JP2006214226A - 無線用アンテナ支柱と基礎杭との接合方法及びその構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 無線用アンテナ支柱の基礎として、直接無線用アンテナの荷重即ち鉛直力、剪断力及び曲げモーントを基礎杭に伝達する事により、基礎杭１本で無線用アンテナ１基を支持する形式のアンテナ支柱と基礎杭との接合方法及びその構造を提供する。
【解決手段】 無線アンテナ支柱とこれを支持する１本の打設杭とを伝達部材を用いて接合する方法であって、アンテナ支柱の下端にはベースプレートが結合されており、伝達部材は該ベースプレートとボルト・ナットを用いて連結可能な円盤状プレートと該円盤状プレートにその一端を予め溶接接合された円筒状部材とを有しており、該伝達部材の円筒状部材の下端と打設杭の上端とを施工現場において接合し、その後該円盤状プレートと上記ベースプレートとをボルト・ナットにより接合することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、無線用アンテナの荷重を基礎杭に直接伝達させる形式のアンテナ用支柱の支持方法に係り、特に１本の基礎杭とアンテナ用支柱との接合方法及びその構造に関するものである。

一般の無線用アンテナ支柱の基礎は、軟弱地盤では杭を数本打設した部分に、鉄筋コンクリート基礎を打設し、その中央に柱を建てて無線用アンテナの支柱としていた。また、強固な地盤ではベタ基礎方式の支持構造を採用している。

その他、例えば下記の引用文献（特開２００４−１９３３２号公報）のごとき鋼管柱と鋼管杭との接合構造も知られている。この発明は図１４に示すように、地中に打設された鋼管杭２と、例えば無線用アンテナの支柱としても利用可能である鋼管柱１との接合構造を開示しており、概略、これらの鋼管柱１と鋼管杭２との接合部に設けられた杭頭プレート４とベースプレート３とを、ボルト・ナットにより締結固定する形式のものである。

すなわち図１４の（ａ）及び（ｂ）において、施工地面に打設された基礎杭である鋼管杭２は、その上端部に杭頭プレート４が溶接されるとともに、該杭頭プレート４と鋼管杭２との間には複数の補強リブ５，５が溶接固定される。この場合、杭頭プレート４及び補強リブ５，５の溶接による固定は、鋼管杭２の現場における打設後に施工されることとなる。

一方、該基礎杭である鋼管杭２と接合される鋼管柱１にも、ベースプレート３及び補強リブ５，５が夫々溶接接合されるが、これらの作業は一般に、例えば工場等において予め効率よく行われるものである。
また、上記ベースプレート３と杭頭プレート４には複数の連結孔が予め穿設されており、一般に周知のボルトと調整ナット及び締結ナットを用いて、鋼管杭と鋼管支柱との真直度を調整しながら接合されるものである。

更に、図１４の（ｂ）には他の実施例が示されている。
すなわち、上記（ａ）のごとき接合による杭頭プレート４とベースプレート３との間には、これらのプレート間で圧縮応力、剪断応力等を伝達するための充填物６を施設する技術手段も開示されている。
特開２００４−１９３３２号公報

無線用アンテナ等の支柱を設置する従来の技術は、アンテナ設置場所の敷地条件、近隣の環境等に関わらず、基礎躯体の大きさは無線用アンテナの高さによる荷重条件で標準的に決められていた。即ち、杭を数本打設した後に地表面を掘削し、均しコンクリート、鉄筋の配筋、型枠、コンクリート打設等の施工に多大の工程と費用を要していた。また近隣住民に与える影響も大きい。
更に他の工法では、施工現場で打設された基礎杭の杭頭に、多数の補強リブを用いて杭頭プレートを溶接結合するため、施工現場での工程数が増加し、作業性が劣る欠点があった。
本願発明は無線用アンテナ支柱の基礎として、直接無線用アンテナの荷重即ち鉛直力、剪断力及び曲げモーントを基礎杭に伝達する事により、基礎杭１本で無線用アンテナ１基を支持する形式のアンテナ支柱と基礎杭との接合方法及びその構造を提供する。
また、工期の短縮、基礎構造物の縮小化、コストの低減を計り近隣の環境に配慮した施工のできる接合構造を提供するものである。

