CN114575472A - 钢结构与钢筋的连接装置和连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢结构与钢筋的连接装置和连接方法，该连接装置包括底座(3)、安装板(4)、转动夹紧组件、缓冲组件和定位组件；底座装在钢结构(1)上，安装板通过缓冲组件装在底座上；安装板上有安装孔(5)，底座上有开槽(16)，钢筋(2)通过安装孔贯穿安装板并通过开槽插入底座；定位组件嵌装在底座内，定位组件一端插入开槽并与钢筋抵接，定位组件另一端向下贯穿底座；转动夹紧组件嵌装在安装板内，转动夹紧组件包括转动机构和夹紧机构，若干组夹紧机构可滑动式连转动机构，夹紧机构环绕设在安装孔上，使夹紧机构夹紧在钢筋上。本发明能提高钢结构与钢筋的连接效率，且保证钢结构与钢筋之间连接节点的结构强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑工程钢结构施工技术，尤其涉及一种钢结构与钢筋的连接装置和连接方法。
背景技术
钢混结构在建筑物中用于承担荷载的主要结构，其中，劲性柱在大型建筑结构中的应用十分普遍。劲性柱的截面相对其他支柱结构较小，承载能力相对较强，能有效节约建筑空间，常用的劲性柱形式包括H型钢进行混凝土柱、十字钢混凝土柱、圆钢混凝土柱等。
劲性柱在施工完成后，需要与其他构件的钢筋连接固定，通常采用专用的节点连接结构连接劲性柱与钢筋，需要通过焊接固定，施工效率较低，且焊接操作对钢结构的力学性能会产生一定的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢结构与钢筋的连接装置和连接方法，能提高钢结构与钢筋的连接效率，且保证钢结构与钢筋之间连接节点的结构强度。
本发明是这样实现的：
一种钢结构与钢筋的连接装置，包括底座、安装板、转动夹紧组件、缓冲组件和定位组件；底座固定安装在钢结构上，安装板通过若干组缓冲组件安装在底座上；安装板上形成有若干个安装孔，底座上形成有若干个开槽，若干个开槽分别同轴设置在若干个安装孔的内侧，使钢筋能通过安装孔贯穿安装板并通过开槽插入在底座内；若干组定位组件分别间隔嵌装在底座内，且若干组定位组件的一端分别对应插入在若干个开槽内，使钢筋能与定位组件抵接，若干组定位组件的另一端向下贯穿底座；转动夹紧组件嵌装在安装板内，转动夹紧组件包括转动机构和若干组夹紧机构，若干组夹紧机构分别可滑动式连接在转动机构上，若干组夹紧机构分别对应环绕设置在若干个安装孔上，使夹紧机构能夹紧在钢筋上。
每组所述的夹紧机构均包括第一夹紧爪、第二夹紧爪、转轴、第一连接杆、第二连接杆和滑块；第一夹紧爪和第二夹紧爪均呈弧形结构，第一夹紧爪的一端和第二夹紧爪的一端均可转动式连接在转轴上，转轴安装在安装板内，使第一夹紧爪和第二夹紧爪对称安装在安装孔的两侧；第一夹紧爪的另一端与第一连接杆的一端铰接，第二夹紧爪的另一端与第二连接杆的一端铰接，第一连接杆的另一端和第二连接杆的另一端分别与滑块铰接，两块滑块可滑动式连接在转动机构上。
所述的第二夹紧爪上形成有两根爪杆，且第二夹紧爪的两根爪杆之间留有空隙；第一夹紧爪上形成有一根爪杆，且第一夹紧爪的一根爪杆的宽度不超过空隙的宽度，使第一夹紧爪的一根爪杆能交叉插入在第二夹紧爪的两根爪杆之间。
所述的转动机构包括转杆；安装板内形成有滑槽，且滑槽的轴向与安装孔的轴向垂直；转杆可转动式嵌装在滑槽内，转杆的一端延伸至安装板的侧端外部并固定连接有螺栓头；转杆的表面形成有螺纹，两块滑块的底部均形成有内螺纹槽，且两个内螺纹槽的螺纹方向相反，使两块滑块能螺纹旋接在转杆上并沿转杆相对移动。
