性差;使得楼梯与自动扶梯并行段整体长度过长;使得出入口地面厅长度加长等。具体问题分述如下:
楼梯下端梯段高度高出自动扶梯扶手带,会显得楼梯较为突兀,影响乘客空间效果;影响提升段下端吊顶设置范围;在出入口的提升段中,会引起出入口提升段结构顶板高度的抬升,土建规模加大、投资增加;在站内的提升段中,会导致中间层楼板开洞范围增大,多占用中间层空间,减少该层设备管理用房面积;楼梯下端梯段高度高出自动扶梯扶手带,会使得站在楼梯下端梯段的乘客与自动扶梯下端的乘客高差大于人视高度,乘客在使用楼梯、自动扶梯时引发私密性问题;楼梯最后一级踏步超过自动扶梯扶手,需要增设自动扶梯与楼梯之间的隔离栏杆,投资增加;在深埋车站出入口提升段中,提升段整体长度因楼梯、自动扶梯位置差距过大而加长,增加了出入口通道的长度,增加出入口通道土建投资;楼梯上端最后一级踏步与自动扶梯上工作基点的水平距离过长,使车站顶层楼板开洞尺寸增大;楼梯上端最后一级踏步与自动扶梯上工作基点的水平距离过长,在车站出入口提升段的楼扶梯布置中,会引起出入口出地面的敞口段的水平长度过长,从而引起出入口地面厅的长度加长,增大了出入口地面厅的规模,增加出入口地面厅对城市景观的影响,增加了永久占地的面积,加大了因永久占地与产权单位的协调难度;楼梯上端最后一级踏步与自动扶梯上工作基点的水平距离过长,在车站内部的楼扶梯布置中,会引起车站顶层结构楼板的楼扶梯开洞长度尺寸过长,并增加了在车站顶层楼扶梯对有效公共空间的占用,影响顶层客流组织、增大公共区规模。
结合现有轨道交通车站大提升段中楼梯、自动扶梯并行布置位置差距过大的技术方案中存在的上述问题,为此,本发明的设计者有鉴于上述缺陷,通过潜心研究和设计,综合长期多年从事相关产业的经验和成果,研究设计出一种轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构,以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构,其能有效解决上述问题,为乘客提供舒适、安全的使用环境,同时达到节省投资、节约城市土地资源、减少地面厅对城市景观影响等诸多目的,具有较好的推广应用前景,具有较好的经济效益和社会效益。
为实现上述目的,本发明公开了一种轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构,大提升段是指楼梯、自动扶梯并行布置时的提升高度H>8100mm,其包含楼梯和自动扶梯,所述楼梯包含多段楼梯梯段,各楼梯梯段之间通过楼梯休息平台连接,各楼梯梯段包含多个依次连接的楼梯踏步,所述自动扶梯包含自动扶梯手带,其特征在于:
所述楼梯踏步的尺寸及参数为:a×b=280mm×160mm,a为宽度,b为高度,楼梯踏步的倾斜角α=arccot a/b=29.74°,所述楼梯休息平台的c为大于等于1200mm和小于等于1500mm,每个楼梯梯段的楼梯踏步的数量n不超过18级,18级踏步对应的提升高度为H'=b×18=2880mm;
楼梯的整体倾斜角α'=arccotL楼/H,L楼为楼梯的水平长度,随楼梯梯提升高度增大、梯段数量增加而整体倾斜角α'变小且≤29.74°,楼梯的水平长度L楼=L踏+L休=a×[H/b-ceil(H/H')]+c×[ceil(H/H')-1];
自动扶梯的倾斜角β=30°,自动扶梯提升段水平长度L扶=cot30°×H,楼梯和自动扶梯提升高度H及二者位置差距ΔL为ΔL=L楼-L扶。
其中:当H=14400mm且n=18时,L楼=L踏+L休=280×[14400/160-ceil(14400/2880)]+1200×[ceil(14400/2880)-1]=23800+4800=28600mm;L扶=cot30°×H=1.732×14400=24941mm;ΔL=L楼-L扶=28600-24941=3659mm,楼梯水平总水平长度与自动扶梯上、下工作基点之间水平长度的差值为3659mm,在此范围内既能做到楼梯下端踏步与自动扶梯下工作基点的高差小于自动扶梯扶手带的高度,又能做到楼梯上端最后一级踏步与自动扶梯上工作基点的水平长度小于自动扶梯扶手带的水平长度,该值为位置差距的临界值,对应提升高度H=14400mm,为临界提升高度。
其中:当8100mm<H≤14400mm时,楼梯下端第一级踏步比自动扶梯下工作基点向前突出的水平长度为1400mm,即5个踏步的水平宽度,此时,自动扶梯下工作基点竖向对应的楼梯踏步高度小于自动扶梯扶手带的高度;楼梯上端最后一级踏步与自动扶梯上工作基点的水平距离为≤2259mm。