本願発明は、無線アンテナ支柱とこれを支持する１本の打設杭とを伝達部材を用いて接合する方法であって、アンテナ支柱の下端にはベースプレートが結合されており、伝達部材は該ベースプレートとボルト・ナットを用いて連結可能な円盤状プレートと該円盤状プレートにその一端を予め溶接接合された円筒状部材とを有しており、該伝達部材の円筒状部材の下端と打設杭の上端とを施工現場において接合し、その後該円盤状プレートと上記ベースプレートとをボルト・ナットにより接合することを特徴とする。
また、上記伝達部材の円筒状部材の下端と打設杭の上端とは溶接接合される場合と、上記伝達部材の円筒状部材の下端と打設杭の上端とはねじ結合される場合と、上記伝達部材の円筒状部材の下端と打設杭の上端とは、それぞれの端部に予め結合された接合ブロックと当板とにより結合されることを特徴とする場合を含んでいる。
更に本願発明は、無線アンテナ支柱とこれを支持する１本の打設杭とを接合する構造であって、該接合構造は伝達部材を有しており、該伝達部材は少なくとも円盤状プレートと円筒状部材とが予め工場で溶接接合されており、施工現場において該円筒状部材と打設杭とが接合可能であり、該円盤状プレートとアンテナ支柱のベースプレートとは多数のボルト・ナットにより結合可能であり、該円盤状プレートとベースプレートとの結合後の隙間に無収縮グラウトが充填されることを特徴とする。
本願発明の他の接合方法にあっては、無線アンテナ支柱とこれを支持する１本の打設杭とを多数のアンカーボルトを有する連結手段を用いて接合する方法であって、該連結手段はアンカープレートと多数のアンカーボルトと取り外し可能なテンプレートとを有しており、打設杭の上端に多数の補助筋が溶接され、該補助筋と上記連結手段と鉄筋篭とをコンクリートで結合する工程を有し、その後上記テンプレートを取り外してアンテナ用支柱のベースプレートを上記アンカーボルトにナットを用いて結合することを特徴とするものであり、更に他の接合方法にあっては、無線アンテナ支柱とこれを支持する１本の打設杭とを多数のアンカーボルトを有する連結手段を用いて接合する方法であって、該連結手段はアンカープレートと多数のアンカーボルトと取り外し可能なテンプレートとを有しており、打設杭の上端外周にズレ止め鉄筋が溶接され、該打設杭の上端部と上記連結手段と鉄筋篭とをコンクリートで結合する工程を有し、その後上記テンプレートを取り外してアンテナ用支柱のベースプレートを上記アンカーボルトで結合することを特徴とする接合方法も含まれる。

本願発明は無線アンテナと言う独立構造体の基礎に関するものであり、上部構造物が連結して無く、１本の杭で上部からの荷重を処理出来る荷重伝達部の構造である。従来の基礎を介して、基礎部を構築する方法に対して、本願発明では使用敷地も少なくて済み、基礎工事工程も短く済み、住民環境にも良く、従来の基礎に比べて極端に廉価な構造体を提供出来ると言う効果がある。
また、本願発明に係る接合方法及びその構造によれば、一般的に打設杭頭が地盤面より突出する為、杭打設時に打設状況が観察出来る。そのため杭の傾斜、杭頭の水平度、杭芯ズレが集成可能であり、施工精度の良い打設杭を得ることが出来る。

本願発明の実施の形態を図１〜図１３に基づいて説明する。
図１乃至図３は本願発明の１つの実施の形態である。図１は、本願発明の１つの実施形態に係る伝達部材２０を用いた、無線用アンテナ支柱１と基礎杭２との接合構造を示しており、伝達部材２０と基礎杭２は夫々一部断面を表している。
無線用アンテナのためのアンテナ支柱１は、例えば上記従来例のものと同様に鋼管柱であって、その基礎杭側の端部には同様に、ベースプレート３が予め複数のリブ５，５とともに溶接されている。

基礎杭２も従来例と同様に、この実施例では鋼管杭が使用されているけれども、当該基礎杭は後に図４〜図７において説明するように、種々の構造の杭体が使用可能である。そして、同図１に示すような鋼管杭２の場合には、後述するように、上記伝達部材と直接溶接接合することが可能であるが、更に図８、図９で説明する他の無溶接継ぎ手を用いることもできる。

