CN116289643A - 单塔斜拉桥主梁的合龙方法及合龙系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法及合龙系统。合龙方法包括：在主梁的悬臂节段末端安装第一支座，第一支座具有平行于顺桥向的滑槽；在引桥上安装第二支座；安装临时锁定结构，临时锁定结构的一端与第二支座固定连接且另一端与第一支座的滑槽滑动连接；安装主梁的合龙节段；拆除第一支座、第二支座和临时锁定结构。本申请实施例通过主梁的悬臂节段与引桥仅沿横桥向进行劲性锁定，而沿竖向、顺桥向可以产生相对位移；用经济合理的方式保证了主梁沿横桥向的线形及结构刚度，工艺简单，施工便捷。临时锁定结构的自重完全由引桥承担，从而避免给最终主梁竖向线形控制带来困难，降低了桥梁线形控制的复杂程度。

Description

单塔斜拉桥主梁的合龙方法及合龙系统

技术领域

本申请涉及斜拉桥施工技术领域，具体而言，本申请涉及一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法及合龙系统。

背景技术

大跨度非对称单塔斜拉桥悬臂施工通常是单侧斜拉桥主塔与主梁交错施工，当主塔施工至适当高度后，利用桥面吊机逐段吊装各主梁节段，并逐根安装、张拉各对应节段的斜拉索(同时逐步将主塔施工至设计高度)，直至主梁施工至对岸并落位于相应桥墩的一种施工方法。

随着施工进行，主梁悬挑长度逐步增大，其竖向、横桥向的刚度逐步减小，抗风稳定性逐步变差，特别是在成桥前主梁处于最大悬臂状态时往往是最危险的时刻。另外，风荷载的动力作用可能导致主梁悬挑端的位置不确定。为了保证施工过程的安全，以及施工的便利、可控，通常会采取调整索力、改变主梁配重，以及增加辅助结构，如通过劲性骨架临时锁定等工程措施。

另外，考虑到施工过程中不可避免的安装误差，在成桥前最大悬臂状态时，常常需要主动调整主梁悬挑端沿横桥向，和竖向的位置，以保证成桥线形满足设计要求，为此也需要有相关构造实现此目的。

最后，成桥前当主梁处于最大悬臂状态时，由于受到昼夜温差、日照等环境条件影响，主梁悬挑端的位置在一天之内也会产生一定变化。在此条件下，若将主梁悬挑端与对岸引桥沿空间三个方向(顺桥向、横桥向以及竖向)完全锁定，则将使临时锁定结构处于复杂、甚至非常严苛的受力条件，造成施工成本的增加。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法及合龙系统，用以解决现有技术存在的临时锁定结构较复杂、受力条件较严苛，施工成本较高的技术问题。