所述的转动机构还包括限位杆、限位头和第一弹簧；限位头设置在限位杆的下端，限位头的底部形成有与螺栓头相匹配的限位槽，使限位头能通过限位槽压紧在螺栓头上；第一弹簧同轴套接在限位杆上且压缩设置在限位头与限位杆的中部之间，使限位杆的下端通过第一弹簧可弹动式连接在限位头上，限位杆位于安装板的侧端。
每组所述的缓冲组件均包括缓冲柱和缓冲弹簧；缓冲柱为一端宽、另一端窄的倒T形结构，缓冲弹簧同轴套接在缓冲柱上；底座上形成有缓冲槽，缓冲柱的一端嵌装在缓冲槽内，缓冲弹簧设置在缓冲柱的大头端与缓冲槽的内壁之间，缓冲柱的另一端与安装板垂直连接。
所述的定位组件包括接触杆、接触块和第二弹簧；接触杆的一端插入在开槽内并与接触块连接，接触块能与钢筋抵接；接触杆的另一端呈倒T形结构并向下贯穿底座，第二弹簧套接在接触杆上，第二弹簧伸长安装在底座与接触杆的横杆之间。
一种钢结构与钢筋的连接装置的连接方法，包括以下步骤：
步骤1：将底座固定安装在钢结构上，并将安装板通过若干组缓冲组件连接在底座上；
步骤2：将钢筋通过安装孔贯穿安装板，并插入至底座的开槽中；
步骤3：通过转动夹紧组件夹紧钢筋，使钢筋与钢结构相对固定；
步骤4：钢筋挤压定位组件，使定位组件向底座的下方延伸。
所述的步骤3包括以下分步骤：
夹紧机构包括第一夹紧爪、第二夹紧爪、转轴、第一连接杆、第二连接杆和滑块；第一夹紧爪和第二夹紧爪上设有爪杆；转动机构包括转杆、限位杆、限位头和第一弹簧；转杆上形成有螺纹；
步骤3.1：上提限位杆，使限位头与螺栓头分离；
步骤3.2：通过螺栓头转动转杆，利用螺纹使两块滑块沿转杆的轴向移动；
步骤3.3：两块滑块分别带动第一连接杆和第二连接杆转动，使第一夹紧爪和第二夹紧爪绕转轴转动并相互靠近；
步骤3.4：第一夹紧爪的一根爪杆和第二夹紧爪的两根爪杆分别从两侧夹紧在钢筋上，且一根爪杆位于两根爪杆之间的空隙内；
步骤3.5：松开限位杆，通过第一弹簧带动限位杆下移并使限位头通过限位槽压紧在转杆的螺栓头上，使钢筋固定在钢结构上。
在所述的步骤3中，当钢筋振动时，缓冲柱在缓冲槽中伸缩并压缩缓冲弹簧；
在所述的步骤4中，钢筋插入开槽时挤压接触块，使接触块下压接触杆，使接触杆的下端向底座的下方延伸。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明由于设有转动夹紧组件，能通过螺纹旋动实现爪杆的转动，从而从两侧夹紧钢筋，确保钢筋与钢结构之间连接节点的可靠性；同时，利用螺纹的咬合自锁进一步保证了钢筋的夹紧稳定性，无需焊接钢筋与钢结构，有效提高了钢筋与钢结构之间的安装效率和安装质量，也避免了焊接作业对钢结构的损伤。
2、本发明由于设有缓冲组件，能在钢筋振动影响安装板和底座时，通过缓冲弹簧的弹性形变吸收振动力，确保底座在钢结构上的安装可靠性，也保证了钢筋在钢结构上的连接稳定性。
3、本发明由于设有定位组件，能通过钢筋插入开槽对接触块进行加压，利用接触杆延伸出底座的长度判断钢筋在底座的开槽内的插接深度，从而避免钢筋从开槽内脱出的情况发生，确保钢筋的安装稳定且安装位置符合设计要求。
4、本发明具有拆装方便、结构稳定性高、钢筋夹持牢固、易于取材和制作等优点，能在劲性柱等钢结构施工中广泛使用。
附图说明
图1是本发明钢结构与钢筋的连接装置的立体图；
图2是本发明钢结构与钢筋的连接装置中转动夹紧组件的安装示意图；
图3是本发明钢结构与钢筋的连接装置中第二夹紧爪的侧视图；