其中:当提升高度H>14400mm时,采取分段提升方案,每段并行布置均包含楼梯和自动扶梯,且分段后,每段的提升高度H≤14400m,在同一提升段中,各分段提升所采用的结构一致。
通过上述内容可知,本发明的轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构具有如下效果:
1、调整楼梯的整体倾斜角,使其尽可能与自动扶梯的倾斜角接近。首先对现有方案中楼梯的踏步尺寸及休息平台尺寸进行了调整,采用a×b=280mm(宽)×160mm(高)的踏步尺寸,即调整了踏步的倾斜角α,并且优化了楼梯休息平台的长度c=1200mm。
2、直跑楼梯的提升特点为:斜线向上→水平线→斜线向上→水平线→斜线向上……折线向上交替进行,逐步分段提升;自动扶梯的提升特点为30°倾斜角的斜线直接向上提升。二者的提升特点存在差异,使得楼梯整体的倾斜角不可能与自动扶梯的倾斜角完全一致,则必然带来二者并行布置时,位置存在差距。从二者差距的计算公式:ΔL=L楼-L扶中可以看出,ΔL是提升高度H的一次函数,其随H的增大而增大。本专利将楼梯、自动扶梯并行布置位置差距ΔL控制在现有方案中临界差距值(4270mm)的范围内,发明专利方案所对应的提升高度临界值为14400mm。提升高度上限比现有方案提高了6.3m。14.4m的提升高度,基本满足轨道交通车站大提升段的要求,因此,本发明专利方案避免了因提升高度大引起的楼梯、扶梯位置差距大而带来的诸多问题。
3、针对特殊轨道交通车站中提升高度可能出现大于14.4m的情况下,提出了楼梯、自动扶梯同步分段提升的要求(分段后,每段的提升高度≤14400mm),做到了轨道交通车站中楼梯、自动扶梯提升范围的完全覆盖,从而完全避免了楼梯、自动扶梯并行布置时,位置差距过大的情况,进而完全解决了因二者位置差距过大而带来的诸多问题。
本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
图1显示了现有楼梯、自动扶梯的技术方案的示意图。
图2显示了本发明的轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构的结构示意图。
图3显示了本发明另一实施例的结构示意图。
附图标记:
10、楼梯;11、楼梯梯段;12、楼梯休息平台;13、楼梯踏步;20、自动扶梯。
具体实施方式
参见图2,显示了本发明的轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构,本发明专利中的大提升段是指楼梯、自动扶梯并行布置时共同的提升高度H>8100mm时,其包含楼梯10和自动扶梯20,所述楼梯10包含多段楼梯梯段11,各楼梯梯段11之间通过楼梯休息平台12连接,各楼梯梯段11包含多个依次连接的楼梯踏步13,所述自动扶梯20包含自动扶梯手带。
其中,所述楼梯踏步13的尺寸及参数为:a(宽)×b(高)=280mm×160mm,a为宽度,b为高度,楼梯踏步13的倾斜角α=arccot a/b=29.74°,所述楼梯休息平台12的长c为大于等于1200mm和小于等于1500mm,每个楼梯梯段的楼梯踏步的数量n不超过18级,提升高度为H=n×160mm,在n为18级时,提升高度H'=2880mm。
楼梯的整体倾斜角α'=arccotL楼/H,L楼为楼梯的水平长度,H为提升高度,随楼梯梯提升高度增大、梯段数量增加而整体倾斜角α'变小且≤29.74°,楼梯的水平长度L楼=L踏+L休=a×[H/b-ceil(H/H')]+c×[ceil(H/H')-1]=280×[H/160-ceil(H/2880)]+1200×[ceil(H/2880)-1]。
自动扶梯20的倾斜角β=30°,自动扶梯提升段水平长度L扶=cot30°×H,楼梯和自动扶梯提升高度H及二者位置差距ΔL为ΔL=L楼-L扶,其小于≤现有技术中的两者差距ΔL(4270mm)。
如图2所示,当H=14400mm时,经计算:
L楼=L踏+L休=280×[14400/160-ceil(14400/2880)]+1200×[ceil(14400/2880)-1]=23800+4800=28600mm;
L扶=cot30°×H=1.732×14400=24941mm;