本申请实施例提供了一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法及合龙系统，具体地：

第一方面，本申请实施例提供了一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法，包括以下步骤：

在主梁的悬臂节段末端安装第一支座，所述第一支座具有平行于顺桥向的滑槽；

在引桥上安装第二支座；

安装临时锁定结构，所述临时锁定结构的一端与所述第二支座固定连接且另一端与所述第一支座的滑槽滑动连接；

安装所述主梁的合龙节段；

拆除所述第一支座、所述第二支座和所述临时锁定结构。

在本申请的一些实施例中，所述在主梁的悬臂节段安装第一支座，包括：

在所述悬臂节段的上翼缘板焊接至少两个相对的侧立柱，两个所述侧立柱之间的间隙形成所述滑槽。

在本申请的一些实施例中，所述合龙方法还包括：

在所述侧立柱上装配对拉螺栓和对拉螺母，连接相对的所述侧立柱；

在所述侧立柱上装配限位螺栓和限位螺母，夹持所述临时锁定结构。

在本申请的一些实施例中，所述在所述侧立柱上装配对拉螺栓和对拉螺母，包括：

将所述对拉螺栓穿过相对的所述侧立柱的翼缘板；

将所述对拉螺母套设于所述对拉螺栓并锁紧每个所述侧立柱的两侧。

在本申请的一些实施例中，所述在所述侧立柱上装配限位螺栓和限位螺母，包括：

所述限位螺栓分别穿过不同侧的所述侧立柱的翼缘板并夹持所述临时锁定结构；

将所述限位螺母套设于所述限位螺栓并锁紧每个所述侧立柱的两侧。

在本申请的一些实施例中，所述在引桥上安装第二支座，包括：

在所述引桥上预埋所述第二支座，所述第二支座包括相互连接的锚筋和锚板。

在本申请的一些实施例中，所述安装临时锁定结构，包括：

吊装所述临时锁定结构；

将所述临时锁定结构的一端焊接于所述第二支座上；

将所述临时锁定结构的另一端放置于所述第一支座的滑槽内。

第二方面，本申请实施例提供了一种单塔斜拉桥主梁的合龙系统，由如第一方面中任一实施例所述的合龙方法形成，包括：

第一支座，安装于主梁的悬臂节段，所述第一支座具有平行于顺桥向的滑槽；

第二支座，安装于引桥上；

临时锁定结构，一端固定连接于所述第二支座，且另一端滑动连接于所述第一支座的滑槽中。

在本申请的一些实施例中，所述第一支座包括至少两个相对的侧立柱，两个所述侧立柱之间的间隙形成所述滑槽。

在本申请的一些实施例中，所述第一支座还包括对拉螺栓、对拉螺母、限位螺栓和限位螺母；

所述侧立柱和所述对拉螺母套设于所述对拉螺栓，且所述对拉螺母锁紧每个所述侧立柱的两侧；所述限位螺栓穿过所述限位螺母且夹持所述临时锁定结构，所述限位螺母锁紧每个所述侧立柱的两侧。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：针对单塔斜拉桥悬臂施工至较大跨度时，通过第一支座、第二支座和临时锁定结构之间的配合，第一支座沿顺桥向延伸的滑槽仅对临时锁定结构沿横桥向进行约束，从而主梁的悬臂节段与对岸引桥仅沿横桥向进行劲性锁定，而悬壁节段与引桥沿竖向、顺桥向可以产生相对位移；用经济合理的方式保证了处于大悬臂状态的主梁沿横桥向的线形及结构刚度，工艺简单，施工便捷。同时，临时锁定结构通过第二支座固定于引桥上，临时锁定结构的自重完全由引桥承担，斜拉桥主梁不承担锁定结构的自重，从而避免因锁定结构自重给最终主梁竖向线形控制带来困难，降低了桥梁线形控制的复杂程度。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例中一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法的流程图；

图2为本申请实施例中一种单塔斜拉桥的结构示意图；

图3为本申请实施例中一种单塔斜拉桥主梁的合龙系统的结构示意图；

图4为图3中合龙系统沿A-A’方向上的剖面示意图；

图5为图3中合龙系统沿B-B’方向上的剖面示意图；

图6为本申请实施例中一种第一支座的结构示意图；

图7为图6中第一支座沿C-C’方向上的剖面示意图；

图8为图6中第一支座沿D-D’方向上的剖面示意图。

图中标记：

1-主梁；2-引桥；

3-第一支座；31-侧立柱；32-对拉螺栓；33-对拉螺母；

34-限位螺栓；35-限位螺母；

4-第二支座；5-临时锁定结构；51-杆件。

具体实施方式

下面结合本申请中的附图描述本申请的实施例。应理解，下面结合附图所阐述的实施方式，是用于解释本申请实施例的技术方案的示例性描述，对本申请实施例的技术方案不构成限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除实现为本技术领域所支持其他特征、信息、数据、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合等。应该理解，当我们称一个元件被“连接”到另一元件时，该一个元件可以直接连接到另一元件，也可以指该一个元件和另一元件通过中间元件建立连接关系。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。需要指出的是，下述实施方式之间可以相互参考、借鉴或结合，对于不同实施方式中相同的术语、相似的特征以及相似的实施步骤等，不再重复描述。

