CN117026831A - 一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法及塔柱拉索张拉工艺 - Google Patents
一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法及塔柱拉索张拉工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法及塔柱拉索张拉工艺,属于斜拉桥施工技术领域,包括以下步骤:在中跨箱梁施工完成后,对塔柱进行测量放样,取呈矩形的四个点为桥塔施工的控制点,在塔柱施工前对施工控制点进行复测,并在塔柱施工过程中保证控制基点的稳定性;测量后对塔根、塔柱和塔冠施工,将塔柱分为9个节段施工,塔柱每节段施工完毕后需采用全站仪三维坐标法测量塔柱截面椭圆短轴和长轴上的3个端点位置,计算塔柱在施工过程中的偏移情况;通过采取有效措施控制主塔线形增加复测频率,提高测量精度,钢塔节段安装采用120t塔吊吊装作业,便于调整节段坐标位置,通过合理的安装工艺、锚固方式及焊接施工技术,保证其设计的安全性、经济性、合理性。
Description
技术领域
本发明属于斜拉桥施工技术领域,具体涉及一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法及塔柱拉索张拉工艺。
背景技术
斜拉桥作为一种拉索体系,比梁氏桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型。斜拉桥由许多直接连接到塔上的钢缆吊起桥面,斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。由于其桥梁跨度较大,有利于跨越很宽的障碍物,且造型美观,因此得到了广泛的应用,目前为了提高斜拉桥的美观,在建设斜拉桥时多将斜拉桥上的塔柱设计成富有美感的造型,因此使得斜拉桥上的塔柱呈不规则的形状,在建造时增加了施工难度,因为塔柱造型特殊,主要是钢结构加工制造难度大,精度控制要求较高,现场安装对精度要求大,需现场反复调整。
发明内容
为了解决异形塔柱施工难度较大,匹配精度较低的问题,本发明的目的在于提供一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法及塔柱拉索张拉工艺,以解决上述的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法,包括以下步骤:
在中跨箱梁施工完成后,对塔柱进行测量放样,取呈矩形的四个点为桥塔施工的控制点,在塔柱施工前对施工控制点进行复测,并在塔柱施工过程中保证控制基点的稳定性;
测量后对塔根、塔柱和塔冠施工,将塔柱分为9个节段施工,塔柱每节段施工完毕后需采用全站仪三维坐标法测量塔柱截面椭圆短轴和长轴上的3个端点位置,计算塔柱在施工过程中的偏移情况;
塔柱整体施工完毕后对斜拉索安装;
其中,所述塔根、塔柱和塔冠施工的具体步骤包括:
钢塔柱节段安装,根据塔柱节段划分,计算出每个节段相应坐标,通过三维坐标法对安装过程进行控制,保证钢塔柱的倾斜度、外形几何尺寸、平面位置、高程满足规范及设计要求;
首先考虑等强原则,另一方面考虑高空焊接时风速大,要求焊接时有抗风性能以及高效的焊接方法。选择焊条电弧焊装配定位、气保护保护药芯半自动焊焊接主焊缝;同时为提高焊接效率,保证焊缝外观成形,对接焊缝采用埋弧焊填充盖面,U肋与节段焊接采用细丝埋弧焊一道焊缝成型;
索鞍和索导管安装,转动索鞍使其中心出锚点与钢板上放样的点在统一水平面上,确保高度差数值无误后即可对索鞍两端进行加固。