ΔL=L楼-L扶=28600-24941=3659mm。
此时,楼梯水平总水平长度与自动扶梯上、下工作基点之间水平长度的差值为3659mm,在此范围内既能做到楼梯下端踏步与自动扶梯下工作基点的高差小于自动扶梯扶手带的高度,又能做到楼梯上端最后一级踏步与自动扶梯上工作基点的水平长度小于自动扶梯扶手带的水平长度,该值为位置差距的临界值,对应提升高度H=14400mm,为临界提升高度。
当8100mm<H≤14400mm时,对楼梯、自动扶梯并行布置的位置关系具体要求如下:
楼梯下端第一级踏步比自动扶梯下工作基点向前突出的水平长度为1400mm,即5个踏步的水平宽度,此时,自动扶梯下工作基点竖向对应的楼梯踏步高度小于自动扶梯扶手带的高度;楼梯上端最后一级踏步与自动扶梯上工作基点的水平距离为≤2259mm(3659-1400=2259)。对比现有方案中提升高度H=8100mm时,上述对应的水平距离为2620,本专利方案中至少减少了约400mm。
那本专利方案中,在提升高度高达14400mm的范围内时,楼梯上部最后一级踏步前的缓冲长度尺寸对应至少增加400mm,加大了楼梯疏散过程中的安全储备。同时,本专利方案对于大提升段(H≤14400mm)中楼梯、自动扶梯的布置方案,并没有引起车站顶层结构楼板的电扶梯开洞长度尺寸加长而多占用有效公共空间或引起出入口通道敞口段尺寸加长而引起出入口地面厅长度加长等问题。
由此,通过楼梯踏步的尺寸调整,决定了踏步的倾斜角α,该角度决定了楼梯整体倾斜角的初始角度。如果楼梯整体的初始角度与自动扶梯的倾斜角β非常接近,同时控制楼梯休息平台的长度c,则会有效缓解楼梯整体角度α'的变小。因此,本专利设置了既满足乘客舒适使用,又与自动扶梯的倾斜角β非常接近的楼梯踏步尺寸,也是有效解决大提升段楼梯、自动扶梯并行布置位置差距过大的关键技术。
参见图3,结合轨道交通车站客流人员密集且竖向交通繁忙的特点,以及满足轨道交通安全运营的要求,当楼梯、自动扶梯并行布置,提升高度H>14400mm时,应才取分段提升方案,每段并行布置均包含楼梯和自动扶梯,且分段后,每段的提升高度H≤14400m,在同一提升段中,各分段提升所采用的结构一致。
由此,本发明结合轨道交通车站大提升段中楼梯、自动扶梯并行布置位置距离产生过大的原理,本发明专利提出了当提升高度较大,即H:8100mm<H≤14400mm时,对楼梯关键部位尺寸进行了调整,要求:踏步280mm(长)×160mm(高),踏步的倾斜角为29.74°,楼梯休息平台长1200mm。这是本发明专利的关键点和核心保护点。楼梯采用该尺寸后,使得楼梯的整体倾斜角与自动扶梯的倾斜角接近,使得二者并行布置时的位置差距不大于3659mm,完全符合二者之间合理间距临界值4260mm的要求,不会因二者差距过大而带来诸多负面问题。
而在轨道交通车站结构中,车站各层通常会存在2‰纵坡,由此在车站内部的楼扶梯布置中会存在与车站结构纵坡坡向一致或相反的布置情况,称之为顺坡布置或逆坡布置。因此,车站内部楼扶梯的提升高度与其对应相关楼层的竖向高差不相等。当楼扶梯顺坡布置时,楼扶梯的提升高度大于车站楼层的竖向高差,当楼扶梯逆坡布置时,楼扶梯的提升高度小于车站楼层的竖向高差。例如:当车站底层与首层的竖向高差为14400mm时,顺坡布置楼扶梯的提升高度为14450mm>14400mm,逆坡布置楼扶梯的提升高度为14350mm<14400mm。所以,本发明专利提出的当提升高度较大,即H:8100mm<H≤14400mm,在车站内部的楼扶梯布置应用时,提升高度H均指楼扶梯提升段所对应的车站相关楼层的竖向高差。那么,对于楼扶梯顺坡布置、逆坡布置所对应的实际提升高度H实,或大于H,或小于H。由此,楼梯踏步所对应的实际高度b实,是一个160mm的近似值,当楼扶梯顺坡布置时,b实比160mm略大,当楼扶梯逆坡布置时,b实比160mm略小。
本发明专利要求,在提升高度H在8100mm~14400mm之间时,可以根据楼、扶梯实际的提升高度,楼梯的休息平台可以根据实际情况选用相应的尺寸,如1200mm或1500mm或在二者之间(但每个楼梯的所有休息平台尺寸应一致),使其与踏步尺寸为280mm(长)×160mm(高)进行组合,形成楼梯。当选用休息台长度尺寸为1500mm所形成的楼梯方案,要求在上述提升高度之间,楼梯与自动扶梯并行布置的位置差距不应大于4260mm。例如:提升高度H=115200mm,楼梯休息平台长度采用1500mm,楼梯踏步采用280mm(长)×160mm(高),楼梯与自动扶梯的位置差距为3587mm<4260mm,满足二者的差距要求,此方案为发明专利保护方案。该楼梯方案仍为本发明专利的保护点,该保护点要求只要二者的位置差距:满足楼梯下端踏步的高度不高于自动扶梯扶手带的高度,且楼梯上端最后一个踏步与自动扶梯上工作基点的水平距离不大于自动扶梯上端扶手带的水平长度的前提下,可以灵活选用休息平台的尺寸,扩大了该发明的适用范围。
