JP2021156130A - Steel sheet pile wall and construction method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼矢板壁および鋼矢板壁の施工方法に関する。 The present invention relates to a steel sheet pile wall and a method for constructing a steel sheet pile wall.
従来、鋼矢板は普通鋼製であった。普通鋼製の鋼矢板を用いて構築された鋼矢板壁では、上端部に壁の延長方向に延びる横架材、具体的にはH形鋼などを取り付けることが一般的である。このような横架材は支保工、または腹起しとも呼ばれ、例えば特許文献1および特許文献2にその例が記載されている。これらの文献に記載されたような従来の技術では、鋼矢板の打設時に生じる高さ誤差に対応して横架材を取り付けるために、鋼矢板壁の構築後にそれぞれの鋼矢板の上端部に穴開け加工をした上で、横架材をボルト接合することが一般的であった。
Conventionally, steel sheet piles have been made of ordinary steel. In a steel sheet pile wall constructed by using a steel sheet pile made of ordinary steel, it is common to attach a horizontal member extending in the extension direction of the wall, specifically, H-shaped steel or the like, to the upper end portion. Such a horizontal member is also referred to as a support work or an upset, and examples thereof are described in Patent Document 1 and
本発明者らは、上記の通り従来は普通鋼製であった鋼矢板を、ステンレス鋼製とする技術を開発した。鋼矢板をステンレス鋼製とすることによって、鋼矢板の腐食や表面錆を防止でき、耐久性および外観に優れた鋼矢板壁を構築することができる。 As described above, the present inventors have developed a technique for changing a steel sheet pile, which was conventionally made of ordinary steel, to stainless steel. By making the steel sheet pile made of stainless steel, it is possible to prevent corrosion and surface rust of the steel sheet pile, and it is possible to construct a steel sheet pile wall having excellent durability and appearance.
しかしながら、ステンレス鋼矢板は普通鋼製の鋼矢板に比べて硬いため、穴開けなどの加工が容易ではない。具体的には、ステンレス鋼矢板の切断や穴開けにはプラズマ切断機が用いられるが、現場施工で用いることは現実的ではない。加えて、横架材やその取り付けのための部材を普通鋼などの防錆性のない金属で形成した場合、ステンレス鋼矢板への取り付け部において異種金属が接触することによる腐食が発生する可能性がある。 However, since the stainless steel sheet pile is harder than the steel sheet pile made of ordinary steel, it is not easy to perform processing such as drilling. Specifically, a plasma cutting machine is used for cutting and drilling stainless steel sheet piles, but it is not realistic to use it in on-site construction. In addition, if the horizontal member and its mounting members are made of non-rust-preventive metal such as ordinary steel, corrosion may occur due to contact of dissimilar metals at the mounting part on the stainless steel sheet pile. There is.
そこで、本発明は、ステンレス鋼矢板を用いて構築される鋼矢板壁に横架材を取り付けるにあたり、施工を容易にし、かつ異種金属の接触による腐食を防止することができる鋼矢板壁および鋼矢板壁の施工方法を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, when attaching a horizontal member to a steel sheet pile wall constructed by using a stainless steel sheet pile, the steel sheet pile wall and the steel sheet pile can be easily constructed and corrosion due to contact with dissimilar metals can be prevented. The purpose is to provide a method of wall construction.
