CN114059658A - 一种古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法，其包括如下步骤：准备工作、脚手架搭设、吊装木柱、钢梁钢柱就位、顶升、设置转换层、木柱下放、脚手架调整、柱子平移、临时加固、吊装梁枋、复位木柱。本发明开创性地采用了大木吊装平移法，解决了超重大木木柱倾覆力过大的问题，对国家古建大木结构安装具有重大意义；而且，所述工法安全性高，施工简便，提高生产率。

Description

一种古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法
技术领域
本发明涉及园林工程领域，特别涉及一种古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法。
背景技术
古建筑建筑是我国历史文明传承下来的瑰宝，以木构建筑为主。过去的木构建筑在施工时采用质地较轻的老杉木，而且建筑单体体量较小，周边的施工场地工作面较为充裕。一般在安装的过程中会先在场地周边将一榀屋架整体拼装好再统一吊装。或者，在拼装梁枋的时候将木柱倾斜，待梁端榫头对准榫口后再将木柱扶正完成安装。但是，如果施工场地较小、建筑单体过大、木柱自重较重(如单根木柱重量超过2吨)时，传统的大木结构安装方式将难以施工。显然在此种情况下，已经无法满足工程的安全施工需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法，开创性地采用了大木吊装平移法，解决了超重大木木柱倾覆力过大的问题，对国家古建大木结构安装具有重大意义；而且，所述安装施工工法安全性高，施工简便，提高生产率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法，其包括如下步骤：
1)准备工作
施工人员对按照平面图对现场定位放样确定每个柱础中心位置；
2)脚手架搭设；
通过若干立杆、横杆及钢管对接扣件搭设脚手架；
3)吊装木柱
3.1所述木柱上下部设有榫口；木柱吊装时，吊装绳连接吊具与木柱最上部的一个榫口；
3.2将吊装绳穿过木柱上部所开榫口，使用吊具勾住吊装绳吊装木柱，将木柱吊装至柱础的中心位置；木柱从明间开始吊装柱子，绑临时撑杆，再依次立好次间、稍间柱子；
3.3木柱就位后，用不小于三道临时钢管抱箍将木柱固定于脚手架的立杆处；
4)钢梁、钢柱就位；
4.1吊具采用两点起吊将钢梁吊至木柱最下榫口位置；钢梁一端插入榫口，将插入榫口的吊绳解除，缓缓将钢梁推入榫内，钢梁从榫口另一边穿出直到钢梁相对于木柱居中；
4.2吊具吊装绳重新绑扎钢梁的另一端，缓缓提升钢梁直至钢梁位于榫口顶部；
4.3在榫口内钢梁下部放置木垫块，解除吊具吊装绳；
4.4使用吊具吊起钢柱，将钢柱移至钢梁的下部，钢柱与钢梁直接插销固定，使钢柱悬浮于空中；
5)顶升
5.1将吊具吊装绳穿入木柱上部榫口绑扎，预留防止木柱倾覆的受拉空间；
5.2在钢柱两侧底部放置千斤顶顶住钢柱，确保千斤顶顶升处位于钢柱的中心位置；
5.3两侧同时对千斤顶施压，使木柱缓缓向上至可放置转换层的空间；
6)设置转换层
6.1在木柱即将移动的方向，搭设木垫块，至基本与柱础面等高；
6.2在柱础面和木垫块上放置用于平移转换滑轮组移动的钢托板并且放置水平尺，通过调节木垫块已达到钢托板水平；
6.3在钢托板上，木柱的中心位置放置与梁、枋中线平行的平移转换滑轮组；
7)木柱下放
对两侧千斤顶同时缓缓释压，使木柱平稳地回落于所述平移转换滑轮组上；
8)脚手架调整
