CN114395947B - 一种跨活动断裂可调节轨道装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跨活动断裂可调节轨道装置，用于固定轨道和轨枕固定，包括：扣装座，设置在轨道和轨枕之间；卡接管，设置在扣装座和轨枕之间，轨枕上开设有通槽，卡接管可拆卸的固定在通槽内部；控制部，设置在卡接管内壁，控制部用于检测扣装座和卡接管之间的横向压力，以将卡接管脱离通槽的固定，保证了在底层横向错位后轨道不会产生弯曲变形，保证火车或者轨道抢修车辆能够低速的通行，一方面更够避免在底层错位后火车通过时发生脱轨，造成危险事故和经济损失，另一方面能够保证观测和抢修的车辆通过和到达，以便进行及时的局部修补和抢修。

Description

一种跨活动断裂可调节轨道装置

技术领域

本发明涉及铁轨技术领域，具体而言，涉及一种跨活动断裂可调节轨道装置。

背景技术

近年来，我国相继在青藏高原及其周边地区规划实施了川藏、滇藏等线性交通工程，然而，在印度板块的持续挤压作用下，不仅引起青藏高原的大幅度隆升，而且导致其强烈的水平构造运动，在高原与盆地过渡地带形成了多条活动断裂带，活动断裂两盘的错动速率每年可达到数厘米。交通线路的选址往往难以完全避开活动该断裂，活动断裂的错动，特别是同震错动可以直接错断路基、隧道等工程建筑物，并且发生地震断层之外，震区中小规模断层和次级断层也会产生同震错动，这种同震效应会破坏穿越断层的路基和地下结构，铁路路基轨道受地震错断，为此提出一种跨活动断裂可调节轨道装置。

发明内容

根据本发明的实施例旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

根据本发明的实施例的第一方面在于提供一种跨活动断裂可调节轨道装置。

本发明第一方面的实施例提供了一种跨活动断裂可调节轨道装置，用于固定轨道和轨枕固定，包括：扣装座，设置在所述轨道和所述轨枕之间；卡接管，设置在所述扣装座和所述轨枕之间，所述轨枕上开设有通槽，所述卡接管可拆卸的固定在所述通槽内部；控制部，设置在所述卡接管内壁，所述控制部用于检测所述扣装座和所述卡接管之间的横向压力，以将所述卡接管脱离所述通槽的固定；其中，所述卡接管与所述轨枕的通槽之间可拆卸配合，以使所述轨道与所述轨枕发生相对滑动后再次固定。

根据本发明提供的一种跨活动断裂可调节轨道装置，轨道和轨枕之间采用现有技术进行搭接支撑，保证正常的架设和火车通车，通过在轨枕上开设桶槽，使得轨道能够沿着桶槽的开设方向进行移动，并且通过卡接管与桶槽之间的可拆卸的固定，并且在控制部的检测和控制下，进行卡接管与桶槽的脱离，使得在底层的横向错动时，轨枕与轨道发生相对滑动，避免因底层的移动带动轨枕横向弯曲轨道，造成轨道的变形，然后在底层停止后，控制部停止对卡接管的带动，使得卡接管再次与桶槽内部卡接固定；

保证了在底层横向错位后轨道不会产生弯曲变形，保证火车或者轨道抢修车辆能够低速的通行，一方面更够避免在底层错位后火车通过时发生脱轨，造成危险事故和经济损失，另一方面能够保证观测和抢修的车辆通过和到达，以便进行及时的局部修补和抢修。

另外，根据本发明的实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述任一技术方案中，所述控制部包括：分体设置的压力传感器和电磁铁，所述压力传感器和所述电磁铁分别固定在所述卡接管的内壁，所述压力传感器被配置检测所述扣装座和所述卡接管之间的压力，并转化为电信号传输给所述电磁铁，所述电磁铁用于控制所述卡接管脱离所述通槽。