本申请实施例提供了一种单塔斜拉桥主梁1的合龙方法及合龙系统，具体地：

第一方面，本申请实施例提供了一种单塔斜拉桥主梁1的合龙方法，如图1所示，图1为本申请实施例中一种单塔斜拉桥主梁1的合龙方法的流程图。合龙方法，包括以下步骤：

S1、在主梁1的悬臂节段末端安装第一支座3，所述第一支座3具有平行于顺桥向的滑槽；

S2、在引桥2上安装第二支座4；

S3、安装临时锁定结构5，所述临时锁定结构5的一端与所述第二支座4固定连接且另一端与所述第一支座3的滑槽滑动连接；

S4、安装所述主梁的合龙节段；

S5、拆除第一支座3、第二支座4和临时锁定结构5。

在本申请的一个实施例中，合龙方法适用于非对称单塔中央索面斜拉桥。如图2所示，图2为本申请实施例中一种单塔斜拉桥的结构示意图。

本实施例中单塔斜拉桥主跨主梁1为钢箱梁，共分成18个节段。主梁包括1#节段101、2#节段102、3#节段103、4#节段104、5#节段105、6#节段106、7#节段107、8#节段108、9#节段109、10#节段110、11#节段111、12#节段112、13#节段113、14#节段114、15#节段115、16#节段116、17#节段117、18#节段118。其中1#～17#节段采用悬臂施工的方法，通过桥面吊机逐段吊装；18#节段利用就位于引桥2的吊机以及支撑于岸边的满堂支架进行安装。施工过程中，由于18#节段在成桥前是自成体系的独立结构，其安装时机不受主梁1其他节段的影响。

在本实施例中，悬臂节段包括17#节段，合龙节段包括18#节段。悬臂节段末端是指17#节段远离16#节段的一端，即合龙后靠近18#节段的一端。在主梁1的17#节段安装第一支座3，在引桥2上安装第二支座4，安装临时锁定结构5连接第一支座3和第二支座4，在17#节段与引桥2之间安装18#节段，17#、18#节段之间的焊缝是主梁1合龙的连接焊缝。

在本申请的一些实施例中，所述在主梁1的悬臂节段安装第一支座3，包括：

在所述悬臂节段末端的上翼缘板焊接至少两个相对的侧立柱31，两个所述侧立柱31之间的间隙形成所述滑槽。

如图3-图5所示，图3为本申请实施例中一种单塔斜拉桥主梁1的合龙系统的结构示意图，图4为图3中合龙系统沿A-A’方向上的剖面示意图，图5为图3中合龙系统沿B-B’方向上的剖面示意图。图3为俯视图，图3和图4中朝左方向的箭头指示向塔侧，朝右方向的箭头指示背塔侧，图3中朝上和下方向的箭头指示横桥向。

在具体的实施例中，整个横向劲性锁定装置包括三部分：第一支座3、第二支座4和临时锁定结构5。图3整体展示这三部分以及与桥梁结构的装配关系。其中，临时锁定结构5采用平躺放置的钢桁架结构。该钢桁架一端通过杆件51放置于第一支座3所形成的滑槽内；钢桁架另一端焊接于第二支座4。

第一支座3至少包括两个相对的侧立柱31，如图3所示，两个相对侧立柱31分别位于杆件51的两侧。两个相对的侧立柱31即可对临时锁定结构5沿横桥向进行约束。两个所述侧立柱31之间的间隙形成所述滑槽，临时锁定结构5可在滑槽内进行滑动，临时锁定结构5与第一支座3可以沿顺桥向和竖直方向产生相对运动。

可选地，步骤S1包括：将第一支座3的侧立柱31焊接于主梁1的悬臂节段的上翼缘板。

在本申请的一些实施例中，所述合龙方法还包括：

在所述侧立柱31上装配对拉螺栓32和对拉螺母33，连接相对的所述侧立柱31；

在所述侧立柱31上装配限位螺栓34和限位螺母35，夹持所述临时锁定结构5。

如图6-图8所示，图6为本申请实施例中一种第一支座3的结构示意图，也是图3中合龙系统在P处的放大示意图，图7为图6中第一支座3沿C-C’方向上的剖面示意图，图8为图6中第一支座3沿D-D’方向上的剖面示意图。图6为俯视图。

在本实施例中，合龙系统共有两个第一支座3，均焊接于主梁1的悬臂节段上。每个第一支座3由两根工字形截面的侧立柱31、两根对拉螺栓32、四根限位螺栓34组成。对拉螺栓32、限位螺栓34需要穿过侧立柱31的翼缘板。因此，需要在侧立柱31翼缘板的对应位置设置通孔。