作为一种优选的实施方式,所述索鞍和索导管安装后需要对索鞍定位复测,复测时通过拉线法把索鞍锚固点、梁端索道管顶口和索导管底口三点连接起来,测量得到数据计算是否三点一线,或者用激光笔检查梁端索导管底口中心、上口中心和索鞍锚固点是否在一条线上。
作为一种优选的实施方式,所述砼浇筑的具体施工工艺为:
选择焊条电弧焊装配定位;
气保护保护药芯半自动焊焊接主焊缝,焊接过程保证防风措施到位;
采用埋弧焊填充盖面。
作为一种优选的实施方式,所述斜拉索安装的具体步骤包括:
对钢绞线测量后使用砂轮切割机对钢绞线切割;
对HDPE管焊接,其中焊接加热完毕后对HDPE管推进需在5秒钟内完成;
安装张拉锚具和张拉支座,其中安装张拉锚具前需保证锚孔清洁;
吊装HDPE管套,吊装前需将梁端整圆式防水罩、梁端防护钢管、塔端连接装置、塔端锚固筒组装并固定好;
对钢绞线进行张拉;
安装塔端抗滑锚固定装置;
安装梁端紧缩、减振器管口索夹;
安装塔端索箍和连接装置。
作为一种优选的实施方式,在所述钢绞线切割前需要将钢绞线两端的PE剥掉一部分作为锚固长度,剥除后应将钢绞线端头打散后并用清洗剂清洗干净,钢绞线清洗完成后,将钢绞线两端打散后在端头约12cm长度范围内平齐切掉外圈6丝,再将钢绞线复原,复原后用LD10镦头器将两端的中心丝镦成半圆形镦头。
作为一种优选的实施方式,所述安装塔端抗滑锚固定装置的具体步骤包括:
将抗滑插片逐片依次由上至下插入钢绞线间隙之间;
将锚固筒往塔端分丝管上推,直至靠近钢垫板,并用螺杆将之与钢垫板连接、扭紧;
安装抗滑螺母,将螺母旋入锚固筒中,直至螺母顶到抗滑插片达到设计顶紧力为止。
作为一种优选的实施方式,所述安装梁端紧缩、减振器管口索夹的具体步骤包括:
在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧,然后将预先裁好长度为1.0m左右钢绞线填入索体相应位置周围空隙中,使之成型至设计断面;
将组装好的减振器推入调整护管内,直至减振器端面与调整护管端口持平,再收紧螺栓,按内缩外涨原理,使其内外分别与索体和调整护管壁紧贴;
在成型的索体相应位置装上钢质索夹并收紧螺栓,使索与索夹之间紧密。
一种斜拉桥用异曲面塔柱拉索张拉工艺,包括以下步骤;
将单根成盘的钢绞线的一端用穿索机将穿过HDPE管;
用穿索机将钢绞线按顺序先后穿过防松装置、抗滑锚具和分丝管;
将钢绞线穿出HDPE管使其到达预埋管口,待钢绞线与牵引绳的穿束器连接后,在牵引绳的引导下将钢绞线穿过锚具直至单根张拉所需的工作长度;
前端钢绞线和抗滑键到位后,将后端钢绞线与牵引绳连接,同样在在牵引绳的引导下将钢绞线穿过后端锚具直至单根张拉所需的工作长度;
调整好前后两端钢绞线后,使用25T千斤顶对钢绞线张拉。
作为一种优选的实施方式,所述钢绞线张拉时,需对张拉油压、张拉力、传感器读数、初值油压、测量初值、测量终值及回缩值进行记录,且张拉顺序为:先张拉不带抗滑键的一端,让抗滑键紧贴锚垫板,再根据张拉力以及索伸长量,同时张拉钢绞线两端。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
该一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法及通过采取有效措施控制主塔线形增加复测频率,提高测量精度,钢塔节段安装采用120t塔吊吊装作业,便于调整节段坐标位置,通过合理的安装工艺、锚固方式及焊接施工技术,保证其设计的安全性、经济性、合理性。
附图说明