在该技术方案中，压力传感器和电磁铁之间电性连接，且连通外部电源，压力传感器对扣装座和卡接管之间的压力，并将压力信号转化为电信号控制电磁铁启动，通过电磁铁控制卡接管移动，使得卡接管向上移动脱离桶槽内壁，实现脱离以便轨道和轨枕之间脱离，达到相互移动。

上述任一技术方案中，所述卡接管侧壁开设滑孔，所述滑孔内壁底部贴合卡块，所述卡块上表面和所述滑孔内壁顶部之间通过弹簧相连；其中，所述卡块靠近所述卡接管轴线一端与所述电磁铁纵向对应，所述卡块与所述通槽相卡接。

在该技术方案中，通过滑孔和卡块之间的贴合，能够做到彼此之间的纵向滑动，使得卡块与桶槽内壁之间的卡接和脱离，卡块可在重力或者弹簧的复位作用下，向下卡接固定通槽内壁，实现在轨道和轨枕之间错位移动后的自动的再次固定。

上述任一技术方案中，所述卡块下表面开设第一斜齿槽，所述通槽内壁开设第二斜齿槽，所述第二斜齿槽与所述第一斜齿槽相卡接；其中，所述卡接管上设置两个卡块，且沿所述卡接管的轴线旋转对称。

在该技术方案中，通过第一斜齿槽和第二斜齿槽的斜齿设置，可进行卡接限位的方向选择，斜齿具体为直角三角形设置，直角边为负责抵接限位，斜边负责导向滑动，以使第一斜齿槽和第二斜齿槽之间发生脱离，以及在第一斜齿槽和第二斜齿槽之间再次对接时能够通过接触斜面的滑动，实现完整的咬合；

两个旋转对称的卡块的第一斜齿槽的直角边横向对应，保证了沿轨道两端方向的卡块卡接位置横向对应。

上述任一技术方案中，所述通槽内壁左右两端分别设置有第一突出部和第二突出部，所述第一突出部和所述第二突出部纵向对应设置。

在该技术方案中，通过第一突出部和第二突出部的设置将桶槽的中部位置向外凸，保证了开设第二斜齿槽能够进行内部的纵向遮挡，避免外部掉落进桶槽内部时与第二斜齿槽接触，影响第一斜齿槽和第二斜齿槽之间的卡接咬合，第一突出部和第二突出部采用横向的块体结构，使得桶槽纵向截面为十字形。

上述任一技术方案中，所述扣装座侧壁固定安装信号发生器，所述信号发生器与所述压力传感器通过导线电连接，所述卡接管侧壁开设导通孔，所述导线贯穿所述导通孔内壁。

在该技术方案中，通过安装信号发生器，可将压力传感器输出的电信号向远程接受端输出，保证了在远程接收端的工作人员能够第一时间的了解到轨道和轨枕之间的固定关系，以便及时的对外部车辆控制中心进行通报和排出抢修轨道车辆，通过导通孔可对导线进行卡接管的内部导通连接，以便进行电力接通。

上述任一技术方案中，所述扣装座与所述轨道之间通过抵板相固定，所述扣装座上贯穿地设置有螺栓，所述螺栓顶部与所述抵板上表面之间通过扣件相固定，所述螺栓侧壁螺接内螺管，所述内螺管外壁抵接所述压力传感器。

在该技术方案中，扣件采用弯折的钢筋，可弹性变形，使得螺栓向下螺接移动时，能够对抵板产生预应力，保证了螺栓的稳定螺接固定，通过内螺管在螺栓螺接的作用下，使得轨道依次通过抵板、扣件、螺栓、内螺管、压力传感器和卡接管，最终实现与轨枕的固定。

上述任一技术方案中，所述内螺管外壁顶端固定安装定位环，所述扣装座和所述抵板夹持固定所述定位环。

在该技术方案中，通过定位环可在抵板向下压制轨道底部侧边和扣装座时，能够对内螺管起到固定的作用，避免内螺管的偏移，保证了卡接管内部的两个压力传感器能够正常的感知卡接管和内螺管之间的压力值。