図１において、伝達部材２０は円筒状部材（鋼管）２１と円盤状プレート２２とを有し、該円盤状プレート２２の中央部分が円筒状部材２１の上端面２１Ａと溶接により一体に結合されているとともに、これら円筒状部材２１と円盤状プレート２２とは多数のリブ２３〜２３により結合されている。なお、これら伝達部材２０の各部材は、いずれも工場において予め作成されるものである。

図１に示す伝達部材２０には、既にアンテナ支柱１に溶接接合された円盤状プレート３がボルトＢ〜Ｂ及びナットＮ〜Ｎによって締結結合された状態を示している。アンテナ支柱１の下端には、従来例のものと同様に予め円盤状プレート３が溶接されており、更に該アンテナ支柱１と円盤状プレート３との間は、多数の補強リブ５〜５によって溶接結合されている。
また、連結部材２０の円盤状プレート２２に対してアンテナ支柱１の円盤状プレート３が適正に結合された後は、両プレート間に無収縮グラウト６が充填される。

実際にはアンテナ支柱１の上記円盤状プレート３と、伝達部材２０の円盤状プレート２２とのボルト・ナットによる締結は、前工程である伝達部材２０の円筒状部材２１の下端と基礎杭２の上端部との結合の後に行われるけれども、この図１においては説明の都合から、アンテナ支柱１と伝達部材２０とがボルト・ナットによって結合された状態を示している。

アンテナ支柱１と伝達部材２０との関係において、アンテナ支柱１の円盤状プレート３と伝達部材２０の円盤状プレート２２には夫々多数のボルト孔が対応する位置に穿設されており、先ず上記円盤状プレート２２にボルトＢを上下のナットＮ１，Ｎ２により締結する。そして、該ボルトの上端を円盤状プレート３の上記ボルト孔に挿通し、下方の位置決めナットＮ３によってアンテナ支柱１の円盤状プレート３を水平に調整した後、上方のナットＮ４によって締結固定するものである。なお、上述の通りこのような作業は、後述する伝達部材２０と基礎杭２との溶接接合の後に行われる。

図２及び図３は、上記図１に示す伝達部材２０のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を夫々示している。これらの図において、例えば適宜長さの鋼管からなる円筒状部材２１は基礎杭２である鋼管と同一径であり、その上方端面に円盤状プレート２２が直接溶接される。また、該円盤状プレート２２と円筒状部材２１との間には多数のリブ２３〜２３が溶接接合されるとともに、該円盤状プレート２２には多数のボルト孔が穿設され、図１にも示すように、同数のボルトＢ〜Ｂ及びナットＮ〜Ｎを用いて上記アンテナ支柱１のベースプレート３が結合される。

図４〜図７は、本願発明において使用される基礎杭２の種々の形態を例示するものである。
図４は、その（ａ）及び（ｂ）において基礎杭２の上端平面及び側断面を示しているが、この基礎杭２は図１に示す鋼管杭２と同じである。そして、このような鋼管杭は上述の通り、当該杭２の上端部２Ａと図１〜図３に示す伝達部材２０における円筒状部材２１の下端部２１Ｂとを、施工現場において溶接により直接結合することができる。

図５の（ａ）及び（ｂ）は、上記基礎杭２の他の実施例を示しており、この基礎杭２はコンクリート杭である。そして、このようなコンクリート杭の場合にはその上端部２Ａと円盤状部材２１の下端部２１Ｂとを、後述する手段によって無溶接接合されることとなるが、該コンクリート杭の上端部２Ａはリング状の鋼板を一体として製造されている。
図６の（ａ）及び（ｂ）は、同様に上記基礎杭２の他の実施例であるＳＣ杭を示しており、基礎杭２の上端部２Ａと外周２Ｂの全長に渡って鋼管とされ、内側２Ｃの全長はコンクリートの合成杭である。
また、図７は更に他の実施例に係る基礎杭２を示しており、この杭の上端部２Ａ及び杭上部の外周２Ｂは鋼管であり、内側２Ｃの全長に渡ってコンクリートである一部鋼管巻き杭２を示している。