调整柱子四周加固的钢管，将加固柱子的横杆或纵杆沿木柱即将移动的方向平移至木柱即将移动到的终止位置；对即将受拉的钢管加设双横杆；
9)柱子平移
在木柱的上部榫口处，底部平移转换滑轮组三个位置用吊装绳绑扎系牢与固定在临时加固的钢管上的手拉葫芦挂钩连接；三处位置同时使用手拉葫芦进行牵引，使木柱按梁、枋方向水平外移，平移距离根据榫头的长度决定；
10)临时加固
10.1对木柱进行临时加固，在木柱边的架手架增加斜撑以及横纵向拉杆；
10.2按上述施工方法平移梁、枋另一端木柱；
11)吊装梁枋
11.1使用吊具采用两点吊装，从上向下吊装的过程中，一边下放，一边拆除该位置处阻挡的横杆或纵杆，梁、枋下放后再复位；先将最底部大梁吊装至对应木柱的榫口位置；
11.2将梁、枋的一端榫头A先整个斜向放入木柱榫口，然后矫正梁、枋另一端榫头B的位置，对准木柱榫口中心，然后再将梁、枋整个从一端榫头A向一端榫头B缓缓平移；
11.3待梁、枋两端均在木柱榫口内，且梁、枋榫头伸入榫口可搁置不会掉落的距离；同时，使用吊装绳将梁、枋两端与木柱绑扎；
11.4同一开间内的梁、枋重复上述过程依次从下至上吊装；
12)复位木柱
12.1拆除临时加固的钢管；使用手拉葫芦同时在两侧柱子底部的平移转换滑轮组、柱中梁、枋与木柱用绳绑扎处、柱子上部三处位置同时拉动木柱向梁、枋的方向内收，使榫头完全进入榫口，木柱平移复原至柱础的中心位置；
12.3对木柱进行临时加固，增加斜撑以及横纵向拉杆。
优选的，步骤2)脚手架搭设过程中，立管间距按大木构件实际布置，间距不等，相邻立杆的接头位置错开布置在不同的步距内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500mm，各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3，立杆与纵向水平杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏。
优选的，所述古建筑单根木柱重量≥2吨。
优选的，所述吊具包括汽车吊、塔吊或龙门吊。
传统古建筑的大木结构一般采用杉木，杉木重量较轻，一般只需要使用单一的汽吊固定住梁枋，使其穿入斜靠在脚手架上的木柱的榫口，然后将木柱扶正即可。但是当木柱、大梁等采用重量较大的木材(单根木柱重量≥2吨)时，脚手架不足以支撑木柱的倾覆力，因此，如果采用传统方法立架将会造成极大的风险；而本发明通过利用超重大木本身的稳定性，采用平移-拼装的方式，使得梁枋与榫口连接。
本发明工法在此理念下应运而生，利用木柱自身的自重，使木柱立于平移转换滑轮组之上，通过牵引木柱平移，使得木柱的榫口能够与事先使用汽车吊定位的梁枋的榫头对接，对超重大木结构进行立架安装，节约操作空间。
本发明的有益效果：
1、与传统的古建大木结构吊装相比，本发明工法开创性的采用了大木吊装平移法，解决了超重大木木柱倾覆力过大的问题，对国家古建大木结构安装具有重大意义。
本发明工法充分利用超重大木构架木柱自重的稳定性，采用平移转换层，将木柱平移后进行梁枋拼接，使木柱榫口与梁枋榫头完美契合。
2、占用工作面小，易于操作，拼装效率高；本发明工法特别适用于：古建筑单根木柱重量超过2吨；施工场地有限，只能停靠一辆汽车吊；工期紧张，需要进行多工作面同时施工的情况。
3、需要的辅助工具常见易于获取。
4、本发明工法安全、经济、环保，施工简便，提高生产率，实现古建筑超重大木结构的安装具有良好效果。
附图说明
图1为本发明所述工法中脚手架搭设的结构示意图。
图2为本发明所述工法中平移转换层的结构示意图。
图3为本发明所述工法中复位木柱的示意图。