上述任一技术方案中，所述轨枕外壁分别固定连接支撑板和肋板，所述肋板至少设置两个，且所述肋板下表面固定连接所述支撑板上表面。

在该技术方案中，通过肋板将轨枕进行额外的加强，避免因开设桶槽而造成整体的结构不稳定，出现破损甚至是断裂，保证了在长期的通车使用中轨枕的使用寿命稳定。

根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为本发明的扣装座及其连接结构示意图；

图4为本发明的卡接管的管体局部剖切后及其连接结构示意图；

图5为本发明的内螺管局部剖切后及其连接结构示意图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1轨道、2轨枕、201通槽、2011第二斜齿槽、2012第一突出部、2013第二突出部、202支撑板、203肋板、3扣装座、301抵板、302螺栓、303扣件、304内螺管、3041定位环、4卡接管、401滑孔、402卡块、4021第一斜齿槽、403弹簧、404导通孔、5压力传感器、6电磁铁、7信号发生器。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1-5，本发明第一方面的实施例提供了一种跨活动断裂可调节轨道装置，用于固定轨道1和轨枕2固定，包括：扣装座3，设置在轨道1和轨枕2之间；卡接管4，设置在扣装座3和轨枕2之间，轨枕2上开设有通槽201，卡接管4可拆卸的固定在通槽201内部；控制部，设置在卡接管4内壁，控制部用于检测扣装座3和卡接管4之间的横向压力，以将卡接管4脱离通槽201的固定；其中，卡接管4与轨枕2的通槽201之间可拆卸配合，以使轨道1与轨枕2发生相对滑动后再次固定。

根据本发明提供的一种跨活动断裂可调节轨道装置，轨道1和轨枕2之间采用现有技术进行搭接支撑，保证正常的架设和火车通车，通过在轨枕2上开设桶槽，使得轨道1能够沿着桶槽的开设方向进行移动，并且通过卡接管4与桶槽之间的可拆卸的固定，并且在控制部的检测和控制下，进行卡接管4与桶槽的脱离，使得在底层的横向错动时，轨枕2与轨道1发生相对滑动，避免因底层的移动带动轨枕2横向弯曲轨道1，造成轨道1的变形，然后在底层停止后，控制部停止对卡接管4的带动，使得卡接管4再次与桶槽内部卡接固定；

保证了在底层横向错位后轨道1不会产生弯曲变形，保证火车或者轨道1抢修车辆能够低速的通行，一方面更够避免在底层错位后火车通过时发生脱轨，造成危险事故和经济损失，另一方面能够保证观测和抢修的车辆通过和到达，以便进行及时的局部修补和抢修。

具体地，轨枕2可水平于底层断裂处缝隙，保证横向作用力与轨道1和轨枕2之间的滑动方向一致。

上述任一实施例中，如图1-5所示，控制部包括：分体设置的压力传感器5和电磁铁6，压力传感器5和电磁铁6分别固定在卡接管4的内壁，压力传感器5被配置检测扣装座3和卡接管4之间的压力，并转化为电信号传输给电磁铁6，电磁铁6用于控制卡接管4脱离通槽201。

在该实施例中，压力传感器5和电磁铁6之间电性连接，且连通外部电源，压力传感器5对扣装座3和卡接管4之间的压力，并将压力信号转化为电信号控制电磁铁6启动，通过电磁铁6控制卡接管4移动，使得卡接管4向上移动脱离桶槽内壁，实现脱离以便轨道1和轨枕2之间脱离，达到相互移动。

具体地，压力传感器5采用陶瓷压力传感器5，且与电磁铁6之间采用阈值开关设置，当压力传感器5输出一定数值的电信号时启动电磁铁6，电磁铁6启动后与卡块402之间具有磁斥力，具体可在卡块402上镶嵌磁铁，卡接管4和卡块402采用型钢制成，具体为奥氏体不锈钢。

进一步地，可设定预定数值的阈值，以便在出现对轨道1一定程度的拉扯力时启动电磁铁6，进行轨道1和轨枕2之间的滑动，力的阈值取决于钢轨与枕轨之间连接处的强度，可设置为连接处可承受力的1/3-2/3。比如，若用的连接处为下列材质：

