CN112983505A - 一种拱锚施工台车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拱锚施工台车，属于隧道施工设备技术领域，包括台车架，其特征在于：还包括抬升机构、运行机构、运锚小车、拱架安装台车、锚杆作业台车和用于锚杆安装后锚杆注浆的水泥浆注浆装置，水泥浆注浆装置固定在台车架上，抬升机构设置在台车架的一端，锚杆作业台车和拱架安装台车固定在台车架的另一端，所述运锚小车设置在台车架上，运行机构安装在台车架的底部，锚杆作业台车上安装有填锚机械臂。本发明能够自动实现隧洞初支作业过程的拱架安装、钻锚孔、穿锚杆和锚杆注浆一体化作业，极大的提高了作业效率。

Description

一种拱锚施工台车
技术领域
本发明涉及到隧道施工设备技术领域，尤其涉及一种拱锚施工台车。
背景技术
在隧道施工过程中，可能会发生围岩垮塌、突水带来的工程安全隐患，初期支护作业施工人员安全保障措施有限，而现阶段的拱架安装、打锚孔、装锚杆及锚杆注浆作业多是由人工操作完成，所需施工人员较多且作业危险性较大。随着施工智能设备的发展，目前最为先进的设备是以汽车底盘为基础的多臂支护施工设备、锚杆钻孔设备以及注浆设备分别操作，可人工操作多臂抓取拱架安装，空中进行连接，需要多人同时作业才能完成。此种方法各设备同工位轮换作业周期较长，需要施工人员较多，安全性、经济性以及施工效率还有所欠缺。就目前的施工设备而言，离真正实现智能一体化、少人乃至无人的多功能施工设备还有一定的差距。
公开号为CN 201344039，公开日为2009年11月11日的中国专利文献公开了一种锚杆台车，其特征在于：锚杆台车主要设有本体、锚固部、 料斗、刮板运输机、履带行走部、二运回转台、液压系统、电气系统，履带行走部固定在本体下部两侧，刮板运输机固定在本体中部，料斗铰接在刮板运输机前端，锚固部固定在本体上部前端，跨在本体上部和两侧；液压系统中的泵站及油箱固定在本体的后方两侧；二运回转台通过销轴铰接在本体最后端。
该专利文献公开的锚杆台车，采用履带式行走机构，安装两台顶锚杆钻机与两台侧帮锚杆钻机，可施工整个巷道断面的锚杆、锚索，还可根据不同巷道要求打不同排距、角度的锚杆、锚索。但是，无法实现隧洞初支作业过程的拱架安装、钻锚孔、穿锚杆和锚杆注浆一体化作业，影响作业效率。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种拱锚施工台车，本发明能够自动实现隧洞初支作业过程的拱架安装、钻锚孔、穿锚杆和锚杆注浆一体化作业，极大的提高了作业效率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种拱锚施工台车，包括台车架，其特征在于：还包括抬升机构、运行机构、运锚小车、拱架安装台车、锚杆作业台车和用于锚杆安装后锚杆注浆的水泥浆注浆装置，所述水泥浆注浆装置固定在台车架上，抬升机构设置在台车架的一端，锚杆作业台车和拱架安装台车固定在台车架的另一端，所述运锚小车设置在台车架上，所述运行机构安装在台车架的底部，所述锚杆作业台车上安装有填锚机械臂。
所述抬升机构包括支撑架、滑轨和抬升臂，抬升臂固定在支撑架的上端，支撑架滑动连接在滑轨上。
所述运行机构包括车轮安装架、车轮和锚固件，车轮安装在车轮安装架上，锚固件固定在台车架的底部。
所述运锚小车包括小车架和锚杆槽，锚杆槽安装在小车架上。
所述拱架安装台车包括拱架台车架、拱架顶升机构和拱架开合机构，拱架台车架包括弧形段和竖直段，弧形段和竖直段为一体成型而成，拱架顶升机构固定在拱架台车架的弧形段上，拱架开合机构固定在拱架台车架的竖直段上，滑块固定在拱架台车架的底部，弧形段上设置有焊接机械臂。