图4为本发明所述工法中顶升的示意图。
图中，1为大横杆，2为大横杆接头，3为立杆，4为立杆接头，5为柱础，6为木柱，7为钢托板，8为平移转换滑轮组，9为木垫块，10为梁枋，11为柱础，12为钢柱，13为钢梁，14为插销，15为千斤顶，16为吊装绳。
具体实施方式
参见图1～图4，本发明所述的古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法，其包括如下步骤：
1)准备工作
施工人员对按照平面图对现场定位放样确定每个柱础中心位置；
2)脚手架搭设；
通过若干立杆、横杆及钢管对接扣件搭设脚手架；
3)吊装木柱
3.1所述木柱上下部设有榫口；木柱吊装时，吊装绳连接吊具与木柱最上部的一个榫口；
3.2将吊装绳穿过木柱上部所开榫口，使用吊具勾住吊装绳吊装木柱，将木柱吊装至柱础的中心位置；木柱从明间开始吊装柱子，绑临时撑杆，再依次立好次间、稍间柱子；
3.3木柱就位后，用不小于三道临时钢管抱箍将木柱固定于脚手架的立杆处；
4)钢梁、钢柱就位；
4.1吊具采用两点起吊将钢梁吊至木柱最下榫口位置；钢梁一端插入榫口，将插入榫口的吊绳解除，缓缓将钢梁推入榫内，钢梁从榫口另一边穿出直到钢梁相对于木柱居中；
4.2吊具吊装绳重新绑扎钢梁的另一端，缓缓提升钢梁直至钢梁位于榫口顶部；
4.3在榫口内钢梁下部放置木垫块，解除吊具吊装绳；
4.4使用吊具吊起钢柱，将钢柱移至钢梁的下部，钢柱12与钢梁13直接插销14固定，使钢柱悬浮于空中；
5)顶升
5.1将吊具吊装绳穿入木柱上部榫口绑扎，预留防止木柱倾覆的受拉空间；
5.2在钢柱两侧底部放置千斤顶顶住钢柱，确保千斤顶顶升处位于钢柱的中心位置；
5.3两侧同时对千斤顶施压，使木柱缓缓向上至可放置转换层的空间；
6)设置转换层
6.1在木柱即将移动的方向，搭设木垫块，至基本与柱础面等高；
6.2在柱础面和木垫块上放置用于平移转换滑轮组移动的钢托板并且放置水平尺，通过调节木垫块已达到钢托板水平；
6.3在钢托板上，木柱的中心位置放置与梁、枋中线平行的平移转换滑轮组；
7)木柱下放
对两侧千斤顶同时缓缓释压，使木柱平稳地回落于所述平移转换滑轮组上；
8)脚手架调整
调整柱子四周加固的钢管，将加固柱子的横杆或纵杆沿木柱即将移动的方向平移至木柱即将移动到的终止位置；对即将受拉的钢管加设双横杆；
9)柱子平移
在木柱的上部榫口处，底部平移转换滑轮组三个位置用吊装绳绑扎系牢与固定在临时加固的钢管上的手拉葫芦挂钩连接；三处位置同时使用手拉葫芦进行牵引，使木柱按梁、枋方向水平外移，平移距离根据榫头的长度决定；
10)临时加固
10.1对木柱进行临时加固，在木柱边的架手架增加斜撑以及横纵向拉杆；
10.2按上述施工方法平移梁、枋另一端木柱；
11)吊装梁枋
11.1使用吊具采用两点吊装，从上向下吊装的过程中，一边下放，一边拆除该位置处阻挡的横杆或纵杆，梁、枋下放后再复位；先将最底部大梁吊装至对应木柱的榫口位置；
11.2将梁枋的一端榫头A先整个斜向放入木柱榫口，然后矫正梁、枋另一端榫头B的位置，对准木柱榫口中心，然后再将梁、枋整个从一端榫头A向一端榫头B缓缓平移；
11.3待梁、枋两端均在木柱榫口内，且梁、枋榫头伸入榫口可搁置不会掉落的距离；同时，使用吊装绳16将梁枋10两端与木柱6绑扎；
11.4同一开间内的梁、枋重复上述过程依次从下至上吊装；
12)复位木柱
12.1拆除临时加固的钢管；使用手拉葫芦同时在两侧柱子底部的平移转换滑轮组、柱中梁、枋与木柱用绳绑扎处、柱子上部三处位置同时拉动木柱向梁、枋的方向内收，使梁枋10榫头101完全进入木柱6榫口61，木柱平移复原至柱础的中心位置；