截面积：3.89平方厘米（为单个卡块402与桶槽的接触面积），型钢强度: 215N每平方毫米，则连接处所能承受的最大力为：83.6KN，阈值建议可取为：28~56KN（约为最大力的1/3-2/3），保证了在轨道1发生弯曲变形之前启动电磁铁6，以及不会因为微小的震动而频繁启动（通过实验对卡接管、内螺管、螺栓的强度进行检测，确保卡块402与桶槽的连接处强度为整体结构中的最低，使得在装置受到过大作用力时，卡块最先与桶槽内部的连接处受损，即为第二斜齿槽受到破坏，并产生相对滑动，以便铁轨和卡接管的连接结构能够得到保护，且轨枕内部在与卡块产生破坏后的相对滑动停止后，仍然可对卡块起到支撑作用，进行临时的支撑支持，只需重新拆换轨枕即可，方便施工），轨枕采用混凝土轨枕。

上述任一实施例中，如图1-5所示，卡接管4侧壁开设滑孔401，滑孔401内壁底部贴合卡块402，卡块402上表面和滑孔401内壁顶部之间通过弹簧403相连；其中，卡块402靠近卡接管4轴线一端与电磁铁6纵向对应，卡块402与通槽201相卡接。

在该实施例中，通过滑孔401和卡块402之间的贴合，能够做到彼此之间的纵向滑动，使得卡块402与桶槽内壁之间的卡接和脱离，卡块402可在重力或者弹簧403的复位作用下，向下卡接固定通槽201内壁，实现在轨道1和轨枕2之间错位移动后的自动的再次固定。

上述任一实施例中，如图1-5所示，卡块402下表面开设第一斜齿槽4021，通槽201内壁开设第二斜齿槽2011，第二斜齿槽2011与第一斜齿槽4021相卡接；其中，卡接管4上设置两个卡块402，且沿卡接管4的轴线旋转对称。

在该实施例中，通过第一斜齿槽4021和第二斜齿槽2011的斜齿设置，可进行卡接限位的方向选择，斜齿具体为直角三角形设置，直角边为负责抵接限位，斜边负责导向滑动，以使第一斜齿槽4021和第二斜齿槽2011之间发生脱离，以及在第一斜齿槽4021和第二斜齿槽2011之间再次对接时能够通过接触斜面的滑动，实现完整的咬合；

两个旋转对称的卡块402的第一斜齿槽4021的直角边横向对应，保证了沿轨道1两端方向的卡块402卡接位置横向对应。

具体地，卡接管4内壁和内螺管304外壁之间的距离小于单个第一斜齿槽4021桶槽方向的长度。

上述任一实施例中，如图1-5所示，通槽201内壁左右两端分别设置有第一突出部2012和第二突出部2013，第一突出部2012和第二突出部2013纵向对应设置。

在该实施例中，通过第一突出部2012和第二突出部2013的设置将桶槽的中部位置向外凸，保证了开设第二斜齿槽2011能够进行内部的纵向遮挡，避免外部掉落进桶槽内部时与第二斜齿槽2011接触，影响第一斜齿槽4021和第二斜齿槽2011之间的卡接咬合，第一突出部2012和第二突出部2013采用横向的块体结构，使得桶槽纵向截面为十字形。

具体地，桶槽201底部与卡接管4之间间隔设置，以避免对外部掉落进桶槽201内部的杂物颗粒对卡接管4的移动造成干扰。

上述任一实施例中，如图1-5所示，扣装座3侧壁固定安装信号发生器7，信号发生器7与压力传感器5通过导线电连接，卡接管4侧壁开设导通孔404，导线贯穿导通孔404内壁。

在该实施例中，通过安装信号发生器7，可将压力传感器5输出的电信号向远程接受端输出，保证了在远程接收端的工作人员能够第一时间的了解到轨道1和轨枕2之间的固定关系，以便及时的对外部车辆控制中心进行通报和排出抢修轨道1车辆，通过导通孔404可对导线进行卡接管4的内部导通连接，以便进行电力接通。