所述锚杆作业台车包括滑轨小车、伸缩架、锚杆钻机、锚杆机和用于滑轨小车滑行的环形轨道，伸缩架固定在滑轨小车上，锚杆钻机和锚杆机设置在滑轨小车上，锚杆钻机和锚杆机在滑轨小车上作旋转运动。
所述水泥浆注浆装置包括水泥浆搅拌桶、水泥浆输送泵和水泥浆输送管路，水泥浆输送泵通过水泥浆输送管路与水泥浆搅拌桶连通。
所述填锚机械臂用于将运锚小车上的锚杆卸下并递送至锚杆作业台车的锚杆机上。
所述锚杆作业台车的环形轨道上设置有四台滑轨小车。
本发明的工作原理如下：
隧洞拱锚施工台车就位，拱锚台车运行至台阶开挖面后，行走机构的顶升机构将台车整体抬升，继续向前行走，轨道抵达上台阶面，隧洞拱锚施工台车就位后锚固装置工作，保证隧洞拱锚施工台车工作状态的稳定性。运锚小车运行至台车后端，施工人员将运锚小车的所有锚杆槽装满，隧洞拱锚施工台车进入工作状态。
拱架安装：抬升机构将拱架抬升并组拼拱架，拱架各拱段安装完毕后，将拱架抬升至拱锚台车顶部。拱架安装台车运行至拱锚台车尾部，从抬升机构移接拱架，拱架安装台车运送拱架至拱锚台车最前端，拱架开始安装。顶升机构顶升拱架至安装位置，拱架开合机构撑开拱架至预定尺寸，底部垫预制块或其它支撑。拱架安装台车上的焊接机械臂小车沿环形轨道移动至拱架分段连接处，机械臂底座沿隧洞半径方向将焊接机械臂移送至焊接施工位置，完成拱架分段处焊接。至此，拱架安装完毕。
锚杆作业：拱架安装台车退回，锚杆作业台车前移至工作面，左右两侧各一个锚杆钻机滑车沿环形轨道移动，小车上装有可沿隧洞半径方向移动且可自旋转调整角度的锚杆钻机，两边同时工作钻孔。填锚机械臂抓取运锚小车上的锚杆装填至锚杆机的锚杆槽内，当锚杆钻机一个孔钻孔完毕钻下一个孔时，锚杆机开始工作完成已钻锚孔的锚杆安装作业。锚杆装填后，将水泥浆注浆设备的接口安装至锚杆机注浆口，完成锚杆注浆工作。左右两侧各一个锚杆钻机和锚杆机同时工作，可大大提高锚杆作业的工作效率。这样往复工作，即可完成一个工作面上的锚杆施工作业。锚杆作业台车继续后移至下一工作面，完成后续锚杆施工作业。
钢筋网安装，以安装拱架的方式安装钢筋网，焊接机械臂完成锚杆与拱架、锚杆与钢筋网、拱架及钢筋网各构件之间的焊接连接工作，保证拱架安装结构的稳定性和可靠性。
按以上步骤继续完成下一周期的初期支护施工作业，如此往复，即可完成隧洞全程初期支护作业的拱架安装、打锚孔、装锚杆及注浆多项施工流程。隧洞前方初支施工基本实现少人自动化工作，节约了施工更换设备的时间，大大提高了工作效率。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
一、本发明，水泥浆注浆装置固定在台车架上，抬升机构设置在台车架的一端，锚杆作业台车和拱架安装台车固定在台车架的另一端，运锚小车设置在台车架上，运行机构安装在台车架的底部，锚杆作业台车上安装有填锚机械臂，较现有技术而言，能够自动实现隧洞初支作业过程的拱架安装、钻锚孔、穿锚杆和锚杆注浆一体化作业，极大的提高了作业效率。
二、本发明，抬升机构包括支撑架、滑轨和抬升臂，抬升臂固定在支撑架的上端，支撑架滑动连接在滑轨上，结构简单，稳定可靠，能够轻松实现拱架的抬升。
三、本发明，运行机构包括车轮安装架、车轮和锚固件，车轮安装在车轮安装架上，锚固件固定在台车架的底部，具有运行平稳，移动顺畅的特点。
四、本发明，运锚小车包括小车架和锚杆槽，锚杆槽安装在小车架上，能够运输足量的锚杆，便于锚杆作业施工。