在本申请的一些实施例中，所述在所述侧立柱31上装配对拉螺栓32和对拉螺母33，包括：

将所述对拉螺栓32穿过相对的所述侧立柱31的翼缘板；

将所述对拉螺母33套设于所述对拉螺栓32并锁紧每个所述侧立柱31的两侧。

在上述实施例的基础上，对拉螺栓32将一对侧立柱31的顶部拉接成整体，保证了这对侧立柱31的协同工作。

在本申请的一些实施例中，所述在所述侧立柱31上装配限位螺栓34和限位螺母35，包括：

所述限位螺栓34分别穿过不同侧的所述侧立柱31的翼缘板并夹持所述临时锁定结构5；

将所述限位螺母35套设于所述限位螺栓34并锁紧每个所述侧立柱31的两侧。

在本实施例中，四根限位螺栓34分别穿过侧立柱31的翼缘板，夹持前述钢桁架结构中的杆件51，从而实现第一支座3对临时锁定结构5提供沿横桥向的位移约束条件。

在本申请的一些实施例中，所述在引桥2上安装第二支座4，包括：

在所述引桥2上预埋第二支座4，所述第二支座包括相互连接的锚筋和锚板。

在本实施例中，合龙系统包括八个第二支座4，第二支座4为传统的由锚筋和锚板构成的预埋件。第二支座4预埋于混凝土引桥2中，锚板至少部分露出引桥2用于与临时锁定结构5连接。将前述钢桁架的构件焊接于第二支座4的锚板上，从而实现第二支座4对钢桁架提供沿空间三个方向的位移约束条件。

在本申请的一些实施例中，所述安装临时锁定结构5，包括：

吊装所述临时锁定结构5；

将所述临时锁定结构5的一端焊接于所述第二支座4上；

将所述临时锁定结构5的另一端放置于所述第一支座3的滑槽内。

可选地，步骤S3包括：临时锁定结构5的一端焊接于第二支座4预埋件的锚板上，另一端放置在第一支座3形成的滑槽内。

根据现场实际情况，通过调整限位螺母35，从而改变主梁1的悬挑节段沿横桥向的位置，以满足主梁1的横桥向线性的要求；锁紧限位螺母35后，锁定沿横桥向的位置。

第二方面，本申请实施例提供了一种单塔斜拉桥主梁1的合龙系统，由如第一方面中任一实施例所述的合龙方法形成，包括：

第一支座3，安装于主梁1的悬臂节段末端，所述第一支座3具有平行于顺桥向的滑槽；

第二支座4，安装于引桥2上；

临时锁定结构5，一端固定连接于所述第二支座4，且另一端滑动连接于所述第一支座3的滑槽中。

在具体的实施例中，整个横向劲性锁定装置包括三部分：第一支座3第二支座4和临时锁定结构5。图3-图5整体展示这三部分以及与桥梁结构的装配关系。

其中，临时锁定结构5采用平躺放置的钢桁架结构。该钢桁架一端通过杆件51放置于第一支座3所形成的滑槽内；钢桁架另一端焊接于第二支座4。

在本申请的一些实施例中，所述第一支座3包括至少两个相对的侧立柱31，两个所述侧立柱31之间的间隙形成所述滑槽。

第一支座3至少包括两个相对的侧立柱31，如图3所示，两个相对侧立柱31分别位于杆件51的两侧。两个相对的侧立柱31即可对临时锁定结构5沿横桥向进行锁定。两个所述侧立柱31之间的间隙形成所述滑槽，临时锁定结构5可在滑槽内进行滑动，临时锁定结构5与第一支座3可以沿顺桥向和竖直方向产生相对运动。

在本申请的一些实施例中，所述第一支座3还包括对拉螺栓32、对拉螺母33、限位螺栓34和限位螺母35；

所述侧立柱31和所述对拉螺母33套设于所述对拉螺栓32，且所述对拉螺母33锁紧每个所述侧立柱31的两侧；所述限位螺栓34穿过所述限位螺母35且夹持所述临时锁定结构5，所述限位螺母35锁紧每个所述侧立柱31的两侧。

在本实施例中，合龙系统共有两个第一支座3，均焊接于主梁1的悬臂节段上。每个第一支座3由两根工字形截面的侧立柱31、两根对拉螺栓32、四根限位螺栓34组成。对拉螺栓32、限位螺栓34需要穿过侧立柱31的翼缘板。因此，需要在侧立柱31翼缘板的对应位置设置通孔。

对拉螺栓32将一对侧立柱31的顶部拉接成整体，保证了这对侧立柱31的协同工作。四根限位螺栓34分别穿过侧立柱31的翼缘板，夹持前述钢桁架结构中的杆件51，从而实现第一支座3对临时锁定结构5提供沿横桥向的位移约束条件。