具体地，信号发生器7可通过基于蓝牙、Wi-Fi（Wireless Fidelity，基于IEEE802.11b标准的无线局域网）、红外、紫蜂和移动蜂窝技术等通信手段实现数据交互，但不限于此。

上述任一实施例中，如图1-5所示，扣装座3与轨道1之间通过抵板301相固定，扣装座3上贯穿地设置有螺栓302，螺栓302顶部与抵板301上表面之间通过扣件303相固定，螺栓302侧壁螺接内螺管304，内螺管304外壁抵接压力传感器5。

在该实施例中，扣件303采用弯折的钢筋，可弹性变形，使得螺栓302向下螺接移动时，能够对抵板301产生预应力，保证了螺栓302的稳定螺接固定，通过内螺管304在螺栓302螺接的作用下，使得轨道1依次通过抵板301、扣件303、螺栓302、内螺管304、压力传感器5和卡接管4，最终实现与轨枕2的固定。

上述任一实施例中，如图1-5所示，内螺管304外壁顶端固定安装定位环3041，扣装座3和抵板301夹持固定定位环3041。

在该实施例中，通过定位环3041可在抵板301向下压制轨道1底部侧边和扣装座3时，能够对内螺管304起到固定的作用，避免内螺管304的偏移，保证了卡接管4内部的两个压力传感器5能够正常的感知卡接管4和内螺管304之间的压力值。

上述任一实施例中，如图1-5所示，轨枕2外壁分别固定连接支撑板202和肋板203，肋板203至少设置两个，且肋板203下表面固定连接支撑板202上表面。

在该实施例中，通过肋板203将轨枕2进行额外的加强，避免因开设桶槽而造成整体的结构不稳定，出现破损甚至是断裂，保证了在长期的通车使用中轨枕2的使用寿命稳定。

进一步地，本装置可与普通的轨枕2之间混合使用，保证了在正常平稳的地址上进行牢固的固定，在选底层断裂的地方时可选用如下方法进行：

随着青藏高原周边地区的轨道1交通规划建设运行，难免使得一些轨道1跨越活动断裂，对于必须跨活动断裂带的线性工程，一般采用大角度通过的方法。针对活动断裂的位置，大的活动断裂一般地质图中已有标出（如青藏高原1:100万构造图，如川藏铁路穿越的鲜水河断裂带、金沙江断裂带等大致位置基本明确），但是这些一般比例尺较小，在线路的前期勘察及建设过程中，可通过一些技术方法识别：

（1）地质特征。活动断裂一般会错开最新沉积物；糜棱岩、断层泥、断层擦痕等断裂带特征，松散未胶结；断层两盘岩层不整合接触，不连续。

（2）地貌特征。活断层往往构成两种截然不同的地貌单元的分界线，并加强各地貌单元的差异性；活断层经常造成同一地貌单位或地貌系统的分解和异常；当一系列的河谷向一个方向同时移错时，可作为活断层的标志。

（3）水文地质特征。沿断层带泉水呈线装分布，且植被发育。

（4）位移特征。可通过InSAR、GPS等技术手段计算位移，若断层两侧位移明显不协调，则说明断裂带活动，可判断断裂带位置。

工作原理：当发生底层错位时，位于错位断裂附近的轨道1和轨枕2产生挤压力，具体作用在内螺管304和卡接管4之间的压力传感器5上（轨枕2通过相互咬合的第一斜齿槽4021和第二斜齿槽2011传递给卡块402，最终达到卡接管4；轨道1依次通过抵板301、扣件303和螺栓302，最终到达内螺管304），在到达阈值后启动电磁铁6，对卡块402向上移动（压缩弹簧403），使得第一斜齿槽4021和第二斜齿槽2011相互脱离，使得轨枕2和轨道1之间相互移动，用以抵消底层断裂错位，然后在轨枕2和轨道1相互停留后，压力传感器5失去压力，电磁铁6关闭，卡块402在弹簧403复位和重力的带动下向下移动，使得第一斜齿槽4021和第二斜齿槽2011重新咬合，通过相互接触的斜面可进行滑动，以便完全咬合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种跨活动断裂可调节轨道装置，用于固定轨道（1）和轨枕（2）固定，其特征在于，包括：