12.3对木柱进行临时加固，增加斜撑以及横纵向拉杆。
优选的，步骤2)脚手架搭设过程中，立管间距按大木构件实际布置，间距不等，相邻立杆的接头位置错开布置在不同的步距内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm，各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3，立杆与纵向水平杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏。
优选的，所述古建筑单根木柱重量≥2吨。
优选的，所述吊具包括汽车吊、塔吊或龙门吊。
应用实例
万寿宫历史文化街区中的铁柱万寿宫位于南昌市最繁华的老城区中山路以南，船山路以东、以北，翠花路以西5.49公顷的范围内。万寿宫宫殿建筑建筑面积3000㎡。铁柱万寿宫宫殿群以中轴对称布置，两侧为东西配殿，中间从南向北依次为戏台、山门、真君殿、玉皇殿。其中真君殿和玉皇殿单体建筑，建筑层高20m，木柱采用直径为54cm的菠萝格，传统木结构安装方法不适用于真君殿与玉皇殿，故开创使用超重大木结构平移法进行安装。
其安装过程如下：
1)准备工作
1.1施工人员对按照平面图对现场定位放样确定每个柱础中心位置；
1.2将要安装的大木结构运至指定的材料堆放处进行堆放；
1.3使用汽车吊吊装柱础至定位点，并完成工序验收；
1.4转换层各部件制作并调试完成；
2)脚手架搭设
2.1采用符合规范要求的钢管扣件操作架体，搭设过程中需采取严格的安全保证措施，保证施工的安全与质量；
2.2立杆立于50mm厚的条板上，立杆横距1000mm，步距1800mm，纵距1000mm；每步满铺竹笆板，搭设爬梯以方面向上攀登；每步中间架设一道横杆防止坠落；
2.3在受力区域需特别加固，如双立杆、斜梁、桁架加固等，具体看项目的特点而确定加固方案；
2.4古建材料比较零碎，故在架手架边缘须满部18cm的踢脚板，以防构件运输过程中掉落；
2.5位于木柱附近的立杆均为双立杆并加斜撑加固；
2.6依据檐口出檐距离布置立管排数；
2.7由柱子围成的空间区域可根据专项方案搭设脚手架，但是有梁枋之处，大横杆不得联通，且外伸立杆距离不小于10cm，但不得大于15cm；
2.8大木结构的专项方案搭设脚手架首层满堂排架满搭，搭至下檐斗平枋、梁；
2.9第二层满堂排架，搭至上檐斗平方梁底，搭设区域并非满堂，而是区块上升，为了保证梁、枋的放置及安装，外脚手同步跟上；脚手板满铺；
2.10第三层满堂排架满搭，搭至五架梁底，搭设区域并非满堂，而是区块上升，为了保证梁、枋的放置及安装，外脚手同步跟上；放料处增加平面剪刀撑；
2.11第四层满堂排架满搭，搭至屋脊，搭设区域并非满堂，而是区块上升，为了保证梁、枋的放置及安装，外脚手同步跟上；放料处增加平面剪刀撑；
2.12专用脚手架搭设后经验收后投入使用；
3)吊装木柱
3.1将吊装绳穿过木柱上部所开榫口，使用汽车吊勾住吊装绳吊装木柱，将木柱吊装至柱础的中心位置；木柱从明间开始吊装柱子，绑临时撑杆，再依次立好次间、稍间柱子；
3.2木柱吊装时，吊装带需准备两根以上；一条作为主吊装带，连接吊车与最上部的一个安全榫眼；另一条吊装带作为安全储备也连接汽吊车与下一个安全榫眼处；
3.3木柱机就位后，用不小于三道临时钢管抱箍将木柱固定于双立杆处；
4)工字钢梁、钢柱就位；
4.1汽吊采用两点起吊将工字钢梁吊至木柱最下榫口位置；工字钢梁一端插入榫口，将插入榫口的吊绳解除，缓缓将钢梁推入榫内，钢梁从榫口另一边穿出直到钢梁相对于木柱居中；