图1为本发明提出的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法及塔柱拉索张拉工艺总体原理框图;
图2为本发明提出的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法及塔柱拉索张拉工艺中塔柱分段的结构示意图;
图3为本发明提出的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法及塔柱拉索张拉工艺中索鞍测量定位的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例,请参阅图1-3,本发明提供一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法及塔柱拉索张拉工艺,包括以下步骤:
在中跨箱梁施工完成后,对塔柱进行测量放样,取呈矩形的四个点为桥塔施工的控制点,在塔柱施工前对施工控制点进行复测,并在塔柱施工过程中保证控制基点的稳定性,如有破坏、位移、沉降发生,及时进行恢复和复测,从而充分地保证了桥塔局部测量系统的控制与全桥测量系统的统一,为了测量方便以里程与偏距为坐标,建立了独立坐标系,其中塔柱施工时采用搭设盘扣支架作为施工平台,随塔柱施工进度,支架搭设高度及时跟进,供工人操作平台使用;
测量后对塔根、塔柱和塔冠施工,将塔柱分为9个节段施工,在第5节段中部位置,设置一道临时对称钢管支撑用于抵消施工期间塔柱水平分力,第8节段是塔柱合龙节段,塔柱每节段施工完毕后需采用全站仪三维坐标法测量塔柱截面椭圆短轴和长轴上的3个端点位置,计算塔柱在施工过程中的偏移情况;
塔柱整体施工完毕后对斜拉索安装;
其中,塔根、塔柱和塔冠施工的具体步骤包括:
钢塔柱节段安装,根据塔柱节段划分,计算出每个节段相应坐标,通过三维坐标法对安装过程进行控制,保证钢塔柱的倾斜度、外形几何尺寸、平面位置、高程满足规范及设计要求;
首先考虑等强原则,另一方面考虑高空焊接时风速大,要求焊接时有抗风性能以及高效的焊接方法。选择焊条电弧焊装配定位、气保护保护药芯半自动焊焊接主焊缝;同时为提高焊接效率,保证焊缝外观成形,对接焊缝采用埋弧焊填充盖面,U肋与节段焊接采用细丝埋弧焊一道焊缝成型;
索鞍和索导管安装,转动索鞍使其中心出锚点与钢板上放样的点在统一水平面上,确保高度差数值无误后即可对索鞍两端进行加固。
索鞍和索导管安装,其中由于锚垫板是倾斜的,所以需要对两端进行转向,其由于索鞍表面是成六角状的,手动扭转不方便,故采用用手拉葫芦,用手拉葫芦勾住锚垫板内侧的下端,往上拉,索鞍就会转动,转动索鞍使其中心出锚点与钢板上放样的点在统一水平面上,确保高度差数值无误后即可对索鞍两端进行加固;
作为一种优选的实施方式,索鞍和索导管安装后需要对索鞍定位复测,复测时通过拉线法把索鞍锚固点、梁端索道管顶口和索导管底口三点连接起来,测量得到数据计算是否三点一线,或者用激光笔检查梁端索导管底口中心、上口中心和索鞍锚固点是否在一条线上;
其中,随着塔柱的高度的增加,塔柱设计弯曲程度越来越大,水平侧压力越来越大,塔柱设置两层临时水平内撑,防止塔柱内倾分别在第4、6节顶。加设第一道临时支撑结构、第二道临时支撑结构和横向连接件,支撑距桥面高度分别第4、6节段顶位置。为满足支撑压屈稳定,在支撑1/3点设置斜撑,在施工第4、6节段时,埋设钢板预埋件;且为了减少浇筑过程中对塔柱的扰动,对支架的安全性考虑,塔顶分两次浇筑,其中第8节段为合龙段;
第6节施工时,在第6节顶部埋着牛腿预埋钢板,待施工完成后,安装牛腿,塔柱内侧布置4个牛腿,外侧弧线面布置5个牛腿,牛腿上方纵向布置四道工字钢,第7、8节段模板安装在双拼工字钢上方。