扣装座（3），设置在所述轨道（1）和所述轨枕（2）之间；

卡接管（4），设置在所述扣装座（3）和所述轨枕（2）之间，所述轨枕（2）上开设有通槽（201），所述卡接管（4）可拆卸的固定在所述通槽（201）内部；

控制部，设置在所述卡接管（4）内壁，所述控制部用于检测所述扣装座（3）和所述卡接管（4）之间的横向压力，以将所述卡接管（4）脱离所述通槽（201）的固定；

其中，所述卡接管（4）与所述轨枕（2）的通槽（201）之间可拆卸配合，以使所述轨道（1）与所述轨枕（2）发生相对滑动后再次固定。

2.根据权利要求1所述的一种跨活动断裂可调节轨道装置，其特征在于，所述控制部包括：分体设置的压力传感器（5）和电磁铁（6），所述压力传感器（5）和所述电磁铁（6）分别固定在所述卡接管（4）的内壁，所述压力传感器（5）被配置检测所述扣装座（3）和所述卡接管（4）之间的压力，并转化为电信号传输给所述电磁铁（6），所述电磁铁（6）用于控制所述卡接管（4）脱离所述通槽（201）。

3.根据权利要求2所述的一种跨活动断裂可调节轨道装置，其特征在于，所述卡接管（4）侧壁开设滑孔（401），所述滑孔（401）内壁底部贴合卡块（402），所述卡块（402）上表面和所述滑孔（401）内壁顶部之间通过弹簧（403）相连；

其中，所述卡块（402）靠近所述卡接管（4）轴线一端与所述电磁铁（6）纵向对应，所述卡块（402）与所述通槽（201）相卡接。

4.根据权利要求3所述的一种跨活动断裂可调节轨道装置，其特征在于，所述卡块（402）下表面开设第一斜齿槽（4021），所述通槽（201）内壁开设第二斜齿槽（2011），所述第二斜齿槽（2011）与所述第一斜齿槽（4021）相卡接；

其中，所述卡接管（4）上设置两个卡块（402），且沿所述卡接管（4）的轴线旋转对称。

5.根据权利要求1所述的一种跨活动断裂可调节轨道装置，其特征在于，所述通槽（201）内壁左右两端分别设置有第一突出部（2012）和第二突出部（2013），所述第一突出部（2012）和所述第二突出部（2013）纵向对应设置。

6.根据权利要求2所述的一种跨活动断裂可调节轨道装置，其特征在于，所述扣装座（3）侧壁固定安装信号发生器（7），所述信号发生器（7）与所述压力传感器（5）通过导线电连接，所述卡接管（4）侧壁开设导通孔（404），所述导线贯穿所述导通孔（404）内壁。

7.根据权利要求2所述的一种跨活动断裂可调节轨道装置，其特征在于，所述扣装座（3）与所述轨道（1）之间通过抵板（301）相固定，所述扣装座（3）上贯穿地设置有螺栓（302），所述螺栓（302）顶部与所述抵板（301）上表面之间通过扣件（303）相固定，所述螺栓（302）侧壁螺接内螺管（304），所述内螺管（304）外壁抵接所述压力传感器（5）。

8.根据权利要求7所述的一种跨活动断裂可调节轨道装置，其特征在于，所述内螺管（304）外壁顶端固定安装定位环（3041），所述扣装座（3）和所述抵板（301）夹持固定所述定位环（3041）。

9.根据权利要求1所述的一种跨活动断裂可调节轨道装置，其特征在于，所述轨枕（2）外壁分别固定连接支撑板（202）和肋板（203），所述肋板（203）至少设置两个，且所述肋板（203）下表面固定连接所述支撑板（202）上表面。

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