図８及び図９は、上記伝達部材２０の円筒状部材２１の下端２１Ｂと、基礎杭２の上端部２Ａとの無溶接結合手段の例を示している。
図８に示す実施例は、伝達部材２０の円筒状部材２１と基礎杭２の上端部２Ａの夫々にねじ結合部材５０を設けたものである。すなわち、上記の円筒状部材２１の下端２１Ｂには例えばリング状の雄ねじ部材５０Ａを、基礎杭２の上端２Ａには同じくリング状の雌ねじ部材５０Ｂを予め溶接しておき、基礎杭２の打設後に施工現場でこれらを螺合することにより結合する。
なお、このような結合手段を用いるのは、基礎杭２の形態が図４、図６、図７に示すような、少なくとも基礎杭２の上端部２Ａに鋼管部分を有する場合に適している。

図９は無溶接結合手段に関する他の実施例を示している。この実施例も基礎杭２の少なくとも上端部が鋼管として形成されている場合に有効である。図に示す一対の接合ブロック５２Ａ及び５２Ｂからなる接合手段５２は、一般的に円筒状部材２１及び基礎杭２の端部２１Ｂ，２Ａの全周に対して複数個設けられる。
すなわち、接合手段５２を形成する各接合ブロック５２Ａ，５２Ｂは、夫々円筒状部材２１の下端部２１Ｂと基礎杭２の上端部２Ａとに予め溶接接合される。

上下のいずれも複数の接合ブロック５２Ａ，５２Ｂには、夫々ボルト穴５３，５３が穿孔されていると共に、その両ブロック５２Ａ，５２Ｂに跨る当板５４が設けられ、これら両ブロックと当板５４との接合面の形状は一致するように適宜決定されている。そして、複数対の接合ブロックが当接された後に、上記当板５４に設けられたボルト孔を通して、ボルトＢ，Ｂによって締結結合されるものである。
従って、このようなねじ式又は接合ブロック式の（現場における）無溶接接合手段を用いることにより、基礎杭２の打設後に施工現場での溶接作業を不要とすることができる。

図１０乃至図１２には他の実施形態が示されている。
図１０は、他の実施形態に係る伝達部材３０を用いた接合構造を示しており、当該伝達部材３０の設置は一般的に施工地面ＧＬを一部開削して行われる。なお、同図は接合構造及びその施工位置の断面を模式的に表示したものである。また、アンテナ支柱１の下端構造は先の実施形態のものと同様であって、該アンテナ支柱１の下端にリブ５〜５と共にベースプレート３が溶接されている。

図１０に示すように、施工位置の地盤は一部開削されると共に基礎杭２が打設され、その杭の上端面２Ａは開削地面よりもやや上方とされている。基礎杭２の上端部外周には多数の補強筋３１〜３１が溶接され、上記開削地面上に均しコンクリート３４が打設される。
また、後に図１１によって詳細に説明するところの連結手段３２が上記均しコンクリート３４の上面に載置され、基礎杭２の上部と上記補強筋３１〜３１を囲むように設置されている。

伝達部材３０は更に、多数の鉄筋からなる鉄筋篭３３と、これらを包むコンクリート部分３５から構成される。すなわち、先ず多数の主鉄筋３３Ａ〜３３Ａと下端鉄筋３３Ｂ〜３３Ｂ、上端鉄筋３３Ｃ〜３３Ｃ及びフープ筋３３Ｄ〜３３Ｄを細針金により結束することによって鉄筋篭３３を構成し、その後図示しない型枠を用いてコンクリート部３５を打設する。これによって、上記基礎杭２の上部と補強筋３１〜３１と後述する連結手段３２は鉄筋篭３３により補強されたコンクリート部３５により一体化されるものである。

図１０及び図１１から明らかなように、連結手段３２は下部アンカープレート３２Ｃとテンプレート３２Ｂとを多数のアンカーボルト３２Ａによって連結した構造である。すなわち、上下のプレートであるテンプレート３２Ｂと下部アンカープレート３２Ｃには、その対応する位置に任意数のボルト孔が穿孔されており、これらのプレートは夫々一対のナットＮ１，Ｎ２及びＮ３，Ｎ４によってアンカーボルトの上下部分に連結されている。このように構成した図１１に示すごとき形状の連結手段３２を、上記図１０において説明した均しコンクリート３４の上面に載置するものである。