4.2汽吊吊绳重新绑扎工字钢梁的另一端，缓缓提升钢梁直至钢梁位于榫口顶部；
4.3在榫口内钢梁下部放置木垫块，解除汽吊吊绳；
4.4使用汽吊起吊钢柱，将钢柱移至钢梁的下部，钢柱与工字钢直接插销固定，使钢柱悬浮于空中；
5)顶升
5.1将汽车吊吊绳穿入木柱上部榫口绑扎，预留50cm的受拉空间；
5.2在钢柱两侧底部放置千斤顶顶住钢柱，确保千斤顶顶升处位于钢柱的中心位置；
5.3两侧同时对千斤顶施压，使木柱缓缓向上提升20cm；
6)设置转换层
6.1在木柱即将移动的方向，搭设木垫块，至基本与柱础面等高；
6.2在柱础面和木垫块上放置用于平移转换滑轮组移动的钢托板并且放置水平尺，通过调节木垫块已达到钢托板水平；
6.3在钢板上，木柱的中心位置放置与梁中线平行的平移转换滑轮组；
7)木柱下放
对两侧千斤顶同时缓缓释压，使木柱平稳的回落于平移转换滑轮组上；
8)脚手架调整
调整柱子四周加固的钢管，将加固柱子的横杆或纵杆沿木柱即将移动的方向平移至木柱即将移动到的终止位置；对即将受拉的钢管加设双横杆；
9)柱子平移
在木柱的上部，榫口处，底部平移转换滑轮组三个位置用吊装带绑扎系牢与固定在临时加固的钢管上的手拉葫芦挂钩连接；三处位置同时使用手拉葫芦进行牵引，使木柱按梁方向水平外移，平移距离根据榫头的长度决定；
10)临时加固
10.1对木柱进行临时加固，增加斜撑以及横纵向拉杆；
10.2按上述施工方法平移梁另一端木柱；
11)吊装梁枋
11.1使用汽吊采用两点吊装，从上向下吊装的过程中，一边下放，一边拆除该位置处阻挡的横杆或纵杆，梁下放后再复位；先将最底部大梁吊装至对应木柱的榫口位置；
11.2将梁的一端榫头(A)先整个斜向放入木柱榫口，然后矫正梁另一端(B)榫头的位置，对准柱子榫口中心，然后再将梁整个从A向B缓缓平移；
11.3待梁两端均在榫口内，且榫头伸入榫口30cm左右，调松绑扎在梁上的吊绳使其有10cm的空隙；同时，使用绳子将梁两端与木柱绑扎；
11.4同一开间内的梁枋重复上述过程依次从下至上吊装；
12)复位木柱
12.1拆除临时加固的钢管；使用手拉葫芦同时在两侧柱子底部的平移转换滑轮组、柱中梁与木柱用绳绑扎处、柱子上部三处位置同时拉动木柱向梁的方向内收，使榫头完全进入榫口，木柱平移复原至柱础的中心位置；
12.2观测此时木柱的垂直度，确保木柱不存在偏心的情况；
12.3对木柱进行临时加固，增加斜撑以及横纵向拉杆。
综上所述，与传统的古建大木结构吊装相比，本发明工法开创性的采用了大木吊装平移法，解决了超重大木木柱倾覆力过大的问题，对国家古建大木结构安装具有重大意义，而且，本发明工法安全性高，施工简便，提高生产率。

Claims (4)

1.一种古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法，其特征是，包括如下步骤：
1)准备工作
施工人员对按照平面图对现场定位放样确定每个柱础中心位置；
2)脚手架搭设；
通过若干立杆、横杆及钢管对接扣件搭设脚手架；
3)吊装木柱
3.1所述木柱上下部设有榫口；木柱吊装时，吊装绳连接吊具与木柱最上部的一个榫口；
3.2将吊装绳穿过木柱上部所开榫口，使用吊具勾住吊装绳吊装木柱，将木柱吊装至柱础的中心位置；木柱从明间开始吊装柱子，绑临时撑杆，再依次立好次间、稍间柱子；
3.3木柱就位后，用不小于三道临时钢管抱箍将木柱固定于脚手架的立杆处；
4)钢梁、钢柱就位；
4.1吊具采用两点起吊将钢梁吊至木柱最下榫口位置；钢梁一端插入榫口，将插入榫口的吊绳解除，缓缓将钢梁推入榫内，钢梁从榫口另一边穿出直到钢梁相对于木柱居中；