五、本发明，拱架安装台车包括拱架台车架、拱架顶升机构和拱架开合机构，拱架台车架包括弧形段和竖直段，弧形段和竖直段为一体成型而成，拱架顶升机构固定在拱架台车架的弧形段上，拱架开合机构固定在拱架台车架的竖直段上，滑块固定在拱架台车架的底部，弧形段上设置有焊接机械臂，结构简单，协同配合灵活，能够快速的实现拱架的安装。
六、本发明，锚杆作业台车包括滑轨小车、伸缩架、锚杆钻机、锚杆机和用于滑轨小车滑行的环形轨道，伸缩架固定在滑轨小车上，锚杆钻机和锚杆机设置在滑轨小车上，锚杆钻机和锚杆机在滑轨小车上作旋转运动，不仅结构简单，而且能够有效保障锚杆作业效率。
七、本发明，水泥浆注浆装置包括水泥浆搅拌桶、水泥浆输送泵和水泥浆输送管路，水泥浆输送泵通过水泥浆输送管路与水泥浆搅拌桶连通，注浆方便，能够保障注浆作业的顺利进行。
八、本发明，填锚机械臂用于将运锚小车上的锚杆卸下并递送至锚杆作业台车的锚杆机上，利于提高锚杆作业效率。
九、本发明，锚杆作业台车的环形轨道上设置有四台滑轨小车，锚杆作业更加灵活，能够进一步提高锚杆作业效率。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明，其中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明填锚机械臂安装在台车中的结构示意图；
图3为本发明滑轨的结构示意图；
图4为本发明支撑架的结构示意图；
图5为本发明拱架安装台车的结构示意图；
图6为本发明锚杆作业台车的结构示意图；
图7为本发明滑轨小车的结构示意图；
图中标记：1、台车架，2、抬升机构，3、运行机构，4、运锚小车，5、拱架安装台车，6、锚杆作业台车，7、水泥浆注浆装置，8、填锚机械臂，9、支撑架，10、滑轨，11、抬升臂，12、车轮安装架，13、车轮，14、锚固件，15、小车架，16、锚杆槽，17、拱架台车架，18、拱架顶升机构，19、拱架开合机构，20、弧形段，21、竖直段，22、焊接机械臂，23、滑轨小车，24、伸缩架，25、锚杆钻机，26、锚杆机，27、环形轨道，28、水泥浆搅拌桶，29、水泥浆输送泵，30、水泥浆输送管路。
具体实施方式
实施例1
参见图1和图2，一种拱锚施工台车，包括台车架1，还包括抬升机构2、运行机构3、运锚小车4、拱架安装台车5、锚杆作业台车6和用于锚杆安装后锚杆注浆的水泥浆注浆装置7，所述水泥浆注浆装置7固定在台车架1上，抬升机构2设置在台车架1的一端，锚杆作业台车6和拱架安装台车5固定在台车架1的另一端，所述运锚小车4设置在台车架1上，所述运行机构3安装在台车架1的底部，所述锚杆作业台车6上安装有填锚机械臂8。
本实施例为最基本的实施方式，水泥浆注浆装置7固定在台车架1上，抬升机构2设置在台车架1的一端，锚杆作业台车6和拱架安装台车5固定在台车架1的另一端，运锚小车4设置在台车架1上，运行机构3安装在台车架1的底部，锚杆作业台车6上安装有填锚机械臂8，较现有技术而言，能够自动实现隧洞初支作业过程的拱架安装、钻锚孔、穿锚杆和锚杆注浆一体化作业，极大的提高了作业效率。
实施例2
参见图1-图4，一种拱锚施工台车，包括台车架1，还包括抬升机构2、运行机构3、运锚小车4、拱架安装台车5、锚杆作业台车6和用于锚杆安装后锚杆注浆的水泥浆注浆装置7，所述水泥浆注浆装置7固定在台车架1上，抬升机构2设置在台车架1的一端，锚杆作业台车6和拱架安装台车5固定在台车架1的另一端，所述运锚小车4设置在台车架1上，所述运行机构3安装在台车架1的底部，所述锚杆作业台车6上安装有填锚机械臂8。
所述抬升机构2包括支撑架9、滑轨10和抬升臂11，抬升臂11固定在支撑架9的上端，支撑架9滑动连接在滑轨10上。