图4是本发明钢结构与钢筋的连接装置的侧视图；
图5是本发明钢结构与钢筋的连接装置中缓冲组件的安装示意图；
图6是本发明钢结构与钢筋的连接装置中定位组件的安装示意图。
图中，1、钢结构；2、钢筋；3、底座；4、安装板；5、安装孔；6、第一夹紧爪；7、第二夹紧爪；8、转轴；9、第一连接杆；10、第二连接杆；11、滑块；12、转杆；13、限位杆；14、限位头；15、缓冲柱；16、开槽；17、接触杆；18、接触块；19、爪杆；20、空隙；21、螺纹；22、滑槽；23、第一弹簧；24、缓冲槽；25、缓冲弹簧；26、第二弹簧。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参见附图1，一种钢结构与钢筋的连接装置，包括底座3、安装板4、转动夹紧组件、缓冲组件和定位组件；底座3通过螺栓固定安装在钢结构1上，安装板4通过若干组缓冲组件安装在底座3上；安装板4上形成有若干个安装孔5，底座3上形成有若干个开槽16，若干个开槽16分别同轴设置在若干个安装孔5的内侧，使钢筋2的一端能通过安装孔5贯穿安装板4并通过开槽16插入在底座3内；若干组定位组件分别间隔嵌装在底座3内，且若干组定位组件的一端分别对应插入在若干个开槽16内，使钢筋2能与定位组件抵接；转动夹紧组件嵌装在安装板4内，转动夹紧组件包括转动机构和若干组夹紧机构，若干组夹紧机构分别可滑动式连接在转动机构上，若干组夹紧机构分别对应环绕设置在若干个安装孔5上，使夹紧机构能夹紧在钢筋2上。
请参见附图2，每组所述的夹紧机构均包括第一夹紧爪6、第二夹紧爪7、转轴8、第一连接杆9、第二连接杆10和滑块11；第一夹紧爪6和第二夹紧爪7均呈弧形结构，第一夹紧爪6的一端和第二夹紧爪7的一端均可转动式连接在转轴8上，转轴8安装在安装板4内且位于安装孔5的上方，使第一夹紧爪6和第二夹紧爪7对称安装在安装孔5的两侧；第一夹紧爪6的另一端与第一连接杆9的一端铰接，第二夹紧爪7的另一端与第二连接杆10的一端铰接，第一连接杆9的另一端和第二连接杆10的另一端分别与滑块11铰接，两块滑块11可滑动式连接在转动机构上。
请参见附图3，所述的第二夹紧爪7上形成有两根爪杆19，且第二夹紧爪7的两根爪杆19之间留有空隙20；第一夹紧爪6上形成有一根爪杆19，且第一夹紧爪6的一根爪杆19的宽度不超过空隙20的宽度，使第一夹紧爪6的一根爪杆19能交叉插入在第二夹紧爪7的两根爪杆19之间。通过空隙20避免第一夹紧爪6和第二夹紧爪7在运动时发生干涉，同时也能保证夹紧的可靠性。
请参见附图2，所述的转动机构包括转杆12；安装板4内形成有滑槽22，滑槽22位于安装孔5的下方，且滑槽22的轴向与安装孔5的轴向垂直；转杆12可转动式嵌装在滑槽22内，转杆12的一端延伸至安装板4的侧端外部并固定连接有螺栓头；转杆12的表面形成有螺纹21，两块滑块11的底部均形成有内螺纹槽，且两个内螺纹槽的螺纹方向相反，使两块滑块11能螺纹旋接在转杆12上并沿转杆12相对移动。
请参见附图2和附图4，所述的转动机构还包括限位杆13、限位头14和第一弹簧23；限位头14设置在限位杆13的下端，限位头14的底部形成有与螺栓头相匹配的限位槽，使限位头14能通过限位槽压紧在螺栓头上；第一弹簧23同轴套接在限位杆13上且压缩设置在限位头14与限位杆13的中部之间，使限位杆13的下端通过第一弹簧23可弹动式连接在限位头14上，限位杆13位于安装板4的侧端。