本发明规定了楼梯、自动扶梯并行提升段段采取分段提升的下限值,提升高度H为14400mm,即只要一次提升高度大于14400mm,应采取分段提升方案。分段提升后,楼梯方案采用现有方案或是发明专利方案,均为该发明专利的保护点。该保护点使该发明专利做到了轨道交通车站楼梯、自动扶梯并行布置时提升高度范围的完全覆盖,从而完全避免了楼梯、自动扶梯布置位置差距过大的情况,最终完全避免了因楼梯、自动扶梯布置位置差距过大带来的诸多问题。
显而易见的是,以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例,但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子,本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。
Claims (4)
1.一种轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构,大提升段是指楼梯、自动扶梯并行布置时的提升高度H>8100mm,其包含楼梯和自动扶梯,所述楼梯包含多段楼梯梯段,各楼梯梯段之间通过楼梯休息平台连接,各楼梯梯段包含多个依次连接的楼梯踏步,所述自动扶梯包含自动扶梯手带,其特征在于:
所述楼梯踏步的尺寸及参数为:a×b=280mm×160mm,a为宽度,b为高度,楼梯踏步的倾斜角α=arccot a/b=29.74°,所述楼梯休息平台的长c为大于等于1200mm和小于等于1500mm,每个楼梯梯段的楼梯踏步的数量n不超过18级,在n为18级时,提升高度为H'=2880mm;
楼梯的整体倾斜角α'=arccotL楼/H,L楼为楼梯的水平长度,随楼梯梯提升高度增大、梯段数量增加而整体倾斜角α'变小且≤29.74°,楼梯的水平长度L楼=L踏+L休=a×[H/b-ceil(H/H')]+c×[ceil(H/H')-1];
自动扶梯的倾斜角β=30°,自动扶梯提升段水平长度L扶=cot30°×H,楼梯和自动扶梯提升高度H及二者位置差距ΔL为ΔL=L楼-L扶。
2.如权利要求1所述的轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构,其特征在于:当H=14400mm时,L楼=L踏+L休=280×[14400/160-ceil(14400/2880)]+1200×[ceil(14400/2880)-1]=23800+4800=28600mm;L扶=cot30°×H=1.732×14400=24941mm;ΔL=L楼-L扶=28600-24941=3659mm,楼梯水平总水平长度与自动扶梯上、下工作基点之间水平长度的差值为3659mm,在此范围内既能做到楼梯下端踏步与自动扶梯下工作基点的高差小于自动扶梯扶手带的高度,又能做到楼梯上端最后一级踏步与自动扶梯上工作基点的水平长度小于自动扶梯扶手带的水平长度,该值为位置差距的临界值,对应提升高度H=14400mm,为临界提升高度。
3.如权利要求1所述的轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构,其特征在于:当8100mm<H≤14400mm时,楼梯下端第一级踏步比自动扶梯下工作基点向前突出的水平长度为1400mm,即5个踏步的水平宽度,此时,自动扶梯下工作基点竖向对应的楼梯踏步高度小于自动扶梯扶手带的高度;楼梯上端最后一级踏步与自动扶梯上工作基点的水平距离为≤2259mm。
4.如权利要求1所述的轨道交通车站中大提升段的楼梯自动扶梯并行布置结构,其特征在于:当提升高度H>14400mm时,采取分段提升方案,每段并行布置均包含楼梯和自动扶梯,且分段后,每段的提升高度H≤14400m,在同一提升段中,各分段提升所采用的结构一致。
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