図１２は、図１０におけるＡ−Ａ断面を示している。
図１０及び図１２から明らかなように、基礎杭２の上端部外周には多数の補強筋３１〜３１が溶接されており、その外周位置に上記図１１に記載した構造の連結手段３２のアンカーボルト３２Ａ〜３２Ａが配置されている。
また、これらを囲むように多数の鉄筋からなる鉄筋篭３３が設けられ、その主筋３３Ａ、下端筋３３Ｂ、上端筋３３Ｃ、フープ筋３３Ｄの一部が図示されている。そして、コンクリート３５により一体に構成されるが、該コンクリート３５の頂面と次にアンカーボルト３２Ａ〜３２Ａによって締結固定されるアンテナ支柱１のベースプレート３との間隔は、約１５０ｍｍとされる。

このような構造の伝達部材３０を用いる接合構造にあっては、図１０に示す状態から上端の締結ナットＮ４を取り外した後、テンプレート３２Ｂを除去し、アンテナ支柱１のベースプレート３のボルト孔を上記アンカーボルト３２Ａ〜３２Ａに挿して再度ナットＮ４により固定する。この場合、上記連結手段３２のテンプレート固定用のナット４は、その下側ナットである調節ナットＮ３によってベースプレート３の水平度を調節した後、上側ナット４により締結固定されることとなる。また、上記のコンクリート３５の頂面とベースプレート３との間隙には、無収縮グラウトが充填されて固定される。

図１３は、更に他の実施形態を示している。
同図は基礎杭２とその上端部に施工される伝達部材４０とを示している。図１０の場合と同様に基礎杭２の打設位置は開削されており、しかしながら基礎杭２の上端は図１０の場合より可成り開削地面から突出している。そして、該基礎杭２の周辺の開削地面には均しコンクリート４４が打設される。

この実施形態における特徴的構成は、基礎杭２の突出量が比較的大きく、その上方端に複数のズレ止め鉄筋４１〜４１が設けられることである。すなわち、基礎杭２の地面からの突出量を大きくすることにより上記図１０に示す形態における補強筋が不要となるけれども、後述する伝達部材４０のコンクリート４５部分と基礎杭２との結合を強固にするために、上記複数のズレ止め鉄筋を設けている。この場合、予めリング状に形成した複数本のズレ止め鉄筋４１〜４１を、基礎杭２の打設現場においてその上端外周に溶接結合する。

連結手段４２の構造は上記図１０、図１１に示す連結手段３２のものと同一であって、アンカープレート４２Ｃ及びテンプレート４２Ｂを多数のアンカーボルト４２Ａ〜４２Ａによって連結したものである。また、アンカーボルト４２Ａの上下端部とアンカープレート４２Ｃ及びテンプレート４２Ｂはその上下のナットＮ，Ｎにより締結されているとともに、このような構造の連結手段４２が均しコンクリート４４の表面上に載置されている。

また、コンクリート４５による固定のための補強構造としては、図１０の場合と略同様の鉄筋篭４３が設けられるけれども、この実施形態における該鉄筋篭４３は、多数の主筋４３Ａ〜４３Ａと上端筋４３Ｃ〜４３Ｃ及び複数のフープ筋４３Ｄ〜４３Ｄを、夫々細針金で結束して形成される。
そして、このような鉄筋篭４３によって基礎杭２の頭部と連結手段４２の結合部分を包囲した状態でコンクリート４５を打設することによって一体化される。

アンテナ支柱１のベースプレート３との連結は図１０の場合と全くの同様であって、上記連結手段４２のテンプレート４２Ｂを除去した後、調節ナットＮ３を調整してベースプレート３のボルト孔にアンカーボルト４２Ａ〜４２Ａを挿通し、ナットＮ４で固定するものである。
なお、上記コンクリート４５の頂面とベースプレート３の固定位置との間隔は略１５０ｍｍ程度であって、この隙間には他の実施形態と同様に無収縮グラウトが充填固定される。