请参见附图5，每组所述的缓冲组件均包括缓冲柱15和缓冲弹簧25；缓冲柱15为一端宽、另一端窄的倒T形结构，缓冲弹簧25同轴套接在缓冲柱15上；底座3上形成有缓冲槽24，缓冲柱15的一端嵌装在缓冲槽24内，缓冲弹簧25设置在缓冲柱15的大头端与缓冲槽24的内壁之间，缓冲柱15的另一端与安装板4垂直连接。当安装板4受钢筋2振动影响时，缓冲柱15可沿缓冲槽24移动，并将力传递到缓冲弹簧25上，利用缓冲弹簧25的弹性形变将力吸收，从而减少钢筋2与安装板4之间的磨损，提高其使用寿命。
请参见附图6，所述的定位组件包括接触杆17、接触块18和第二弹簧26；接触杆17的一端插入在开槽16内并与接触块18连接，接触块18能与钢筋2抵接；接触杆17的另一端呈倒T形结构并向下贯穿底座3，第二弹簧26套接在接触杆17上，第二弹簧26伸长安装在底座3与接触杆17的横杆之间。
请参见附图1至附图6，一种钢结构与钢筋的连接方法，包括以下步骤：
步骤1：将底座3通过螺栓固定安装在钢结构1上，并将安装板4通过若干组缓冲组件连接在底座3上。
步骤2：将钢筋2通过安装孔5贯穿安装板4，并插入至底座3的开槽16中。
步骤3：通过转动夹紧组件夹紧钢筋2，使钢筋2与钢结构1相对固定。
所述的步骤3包括以下分步骤：
步骤3.1：上提限位杆13，使限位头14与螺栓头13分离。
步骤3.2：通过螺栓头转动转杆12，利用螺纹21使两块滑块11沿转杆12的轴向移动。
步骤3.3：两块滑块11分别带动第一连接杆9和第二连接杆10转动，使第一夹紧爪6和第二夹紧爪7绕转轴8转动并相互靠近。
步骤3.4：第一夹紧爪6的一根爪杆19和第二夹紧爪7的两根爪杆19分别从两侧夹紧在钢筋2上，且一根爪杆19位于两根爪杆19之间的空隙20内。
步骤3.5：松开限位杆13，通过第一弹簧23带动限位杆13下移并使限位头14通过限位槽压紧在转杆12的螺栓头上，使钢筋2固定在钢结构1上。在第一弹簧23的弹性作用下压紧限位杆13，使限位头14限制螺栓头的转动，从而限制转杆12的转动，确保第一夹紧爪6和和第二夹紧爪7稳定夹持在钢筋2上。
所述的步骤3中，当钢筋2振动时，缓冲柱15在缓冲槽24中伸缩并压缩缓冲弹簧25。利用缓冲弹簧25的弹性形变吸收振动力，确保钢筋2的安装稳定性。
步骤4：钢筋2挤压定位组件，使定位组件向底座3的下方延伸。
在所述的步骤4中，钢筋2插入开槽16时挤压接触块18，使接触块18下压接触杆17，使接触杆17的下端向底座3的下方延伸。
本发明的工作原理是：
使用时，将底座3通过螺栓等形式固定安装在钢结构1上，底座3的安装位置可根据钢筋2的安装位置确定，将待连接的钢筋2依次插入安装孔5中，安装孔5的数量和孔径可根据钢筋2的数量和直径确定。施工人员上提限位杆13，第一弹簧23被压缩，限位头14与螺栓头脱离。可利用扳手等工具转动螺栓头，螺栓头带动转杆12同步旋转，转杆12通过螺纹21会带动若干组转动机构的两块滑块11移动，利用螺纹21将转杆12的转动转化为滑块11的直线运动。且由于两块滑块11内螺纹槽的螺纹方向相反，故两块滑块11会朝相反方向移动，两块滑块11移动时分别通过铰接的第一连接杆9和第二连接杆10拉动第一夹紧爪6的下端和第二夹紧爪7的下端，使第一夹紧爪6的上端和第二夹紧爪7的上端分别绕转轴8转动，第一夹紧爪6和第二夹紧爪7相互靠近并通过弧形结构的爪杆19匹配夹持在钢筋2的表面上，能同时夹紧固定多根钢筋2，无需焊接，固定速度快，也不会对钢结构1和钢筋2的结构强度造成影响。利用转杆12与滑块11之间螺纹21的咬合达到自锁的作用，保证钢筋2的固定可靠性。