[1]地中に打設されたステンレス鋼矢板が互いに連結された鋼矢板壁であって、鋼矢板壁の延長方向の複数の位置でステンレス鋼矢板の上端部に係止される係止部材と、係止部材のそれぞれに接合され、鋼矢板壁の延長方向に延びる横架材と、ステンレス鋼矢板の上端部および係止部材が埋め込まれるコンクリート構造体とを備える鋼矢板壁。
[2]係止部材は、ステンレス鋼矢板の上端部と横架材の一部とを挟み込む断面U字形の部分を含み、ステンレス鋼矢板と横架材との間に介挿される絶縁部材をさらに備える、[1]に記載の鋼矢板壁。
[3]横架材は、1対のフランジおよびウェブを有するH形鋼であり、係止部材は、ステンレス鋼矢板の上端部とH形鋼の一方のフランジとを断面U字形の部分で挟み込み、H形鋼の係止部材とは反対側のフランジの内側面およびウェブの一方の側面に接してコンクリート構造体が構築される、[2]に記載の鋼矢板壁。
[4]横架材に接合され、横架材とステンレス鋼矢板との間の隙間に位置するコンクリート構造体の底面に向かって延びる連結部材をさらに備える、[1]から[3]のいずれか1項に記載の鋼矢板壁。
[5]コンクリート構造体の底面を覆う型枠部材をさらに備え、型枠部材は横架材とは反対側で連結部材の端部に固定される、[4]に記載の鋼矢板壁。
[6]ステンレス鋼矢板を互いに連結しながら地中に打設する工程と、鋼矢板壁の延長方向の複数の位置でステンレス鋼矢板の上端部に係止部材を係止する工程と、係止部材のそれぞれに接合され、鋼矢板壁の延長方向に延びる横架材を配置する工程と、横架材の上にコンクリートを充填してステンレス鋼矢板の上端部および係止部材が埋め込まれるコンクリート構造体を構築する工程とを含む鋼矢板壁の施工方法。
[7]横架材に接合され、横架材とステンレス鋼矢板との間の隙間に向かって延びる連結部材の横架材とは反対側の端部に、隙間をふさぐ型枠部材を固定する工程をさらに含み、コンクリートは型枠部材の上に充填される、[6]に記載の鋼矢板壁の施工方法。
[8]コンクリートの硬化後に型枠部材を撤去する工程をさらに含む、[7]に記載の鋼矢板壁の施工方法。
[1] A steel sheet pile wall in which stainless steel sheet piles cast in the ground are connected to each other, and a locking member that is locked to the upper end of the stainless steel sheet pile at a plurality of positions in the extension direction of the steel sheet pile wall. A steel sheet pile wall including a horizontal member joined to each of the locking members and extending in the extension direction of the steel sheet pile wall, and a concrete structure in which the upper end portion of the stainless steel sheet pile and the locking member are embedded.
[2] The locking member includes a U-shaped cross section that sandwiches the upper end of the stainless steel sheet pile and a part of the horizontal member, and further includes an insulating member interposed between the stainless steel sheet pile and the horizontal member. The steel sheet pile wall according to [1].
[3] The horizontal member is an H-shaped steel having a pair of flanges and a web, and the locking member sandwiches the upper end of the stainless steel sheet pile and one of the H-shaped steel flanges with a U-shaped cross section. The steel sheet pile wall according to [2], wherein the concrete structure is constructed in contact with the inner side surface of the flange opposite to the locking member of the H-section steel and one side surface of the web.
[4] Any of [1] to [3], further comprising a connecting member joined to the horizontal member and extending toward the bottom surface of the concrete structure located in the gap between the horizontal member and the stainless steel sheet pile. The steel sheet pile wall according to item 1.
[5] The steel sheet pile wall according to [4], further comprising a formwork member that covers the bottom surface of the concrete structure, and the formwork member is fixed to the end of the connecting member on the opposite side of the horizontal member.
[6] A step of driving the stainless steel sheet piles into the ground while connecting them to each other, a step of locking the locking member to the upper end of the stainless steel sheet piles at a plurality of positions in the extension direction of the steel sheet pile wall, and locking. A process of arranging a horizontal member that is joined to each member and extends in the extension direction of the steel sheet pile wall, and a concrete structure in which the upper end of the stainless steel sheet pile and the locking member are embedded by filling concrete on the horizontal member. Construction method of steel sheet pile wall including the process of constructing the body.
[7] A formwork member that is joined to the horizontal member and extends toward the gap between the horizontal member and the stainless steel sheet pile is fixed to the end of the connecting member opposite to the horizontal member. The method for constructing a steel sheet pile wall according to [6], further comprising a step, in which concrete is filled onto the formwork member.
[8] The method for constructing a steel sheet pile wall according to [7], further comprising a step of removing the formwork member after the concrete is hardened.