与现有技术相比可实现，应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：针对单塔斜拉桥悬臂施工至较大跨度时，通过第一支座3、第二支座4和临时锁定结构5之间的配合，第一支座3沿顺桥向延伸的滑槽仅对临时锁定结构5沿横桥向提供约束，从而主梁1的悬臂节段与对岸引桥2仅沿横桥向进行劲性锁定，而悬壁节段与引桥2可以沿竖向、顺桥向产生相对位移；用经济合理的方式保证了处于大悬臂状态的主梁1沿横桥向的线形及结构刚度，工艺简单，施工便捷。同时，临时锁定结构5通过第二支座4固定于引桥2上，临时锁定结构5的自重完全由引桥2承担，斜拉桥主梁1不承担锁定结构的自重，从而避免因锁定结构自重给最终主梁1竖向线形控制带来困难，降低了桥梁线形控制的复杂程度。

在本申请的描述中，词语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系，为基于附图所示的示例性的方向或位置关系，是为了便于描述或简化描述本申请的实施例，而不是指示或暗示所指的装置或部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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请的方案技术构思的前提下，采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段，同样属于本申请实施例的保护范畴。

Claims (10)

1.一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法，其特征在于，包括以下步骤：

在主梁的悬臂节段末端安装第一支座，所述第一支座具有平行于顺桥向的滑槽；

在引桥上安装第二支座；

安装临时锁定结构，所述临时锁定结构的一端与所述第二支座固定连接且另一端与所述第一支座的滑槽滑动连接；

安装所述主梁的合龙节段；

拆除所述第一支座、所述第二支座和所述临时锁定结构。

2.根据权利要求1所述的一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法，其特征在于，所述在主梁的悬臂节段安装第一支座，包括：

在所述悬臂节段的上翼缘板焊接至少两个相对的侧立柱，两个所述侧立柱之间的间隙形成所述滑槽。

3.根据权利要求2所述的一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法，其特征在于，所述合龙方法还包括：

在所述侧立柱上装配对拉螺栓和对拉螺母，连接相对的所述侧立柱；

在所述侧立柱上装配限位螺栓和限位螺母，夹持所述临时锁定结构。

4.根据权利要求3所述的一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法，其特征在于，所述在所述侧立柱上装配对拉螺栓和对拉螺母，包括：

将所述对拉螺栓穿过相对的所述侧立柱的翼缘板；

将所述对拉螺母套设于所述对拉螺栓并锁紧每个所述侧立柱的两侧。

5.根据权利要求3所述的一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法，其特征在于，所述在所述侧立柱上装配限位螺栓和限位螺母，包括：

所述限位螺栓分别穿过不同侧的所述侧立柱的翼缘板并夹持所述临时锁定结构；

将所述限位螺母套设于所述限位螺栓并锁紧每个所述侧立柱的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法，其特征在于，所述在引桥上安装第二支座，包括：

在所述引桥上预埋所述第二支座，所述第二支座包括相互连接的锚筋和锚板。

7.根据权利要求1所述的一种单塔斜拉桥主梁的合龙方法，其特征在于，所述安装临时锁定结构，包括：

吊装所述临时锁定结构；

将所述临时锁定结构的一端焊接于所述第二支座上；

将所述临时锁定结构的另一端放置于所述第一支座的滑槽内。

8.一种单塔斜拉桥主梁的合龙系统，其特征在于，由如权利要求1-7中任一项所述的合龙方法形成，包括：

第一支座，安装于主梁的悬臂节段，所述第一支座具有平行于顺桥向的滑槽；

第二支座，安装于引桥上；

临时锁定结构，一端固定连接于所述第二支座，且另一端滑动连接于所述第一支座的滑槽中。

9.根据权利要求8所述的一种单塔斜拉桥主梁的合龙系统，其特征在于，所述第一支座包括至少两个相对的侧立柱，两个所述侧立柱之间的间隙形成所述滑槽。

10.根据权利要求9所述的一种单塔斜拉桥主梁的合龙系统，其特征在于，所述第一支座还包括对拉螺栓、对拉螺母、限位螺栓和限位螺母；

所述侧立柱和所述对拉螺母套设于所述对拉螺栓，且所述对拉螺母锁紧每个所述侧立柱的两侧；所述限位螺栓穿过所述限位螺母且夹持所述临时锁定结构，所述限位螺母锁紧每个所述侧立柱的两侧。

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