当钢筋2插入至底座3的开槽16内时，会向下挤压开槽16中的接触块18，接触块18推动接触杆17向下移动，用于确定钢筋2的插入到位，此时第二弹簧26被拉长。当钢筋2松动并从开槽16中脱出时，接触杆17在第二弹簧26的作用下向上运动复位，施工人员可通过观察接触杆17下端的位置了解钢筋2是否发生松动，便于施工人员及时的进行维护。
夹紧钢筋2后，松开限位杆23，利用第一弹簧23的弹性复位带动限位杆13向下移动，并使限位头14通过限位槽抵紧在螺栓头上，限制转杆12的转动，避免转杆12在振动的作用下发生自转而导致钢筋2的松动，连接稳定性高。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钢结构与钢筋的连接装置，其特征是：包括底座(3)、安装板(4)、转动夹紧组件、缓冲组件和定位组件；底座(3)固定安装在钢结构(1)上，安装板(4)通过若干组缓冲组件安装在底座(3)上；安装板(4)上形成有若干个安装孔(5)，底座(3)上形成有若干个开槽(16)，若干个开槽(16)分别同轴设置在若干个安装孔(5)的内侧，使钢筋(2)能通过安装孔(5)贯穿安装板(4)并通过开槽(16)插入在底座(3)内；若干组定位组件分别间隔嵌装在底座(3)内，且若干组定位组件的一端分别对应插入在若干个开槽(16)内，使钢筋(2)能与定位组件抵接，若干组定位组件的另一端向下贯穿底座(3)；转动夹紧组件嵌装在安装板(4)内，转动夹紧组件包括转动机构和若干组夹紧机构，若干组夹紧机构分别可滑动式连接在转动机构上，若干组夹紧机构分别对应环绕设置在若干个安装孔(5)上，使夹紧机构能夹紧在钢筋(2)上。
2.根据权利要求1所述的钢结构与钢筋的连接装置，其特征是：每组所述的夹紧机构均包括第一夹紧爪(6)、第二夹紧爪(7)、转轴(8)、第一连接杆(9)、第二连接杆(10)和滑块(11)；第一夹紧爪(6)和第二夹紧爪(7)均呈弧形结构，第一夹紧爪(6)的一端和第二夹紧爪(7)的一端均可转动式连接在转轴(8)上，转轴(8)安装在安装板(4)内，使第一夹紧爪(6)和第二夹紧爪(7)对称安装在安装孔(5)的两侧；第一夹紧爪(6)的另一端与第一连接杆(9)的一端铰接，第二夹紧爪(7)的另一端与第二连接杆(10)的一端铰接，第一连接杆(9)的另一端和第二连接杆(10)的另一端分别与滑块(11)铰接，两块滑块(11)可滑动式连接在转动机构上。
3.根据权利要求2所述的钢结构与钢筋的连接装置，其特征是：所述的第二夹紧爪(7)上形成有两根爪杆(19)，且第二夹紧爪(7)的两根爪杆(19)之间留有空隙(20)；第一夹紧爪(6)上形成有一根爪杆(19)，且第一夹紧爪(6)的一根爪杆(19)的宽度不超过空隙(20)的宽度，使第一夹紧爪(6)的一根爪杆(19)能交叉插入在第二夹紧爪(7)的两根爪杆(19)之间。
4.根据权利要求2所述的钢结构与钢筋的连接装置，其特征是：所述的转动机构包括转杆(12)；安装板(4)内形成有滑槽(22)，且滑槽(22)的轴向与安装孔(5)的轴向垂直；转杆(12)可转动式嵌装在滑槽(22)内，转杆(12)的一端延伸至安装板(4)的侧端外部并固定连接有螺栓头；转杆(12)的表面形成有螺纹(21)，两块滑块(11)的底部均形成有内螺纹槽，且两个内螺纹槽的螺纹方向相反，使两块滑块(11)能螺纹旋接在转杆(12)上并沿转杆(12)相对移动。