本实施例为一较佳实施方式，抬升机构2包括支撑架9、滑轨10和抬升臂11，抬升臂11固定在支撑架9的上端，支撑架9滑动连接在滑轨10上，结构简单，稳定可靠，能够轻松实现拱架的抬升。
实施例3
参见图1-图4，一种拱锚施工台车，包括台车架1，还包括抬升机构2、运行机构3、运锚小车4、拱架安装台车5、锚杆作业台车6和用于锚杆安装后锚杆注浆的水泥浆注浆装置7，所述水泥浆注浆装置7固定在台车架1上，抬升机构2设置在台车架1的一端，锚杆作业台车6和拱架安装台车5固定在台车架1的另一端，所述运锚小车4设置在台车架1上，所述运行机构3安装在台车架1的底部，所述锚杆作业台车6上安装有填锚机械臂8。
所述抬升机构2包括支撑架9、滑轨10和抬升臂11，抬升臂11固定在支撑架9的上端，支撑架9滑动连接在滑轨10上。
所述运行机构3包括车轮安装架12、车轮13和锚固件14，车轮13安装在车轮安装架12上，锚固件14固定在台车架1的底部。
本实施例为又一较佳实施方式，运行机构3包括车轮安装架12、车轮13和锚固件14，车轮13安装在车轮安装架12上，锚固件14固定在台车架1的底部，具有运行平稳，移动顺畅的特点。
实施例4
参见图1-图4，一种拱锚施工台车，包括台车架1，还包括抬升机构2、运行机构3、运锚小车4、拱架安装台车5、锚杆作业台车6和用于锚杆安装后锚杆注浆的水泥浆注浆装置7，所述水泥浆注浆装置7固定在台车架1上，抬升机构2设置在台车架1的一端，锚杆作业台车6和拱架安装台车5固定在台车架1的另一端，所述运锚小车4设置在台车架1上，所述运行机构3安装在台车架1的底部，所述锚杆作业台车6上安装有填锚机械臂8。
所述抬升机构2包括支撑架9、滑轨10和抬升臂11，抬升臂11固定在支撑架9的上端，支撑架9滑动连接在滑轨10上。
所述运行机构3包括车轮安装架12、车轮13和锚固件14，车轮13安装在车轮安装架12上，锚固件14固定在台车架1的底部。
所述运锚小车4包括小车架15和锚杆槽16，锚杆槽16安装在小车架15上。
本实施例为又一较佳实施方式，运锚小车4包括小车架15和锚杆槽16，锚杆槽16安装在小车架15上，能够运输足量的锚杆，便于锚杆作业施工。
实施例5
参见图1-图5，一种拱锚施工台车，包括台车架1，还包括抬升机构2、运行机构3、运锚小车4、拱架安装台车5、锚杆作业台车6和用于锚杆安装后锚杆注浆的水泥浆注浆装置7，所述水泥浆注浆装置7固定在台车架1上，抬升机构2设置在台车架1的一端，锚杆作业台车6和拱架安装台车5固定在台车架1的另一端，所述运锚小车4设置在台车架1上，所述运行机构3安装在台车架1的底部，所述锚杆作业台车6上安装有填锚机械臂8。
所述抬升机构2包括支撑架9、滑轨10和抬升臂11，抬升臂11固定在支撑架9的上端，支撑架9滑动连接在滑轨10上。
所述运行机构3包括车轮安装架12、车轮13和锚固件14，车轮13安装在车轮安装架12上，锚固件14固定在台车架1的底部。
所述运锚小车4包括小车架15和锚杆槽16，锚杆槽16安装在小车架15上。
所述拱架安装台车5包括拱架台车架17、拱架顶升机构18和拱架开合机构19，拱架台车架17包括弧形段20和竖直段21，弧形段20和竖直段21为一体成型而成，拱架顶升机构18固定在拱架台车架17的弧形段20上，拱架开合机构19固定在拱架台车架17的竖直段21上，滑块固定在拱架台车架17的底部，弧形段20上设置有焊接机械臂22。