本願発明の１つの実施形態に係る伝達部材を用いたアンテナ支柱と打設杭との接合構造の説明図である。 図１に示す伝達部材のＡ−Ａ断面図である。 図１に示す伝達部材Ｂ−Ｂ断面図である。 本願発明において利用される基礎杭の１つの実施例の平面図及び側断面図である。 他の実施例に係る基礎杭の平面図及び側断面図である。 他の実施例であるＳＣ杭に係る平面図及び側断面図である。 更に他の実施例に係る基礎杭の平面図及び側断面図である。 無溶接結合手段に関する１つの実施例の断面図である。 無溶接結合手段に関する他の実施例の断面図である。 他の実施形態に係る伝達部材を用いたアンテナ支柱と打設杭との接合構造の説明図である。 連結手段の斜視図である。 図１０におけるＡ−Ａ断面図である。 更に他の実施形態に係る伝達部材を用いたアンテナ支柱と打設杭との説明図である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

１ 無線用アンテナ支柱
２ 基礎杭
２Ａ 基礎杭の上端部
２Ｂ 基礎杭の外周
２Ｃ 基礎杭の内側
３ ベースプレート
６ 無収縮グラウト
２０ 伝達部材
２１ 円筒状部材
２１Ａ 上端面
２１Ｂ 円筒状部材の下端部
２２ 円盤状プレート
３２ 連結手段
３２Ａ アンカーボルト
３２Ｂ テンプレート
５２ 接合手段
５２Ａ，５２Ｂ 接合ブロック
５４ 当板
Ｂ ボルト
Ｎ_１〜Ｎ_４ ナット

Claims (7)

1. 無線アンテナ支柱とこれを支持する１本の打設杭とを伝達部材を用いて接合する方法であって、アンテナ支柱の下端にはベースプレートが結合されており、伝達部材は該ベースプレートとボルト・ナットを用いて連結可能な円盤状プレートと該円盤状プレートにその一端を予め溶接接合された円筒状部材とを有しており、該伝達部材の円筒状部材の下端と打設杭の上端とを施工現場において接合し、その後該円盤状プレートと上記ベースプレートとをボルト・ナットにより接合することを特徴とするアンテナ支柱と打設杭との接合方法。
2. 請求項１記載のアンテナ支柱と打設杭との接合方法であって、上記伝達部材の円筒状部材の下端と打設杭の上端とは溶接接合されることを特徴とする接合方法。
3. 請求項１記載のアンテナ支柱と打設杭との接合方法であって、上記伝達部材の円筒状部材の下端と打設杭の上端とはねじ結合されることを特徴とする接合方法。
4. 請求項１記載のアンテナ支柱と打設杭との接合方法であって、上記伝達部材の円筒状部材の下端と打設杭の上端とは、それぞれの端部に予め結合された接合ブロックと当板とにより結合されることを特徴とする接合方法。
5. 無線アンテナ支柱とこれを支持する１本の打設杭とを接合する構造であって、該接合構造は伝達部材を有しており、該伝達部材は少なくとも円盤状プレートと円筒状部材とが予め工場で溶接接合されており、施工現場において該円筒状部材と打設杭とが接合可能であり、該円盤状プレートとアンテナ支柱のベースプレートとは多数のボルト・ナットにより結合可能であり、該円盤状プレートとベースプレートとの結合後の隙間に無収縮グラウトが充填されることを特徴とする接合構造。
6. 無線アンテナ支柱とこれを支持する１本の打設杭とを多数のアンカーボルトを有する連結手段を用いて接合する方法であって、該連結手段はアンカープレートと多数のアンカーボルトと取り外し可能なテンプレートとを有しており、打設杭の上端に多数の補助筋が溶接され、該補助筋と上記連結手段と鉄筋篭とをコンクリートで結合する工程を有し、その後上記テンプレートを取り外してアンテナ用支柱のベースプレートを上記アンカーボルトにナットを用いて結合することを特徴とする接合方法。
7. 無線アンテナ支柱とこれを支持する１本の打設杭とを多数のアンカーボルトを有する連結手段を用いて接合する方法であって、該連結手段はアンカープレートと多数のアンカーボルトと取り外し可能なテンプレートとを有しており、打設杭の上端外周にズレ止め鉄筋が溶接され、該打設杭の上端部と上記連結手段と鉄筋篭とをコンクリートで結合する工程を有し、その後上記テンプレートを取り外してアンテナ用支柱のベースプレートを上記アンカーボルトで結合することを特徴とする接合方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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