5.根据权利要求4所述的钢结构与钢筋的连接装置，其特征是：所述的转动机构还包括限位杆(13)、限位头(14)和第一弹簧(23)；限位头(14)设置在限位杆(13)的下端，限位头(14)的底部形成有与螺栓头相匹配的限位槽，使限位头(14)能通过限位槽压紧在螺栓头上；第一弹簧(23)同轴套接在限位杆(13)上且压缩设置在限位头(14)与限位杆(13)的中部之间，使限位杆(13)的下端通过第一弹簧(23)可弹动式连接在限位头(14)上，限位杆(13)位于安装板(4)的侧端。
6.根据权利要求1所述的钢结构与钢筋的连接装置，其特征是：每组所述的缓冲组件均包括缓冲柱(15)和缓冲弹簧(25)；缓冲柱(15)为一端宽、另一端窄的倒T形结构，缓冲弹簧(25)同轴套接在缓冲柱(15)上；底座(3)上形成有缓冲槽(24)，缓冲柱(15)的一端嵌装在缓冲槽(24)内，缓冲弹簧(25)设置在缓冲柱(15)的大头端与缓冲槽(24)的内壁之间，缓冲柱(15)的另一端与安装板(4)垂直连接。
7.根据权利要求1所述的钢结构与钢筋的连接装置，其特征是：所述的定位组件包括接触杆(17)、接触块(18)和第二弹簧(26)；接触杆(17)的一端插入在开槽(16)内并与接触块(18)连接，接触块(18)能与钢筋(2)抵接；接触杆(17)的另一端呈倒T形结构并向下贯穿底座(3)，第二弹簧(26)套接在接触杆(17)上，第二弹簧(26)伸长安装在底座(3)与接触杆(17)的横杆之间。
8.一种权利要求1所述的钢结构与钢筋的连接装置的连接方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：将底座(3)固定安装在钢结构(1)上，并将安装板(4)通过若干组缓冲组件连接在底座(3)上；
步骤2：将钢筋(2)通过安装孔(5)贯穿安装板(4)，并插入至底座(3)的开槽(16)中；
步骤3：通过转动夹紧组件夹紧钢筋(2)，使钢筋(2)与钢结构(1)相对固定；
步骤4：钢筋(2)挤压定位组件，使定位组件向底座(3)的下方延伸。
9.根据权利要求8所述的连接方法，其特征是：所述的步骤3包括以下分步骤：
夹紧机构包括第一夹紧爪6、第二夹紧爪7、转轴8、第一连接杆9、第二连接杆10和滑块11；第一夹紧爪6和第二夹紧爪7上设有爪杆(19)；转动机构包括转杆12、限位杆13、限位头14和第一弹簧23；转杆12上形成有螺纹(21)；
步骤3.1：上提限位杆(13)，使限位头(14)与螺栓头分离；
步骤3.2：通过螺栓头转动转杆(12)，利用螺纹(21)使两块滑块(11)沿转杆(12)的轴向移动；
步骤3.3：两块滑块(11)分别带动第一连接杆(9)和第二连接杆(10)转动，使第一夹紧爪(6)和第二夹紧爪(7)绕转轴(8)转动并相互靠近；
步骤3.4：第一夹紧爪(6)的一根爪杆(19)和第二夹紧爪(7)的两根爪杆(19)分别从两侧夹紧在钢筋(2)上，且一根爪杆(19)位于两根爪杆(19)之间的空隙(20)内；
步骤3.5：松开限位杆(13)，通过第一弹簧(23)带动限位杆(13)下移并使限位头(14)通过限位槽压紧在转杆(12)的螺栓头上，使钢筋(2)固定在钢结构(1)上。
10.根据权利要求8所述的连接方法，其特征是：在所述的步骤3中，当钢筋(2)振动时，缓冲柱(15)在缓冲槽(24)中伸缩并压缩缓冲弹簧(25)；
在所述的步骤4中，钢筋(2)插入开槽(16)时挤压接触块(18)，使接触块(18)下压接触杆(17)，使接触杆(17)的下端向底座(3)的下方延伸。
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