本实施例为又一较佳实施方式，拱架安装台车5包括拱架台车架17、拱架顶升机构18和拱架开合机构19，拱架台车架17包括弧形段20和竖直段21，弧形段20和竖直段21为一体成型而成，拱架顶升机构18固定在拱架台车架17的弧形段20上，拱架开合机构19固定在拱架台车架17的竖直段21上，滑块固定在拱架台车架17的底部，弧形段20上设置有焊接机械臂22，结构简单，协同配合灵活，能够快速的实现拱架的安装。
实施例6
参见图1-图6，一种拱锚施工台车，包括台车架1，还包括抬升机构2、运行机构3、运锚小车4、拱架安装台车5、锚杆作业台车6和用于锚杆安装后锚杆注浆的水泥浆注浆装置7，所述水泥浆注浆装置7固定在台车架1上，抬升机构2设置在台车架1的一端，锚杆作业台车6和拱架安装台车5固定在台车架1的另一端，所述运锚小车4设置在台车架1上，所述运行机构3安装在台车架1的底部，所述锚杆作业台车6上安装有填锚机械臂8。
所述抬升机构2包括支撑架9、滑轨10和抬升臂11，抬升臂11固定在支撑架9的上端，支撑架9滑动连接在滑轨10上。
所述运行机构3包括车轮安装架12、车轮13和锚固件14，车轮13安装在车轮安装架12上，锚固件14固定在台车架1的底部。
所述运锚小车4包括小车架15和锚杆槽16，锚杆槽16安装在小车架15上。
所述拱架安装台车5包括拱架台车架17、拱架顶升机构18和拱架开合机构19，拱架台车架17包括弧形段20和竖直段21，弧形段20和竖直段21为一体成型而成，拱架顶升机构18固定在拱架台车架17的弧形段20上，拱架开合机构19固定在拱架台车架17的竖直段21上，滑块固定在拱架台车架17的底部，弧形段20上设置有焊接机械臂22。
所述锚杆作业台车6包括滑轨小车23、伸缩架24、锚杆钻机25、锚杆机26和用于滑轨小车23滑行的环形轨道27，伸缩架24固定在滑轨小车23上，锚杆钻机25和锚杆机26设置在滑轨小车23上，锚杆钻机25和锚杆机26在滑轨小车23上作旋转运动。
本实施例为又一较佳实施方式，锚杆作业台车6包括滑轨小车23、伸缩架24、锚杆钻机25、锚杆机26和用于滑轨小车23滑行的环形轨道27，伸缩架24固定在滑轨小车23上，锚杆钻机25和锚杆机26设置在滑轨小车23上，锚杆钻机25和锚杆机26在滑轨小车23上作旋转运动，不仅结构简单，而且能够有效保障锚杆作业效率。
实施例7
参见图1-图7，一种拱锚施工台车，包括台车架1，还包括抬升机构2、运行机构3、运锚小车4、拱架安装台车5、锚杆作业台车6和用于锚杆安装后锚杆注浆的水泥浆注浆装置7，所述水泥浆注浆装置7固定在台车架1上，抬升机构2设置在台车架1的一端，锚杆作业台车6和拱架安装台车5固定在台车架1的另一端，所述运锚小车4设置在台车架1上，所述运行机构3安装在台车架1的底部，所述锚杆作业台车6上安装有填锚机械臂8。
所述抬升机构2包括支撑架9、滑轨10和抬升臂11，抬升臂11固定在支撑架9的上端，支撑架9滑动连接在滑轨10上。
所述运行机构3包括车轮安装架12、车轮13和锚固件14，车轮13安装在车轮安装架12上，锚固件14固定在台车架1的底部。
所述运锚小车4包括小车架15和锚杆槽16，锚杆槽16安装在小车架15上。
所述拱架安装台车5包括拱架台车架17、拱架顶升机构18和拱架开合机构19，拱架台车架17包括弧形段20和竖直段21，弧形段20和竖直段21为一体成型而成，拱架顶升机构18固定在拱架台车架17的弧形段20上，拱架开合机构19固定在拱架台车架17的竖直段21上，滑块固定在拱架台车架17的底部，弧形段20上设置有焊接机械臂22。
所述锚杆作业台车6包括滑轨小车23、伸缩架24、锚杆钻机25、锚杆机26和用于滑轨小车23滑行的环形轨道27，伸缩架24固定在滑轨小车23上，锚杆钻机25和锚杆机26设置在滑轨小车23上，锚杆钻机25和锚杆机26在滑轨小车23上作旋转运动。