4.2吊具吊装绳重新绑扎钢梁的另一端，缓缓提升钢梁直至钢梁位于榫口顶部；
4.3在榫口内钢梁下部放置木垫块，解除吊具吊装绳；
4.4使用吊具吊起钢柱，将钢柱移至钢梁的下部，钢柱与钢梁直接插销固定，使钢柱悬浮于空中；
5)顶升
5.1将吊具吊装绳穿入木柱上部榫口绑扎，预留防止木柱倾覆的受拉空间；
5.2在钢柱两侧底部放置千斤顶顶住钢柱，确保千斤顶顶升处位于钢柱的中心位置；
5.3两侧同时对千斤顶施压，使木柱缓缓向上至可放置转换层的空间；
6)设置转换层
6.1在木柱即将移动的方向，搭设木垫块，至基本与柱础面等高；
6.2在柱础面和木垫块上放置用于平移转换滑轮组移动的钢托板并且放置水平尺，通过调节木垫块已达到钢托板水平；
6.3在钢托板上，木柱的中心位置放置与梁、枋中线平行的平移转换滑轮组；
7)木柱下放
对两侧千斤顶同时缓缓释压，使木柱平稳地回落于所述平移转换滑轮组上；
8)脚手架调整
调整柱子四周加固的钢管，将加固柱子的横杆或纵杆沿木柱即将移动的方向平移至木柱即将移动到的终止位置；对即将受拉的钢管加设双横杆；
9)柱子平移
在木柱的上部榫口处，底部平移转换滑轮组三个位置用吊装绳绑扎系牢与固定在临时加固的钢管上的手拉葫芦挂钩连接；三处位置同时使用手拉葫芦进行牵引，使木柱按梁、枋方向水平外移，平移距离根据榫头的长度决定；
10)临时加固
10.1对木柱进行临时加固，在木柱边的架手架增加斜撑以及横纵向拉杆；
10.2按上述施工方法平移梁、枋另一端木柱；
11)吊装梁枋
11.1使用吊具采用两点吊装，从上向下吊装的过程中，一边下放，一边拆除该位置处阻挡的横杆或纵杆，梁、枋下放后再复位；先将最底部大梁吊装至对应木柱的榫口位置；
11.2将梁、枋的一端榫头(A)先整个斜向放入木柱榫口，然后矫正梁、枋另一端榫头(B)的位置，对准木柱榫口中心，然后再将梁、枋整个从一端榫头(A)向一端榫头(B)缓缓平移；
11.3待梁、枋两端均在木柱榫口内，且梁、枋榫头伸入榫口可搁置不会掉落的距离；同时，使用吊装绳将梁、枋两端与木柱绑扎；
11.4同一开间内的梁、枋重复上述过程依次从下至上吊装；
12)复位木柱
12.1拆除临时加固的钢管；使用手拉葫芦同时在两侧柱子底部的平移转换滑轮组、柱中梁、枋与木柱用绳绑扎处、柱子上部三处位置同时拉动木柱向梁、枋的方向内收，使榫头完全进入榫口，木柱平移复原至柱础的中心位置；
12.3对木柱进行临时加固，增加斜撑以及横纵向拉杆。
2.如权利要求1所述的古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法，其特征是，步骤2)脚手架搭设过程中，立管间距按大木构件实际布置，间距不等，相邻立杆的接头位置错开布置在不同的步距内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500mm，各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3，立杆与纵向水平杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏。
3.如权利要求1所述的古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法，其特征是，所述古建筑单根木柱重量≥2吨。
4.如权利要求1所述的古建筑重建和修复中的超重大木结构立架施工方法，其特征是，所述吊具包括汽车吊、塔吊或龙门吊。
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