斜拉索安装的具体步骤包括:
对钢绞线测量后使用砂轮切割机对钢绞线切割;
对HDPE管焊接,其中焊接加热完毕后对HDPE管推进需在5秒钟内完成,且HDPE管焊接时需要注意一下几点:
a、HDPE管要按规格大小分类堆放,堆放场地要垫平,堆放高度不宜超过6层,要远离火源。用卷尺选出HDPE管并做好顺接标记,变形严重的HDPE管不能使用。
b、将HDPE管放上托架在HDPE焊机处进行对接,调整HDPE管位置和卡箍使HDPE管基本顺直,两管外圆高差不大于2mm。
c、刨削时压力要均衡,刨花成连续圈状,厚度均匀,才能退刀,退刀时压力要适当减小,退刀时要直进直出,不能左右摆动。退刀后进行试对,看管接缝四周是否有缝隙,如有缝隙必须重新刨削。刀片刀口钝用细砂轮进行水磨,要注意刀口的角度。
d、刨削后调整卡箍使管口接口处外圆高差小于1mm。
e、对每种规格的HDPE管正式焊接之前进行试焊,确定焊接参数。
f、加热时要控制温度和压力恒定,时间控制准确,同时观察熔高要符合要求。
g、加热完成后取加热板、活塞推进要在5秒钟内完成,控制好对接压力各时间,观察焊缝翻转高度5~8mm。
h、在冬天进行HDPE管焊接时要采取取暖措施,保障焊接温度在20℃左右,冷却时用棉纱头、挡风布对接头进行保暖。冷却接近室外温度时取出HDPE管,焊好的HDPE管堆放场地要平整,不能在PE管上堆放杂物,不能踩踏HDPE管,防止焊好的HDPE管变形。
i、严格按HDPE焊机操作规程焊接,作好详细记录,保证焊接质量。
j、HDPE套管计算长度,必要时考虑上下管口挂索操作空间及整体防护时热胀冷缩的影响长度;
安装张拉锚具和张拉支座,其中安装张拉锚具前需保证锚孔清洁,锚具安装前,清洁锚孔、密封筒和锚筒内壁,将锚板按注浆孔在下、排气孔在上定位好;中、边跨锚具组装件的锚板上明显成排的中排孔的中心线必须严格控制在同一垂直平面内;锚板的中心线与承压板(锚垫板)的中心线应力求保持一致,两者偏差不得超过5mm;中、边跨锚板及塔上分丝管锚孔也必须相互对齐,以免钢绞线打绞;
张拉支座吊装到锚固端锚具端部,按支座下的定位板孔对准部位再用螺杆将张拉支座与锚板连接稳固。
吊装HDPE管套,吊装前需将梁端整圆式防水罩、梁端防护钢管、塔端连接装置、塔端锚固筒组装并固定好,安装时,在套管两端头附近装上专用抱箍,专用抱箍垫上一块3—5mm橡胶板以增加摩擦,然后用120t塔吊或且1T卷扬机的牵引绳将套管一端吊至塔上管口附近并用葫芦挂好;
对钢绞线进行张拉;
安装塔端抗滑锚固定装置;
安装梁端紧缩、减振器管口索夹;
安装塔端索箍和连接装置;
在钢绞线切割前需要将钢绞线两端的PE剥掉一部分作为锚固长度,剥除后应将钢绞线端头打散后并用清洗剂清洗干净,钢绞线清洗完成后,将钢绞线两端打散后在端头约12cm长度范围内平齐切掉外圈6丝,再将钢绞线复原,复原后用LD10镦头器将两端的中心丝镦成半圆形镦头,其中若发现PE护套有破损之处,应马上修补,若损坏严重难以修补,则应弃用此段钢绞线。为尽量减少人为损坏PE护套,下料人员应严禁穿硬底鞋,同时下料场应进行封闭,以免非下料人员进入现场损坏PE护套层,且为了保证钢绞线下料长度准确,除保证钢绞线行走路线为直线;
安装塔端抗滑锚固定装置的具体步骤包括:
将抗滑插片逐片依次由上至下插入钢绞线间隙之间;
将锚固筒往塔端分丝管上推,直至靠近钢垫板,并用螺杆将之与钢垫板连接、扭紧;
安装抗滑螺母,将螺母旋入锚固筒中,直至螺母顶到抗滑插片达到设计顶紧力为止;
安装梁端紧缩、减振器管口索夹的具体步骤包括:
在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧,然后将预先裁好长度为1.0m左右钢绞线填入索体相应位置周围空隙中,使之成型至设计断面;
将组装好的减振器推入调整护管内,直至减振器端面与调整护管端口持平,再收紧螺栓,按内缩外涨原理,使其内外分别与索体和调整护管壁紧贴;
在成型的索体相应位置装上钢质索夹并收紧螺栓,使索与索夹之间紧密。
一种斜拉桥用异曲面塔柱拉索张拉工艺,包括以下步骤;
将单根成盘的钢绞线的一端用穿索机将穿过HDPE管;
用穿索机将钢绞线按顺序先后穿过防松装置、抗滑锚具和分丝管;
将钢绞线穿出HDPE管使其到达预埋管口,待钢绞线与牵引绳的穿束器连接后,在牵引绳的引导下将钢绞线穿过锚具直至单根张拉所需的工作长度;
前端钢绞线和抗滑键到位后,将后端钢绞线与牵引绳连接,同样在在牵引绳的引导下将钢绞线穿过后端锚具直至单根张拉所需的工作长度;
调整好前后两端钢绞线后,使用25T千斤顶对钢绞线张拉;
钢绞线张拉时,需对张拉油压、张拉力、传感器读数、初值油压、测量初值、测量终值及回缩值进行记录,且张拉顺序为:先张拉不带抗滑键的一端,让抗滑键紧贴锚垫板,再根据张拉力以及索伸长量,同时张拉钢绞线两端。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
在中跨箱梁施工完成后,对塔柱进行测量放样,取呈矩形的四个点为桥塔施工的控制点,在塔柱施工前对施工控制点进行复测,并在塔柱施工过程中保证控制基点的稳定性;
测量后对塔根、塔柱和塔冠施工,将塔柱分为9个节段施工,塔柱每节段施工完毕后需采用全站仪三维坐标法测量塔柱截面椭圆短轴和长轴上的3个端点位置,计算塔柱在施工过程中的偏移情况;
每节钢塔安装后同步进行斜拉索安装;
其中,所述塔根、塔柱和塔冠施工的具体步骤包括:
钢塔柱节段安装,根据塔柱节段划分,计算出每个节段相应坐标,通过三维坐标法对安装过程进行控制,保证钢塔柱的倾斜度、外形几何尺寸、平面位置、高程满足规范及设计要求;
首先考虑等强原则,另一方面考虑高空焊接时风速大,要求焊接时有抗风性能以及高效的焊接方法。选择焊条电弧焊装配定位、气保护保护药芯半自动焊焊接主焊缝;同时为提高焊接效率,保证焊缝外观成形,对接焊缝采用埋弧焊填充盖面,U肋与节段焊接采用细丝埋弧焊一道焊缝成型;
索鞍和索导管安装,转动索鞍使其中心出锚点与钢板上放样的点在统一水平面上,确保高度差数值无误后即可对索鞍两端进行加固。
2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法,其特征在于:所述索鞍和索导管安装后需要对索鞍定位复测,复测时通过拉线法把索鞍锚固点、梁端索道管顶口和索导管底口三点连接起来,测量得到数据计算是否三点一线,或者用激光笔检查梁端索导管底口中心、上口中心和索鞍锚固点是否在一条线上。
3.根据权利要求1所述的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法,其特征在于:主塔钢塔柱分节及索导管安装定位是测量控制难度最大、精度要求最高的部分。钢塔柱分节、索导管安装定位采取以全站仪三维坐标法;钢塔柱分节及预埋钢塔柱分节底座底面高程、顶面高程、平整度测量采用电子精密水准仪电子测量,以全站仪三角高程测量校核。预埋底座安装直接影响第一节钢塔柱分节的安装精度,索导管安装定位精度取决于钢塔柱分节安装定位精度,因此预埋底座的精确安装是第一节钢塔柱分节精确安装的前提。按设计数据控制,进行主塔锚固点与主梁锚固点中心线的投线复算与几何点的归算检验。