所述水泥浆注浆装置7包括水泥浆搅拌桶28、水泥浆输送泵29和水泥浆输送管路30，水泥浆输送泵29通过水泥浆输送管路30与水泥浆搅拌桶28连通。
所述填锚机械臂8用于将运锚小车4上的锚杆卸下并递送至锚杆作业台车6的锚杆机26上。
所述锚杆作业台车6的环形轨道27上设置有四台滑轨小车23。
本实施例为最佳实施方式，水泥浆注浆装置7包括水泥浆搅拌桶28、水泥浆输送泵29和水泥浆输送管路30，水泥浆输送泵29通过水泥浆输送管路30与水泥浆搅拌桶28连通，注浆方便，能够保障注浆作业的顺利进行。
填锚机械臂8用于将运锚小车4上的锚杆卸下并递送至锚杆作业台车6的锚杆机26上，利于提高锚杆作业效率。
锚杆作业台车6的环形轨道27上设置有四台滑轨小车23，锚杆作业更加灵活，能够进一步提高锚杆作业效率。

Claims (8)

1.一种拱锚施工台车，包括台车架（1），其特征在于：还包括抬升机构（2）、运行机构（3）、运锚小车（4）、拱架安装台车（5）、锚杆作业台车（6）和用于锚杆安装后锚杆注浆的水泥浆注浆装置（7），所述水泥浆注浆装置（7）固定在台车架（1）上，抬升机构（2）设置在台车架（1）的一端，锚杆作业台车（6）和拱架安装台车（5）固定在台车架（1）的另一端，所述运锚小车（4）设置在台车架（1）上，所述运行机构（3）安装在台车架（1）的底部，所述锚杆作业台车（6）上安装有填锚机械臂（8）。
2.根据权利要求1所述的一种拱锚施工台车，其特征在于：所述抬升机构（2）包括支撑架（9）、滑轨（10）和抬升臂（11），抬升臂（11）固定在支撑架（9）的上端，支撑架（9）滑动连接在滑轨（10）上。
3.根据权利要求1所述的一种拱锚施工台车，其特征在于：所述运锚小车（4）包括小车架（15）和锚杆槽（16），锚杆槽（16）安装在小车架（15）上。
4.根据权利要求1所述的一种拱锚施工台车，其特征在于：所述拱架安装台车（5）包括拱架台车架（17）、拱架顶升机构（18）和拱架开合机构（19），拱架台车架（17）包括弧形段（20）和竖直段（21），弧形段（20）和竖直段（21）为一体成型而成，拱架顶升机构（18）固定在拱架台车架（17）的弧形段（20）上，拱架开合机构（19）固定在拱架台车架（17）的竖直段（21）上，滑块固定在拱架台车架（17）的底部，弧形段（20）上设置有焊接机械臂（22）。
5.根据权利要求1所述的一种拱锚施工台车，其特征在于：所述锚杆作业台车（6）包括滑轨小车（23）、伸缩架（24）、锚杆钻机（25）、锚杆机（26）和用于滑轨小车（23）滑行的环形轨道（27），伸缩架（24）固定在滑轨小车（23）上，锚杆钻机（25）和锚杆机（26）设置在滑轨小车（23）上，锚杆钻机（25）和锚杆机（26）在滑轨小车（23）上作旋转运动。
6.根据权利要求1所述的一种拱锚施工台车，其特征在于：所述水泥浆注浆装置（7）包括水泥浆搅拌桶（28）、水泥浆输送泵（29）和水泥浆输送管路（30），水泥浆输送泵（29）通过水泥浆输送管路（30）与水泥浆搅拌桶（28）连通。
7.根据权利要求5所述的一种拱锚施工台车，其特征在于：所述填锚机械臂（8）用于将运锚小车（4）上的锚杆卸下并递送至锚杆作业台车（6）的锚杆机（26）上。
8.根据权利要求5所述的一种拱锚施工台车，其特征在于：所述锚杆作业台车（6）的环形轨道（27）上设置有四台滑轨小车（23）。
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