4.根据权利要求1所述的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法,其特征在于:所述焊接的具体施工工艺为:
选择焊条电弧焊装配定位;
气保护保护药芯半自动焊焊接主焊缝,焊接过程保证防风措施到位;
采用埋弧焊填充盖面。
5.根据权利要求1所述的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法,其特征在于:所述斜拉索安装的具体步骤包括:
对钢绞线测量后使用砂轮切割机对钢绞线切割;
对HDPE管焊接,其中焊接加热完毕后对HDPE管推进需在5秒钟内完成;
安装张拉锚具和张拉支座,其中安装张拉锚具前需保证锚孔清洁;
吊装HDPE管套,吊装前需将梁端整圆式防水罩、梁端防护钢管、塔端连接装置、塔端锚固筒组装并固定好;
对钢绞线进行张拉;
安装塔端抗滑锚固定装置;
安装梁端紧缩、减振器管口索夹;
安装塔端索箍和连接装置。
6.根据权利要求5所述的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法,其特征在于:在所述钢绞线切割前需要将钢绞线两端的PE剥掉一部分作为锚固长度,剥除后应将钢绞线端头打散后并用清洗剂清洗干净,钢绞线清洗完成后,将钢绞线两端打散后在端头约12cm长度范围内平齐切掉外圈6丝,再将钢绞线复原,复原后用LD10镦头器将两端的中心丝镦成半圆形镦头。
7.根据权利要求5所述的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法,其特征在于:所述安装塔端抗滑锚固定装置的具体步骤包括:
将抗滑插片逐片依次由上至下插入钢绞线间隙之间;
将锚固筒往塔端分丝管上推,直至靠近钢垫板,并用螺杆将之与钢垫板连接、扭紧;
安装抗滑螺母,将螺母旋入锚固筒中,直至螺母顶到抗滑插片达到设计顶紧力为止。
8.根据权利要求5所述的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法,其特征在于:所述安装梁端紧缩、减振器管口索夹的具体步骤包括:
在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧,然后将预先裁好长度为1.0m左右钢绞线填入索体相应位置周围空隙中,使之成型至设计断面;
将组装好的减振器推入调整护管内,直至减振器端面与调整护管端口持平,再收紧螺栓,按内缩外涨原理,使其内外分别与索体和调整护管壁紧贴;
在成型的索体相应位置装上钢质索夹并收紧螺栓,使索与索夹之间紧密。
9.一种斜拉桥用异曲面塔柱拉索张拉工艺,适用于权利要求1-8中任意一项所述的一种斜拉桥用异曲面塔柱施工方法,其特征在于,包括以下步骤;
将单根成盘的钢绞线的一端用穿索机将穿过HDPE管;
用穿索机将钢绞线按顺序先后穿过防松装置、抗滑锚具和分丝管;
将钢绞线穿出HDPE管使其到达预埋管口,待钢绞线与牵引绳的穿束器连接后,在牵引绳的引导下将钢绞线穿过锚具直至单根张拉所需的工作长度;
前端钢绞线和抗滑键到位后,将后端钢绞线与牵引绳连接,同样在在牵引绳的引导下将钢绞线穿过后端锚具直至单根张拉所需的工作长度;
调整好前后两端钢绞线后,使用25T千斤顶对钢绞线张拉。
10.根据权利要求9所述的一种斜拉桥用异曲面塔柱拉索张拉工艺,其特征在于:所述钢绞线张拉时,需对张拉油压、张拉力、传感器读数、初值油压、测量初值、测量终值及回缩值进行记录,且张拉顺序为:先张拉不带抗滑键的一端,让抗滑键紧贴锚垫板,再根据张拉力以及索伸长量,同时张拉钢绞线两端。
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