上記の構成によれば、ステンレス鋼矢板を用いて構築される鋼矢板壁に横架材を取り付けるにあたり、施工を容易にし、かつ異種金属の接触による腐食を防止することができる。 According to the above configuration, when the horizontal member is attached to the steel sheet pile wall constructed by using the stainless steel sheet pile, it is possible to facilitate the construction and prevent corrosion due to the contact of dissimilar metals.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
図1は本発明の一実施形態に係る鋼矢板壁の平面図であり、図2は図1に示す鋼矢板壁のII−II線断面図である。図示された例において、地中に打設されたステンレス鋼矢板1が互いに連結された鋼矢板壁は、鋼矢板壁の延長方向(図中のx方向)の複数の位置でステンレス鋼矢板1の上端部に係止される係止部材2と、鋼矢板壁の延長方向に延び、係止部材2のそれぞれに接合される横架材であるH形鋼3と、H形鋼3に接合され、H形鋼3とステンレス鋼矢板1との間の隙間に向かって延びる連結部材4と、連結部材4のH形鋼3とは反対側の端部に固定される型枠部材5と、H形鋼3、型枠部材5、および鋼矢板壁の地盤側の水平掘削面6Aの上に構築され、ステンレス鋼矢板1の上端部および係止部材2が埋め込まれるコンクリート構造体7とを含む。コンクリート構造体7は、鋼矢板壁の笠コンクリートとして機能する。なお、ステンレス鋼矢板1は模式化して図示しており、個々のステンレス鋼矢板1を互いに連結するための継手は図示を省略している。また、図1の平面図ではコンクリートの図示を省略している。
FIG. 1 is a plan view of a steel sheet pile wall according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the steel sheet pile wall shown in FIG. In the illustrated example, the steel sheet pile wall in which the stainless steel sheet piles 1 cast in the ground are connected to each other is formed by the stainless steel sheet pile 1 at a plurality of positions in the extension direction (x direction in the drawing) of the steel sheet pile wall. The
係止部材2は、例えば溝形鋼のような断面U字形の部材で形成される。係止部材2のU字形の部分の内側の幅は、ステンレス鋼矢板1の板厚、H形鋼3のフランジ31の板厚、および後述する絶縁部材33の厚さの合計に対応する。H形鋼3をフランジ31が係止部材2のU字形の内側になるように係止部材2に溶接またはボルト接合し、フランジ31をステンレス鋼矢板1に沿わせながら係止部材2の断面U字形の部分をステンレス鋼矢板1にかぶせることによって、係止部材2の断面U字形の部分でステンレス鋼矢板1の上端部とH形鋼3のフランジ31とを挟み込み、H形鋼3をステンレス鋼矢板1に対して固定することができる。係止部材2にH形鋼3を取り付けるための溶接やボルト接合は、現場で実施されてもよいし、予め工場で実施されてもよい。現場で溶接や穴開け加工を行う場合、それぞれのステンレス鋼矢板1の打設時に生じる高さ誤差により生じる係止部材2の高さ位置の差に応じて係止部材2とH形鋼3との相対的な位置を調節した上で、係止部材2にH形鋼3を接合することができる。
The
H形鋼3は、1対のフランジ31およびウェブ32を有する。H形鋼3が鋼矢板壁の延長方向の複数の位置で係止部材2を介してステンレス鋼矢板1に取り付けられることによって、鋼矢板壁を構成するステンレス鋼矢板1の上端部を一体化させ、例えば図示された例のように切梁9に接合することができる。切梁9は、例えば溶接やボルト接合などによってH形鋼3に接合される。また、H形鋼3は、コンクリート構造体7の型枠の一部としても機能する。具体的には、本実施形態において、コンクリート構造体7はH形鋼3の係止部材2とは反対側のフランジ31の内側面およびウェブ32の一方の側面に接して構築される。なお、他の例では、H形鋼に限らず、例えば山形鋼や溝形鋼など、係止部材に接合することが可能な任意の形状の横架材が用いられる。
The H-
上記のように係止部材2の断面U字形の部分でステンレス鋼矢板1の上端部とH形鋼3のフランジ31とを挟み込むことによってH形鋼3を固定する場合、ステンレス鋼矢板1とH形鋼3のフランジ31との間には絶縁部材33が介挿される。ステンレス鋼矢板1に対向して配置されるフランジ31のうち、ウェブ32よりも上側で係止部材2によって挟み込まれる部分は、コンクリート構造体7に埋め込まれるため異種金属の接触による腐食は生じない。一方、ウェブ32よりも下側の部分はコンクリート構造体7に埋め込まれないため、ステンレス鋼矢板1に接触すると異種金属の接触による腐食が生じる可能性がある。そこで、例えば木材または樹脂などで形成される絶縁部材33を少なくともウェブ32よりも下側の部分でステンレス鋼矢板1とフランジ31との間に介挿する。絶縁部材33は、例えば予めフランジ31に貼り付けられていてもよいし、係止部材2をステンレス鋼矢板1の上端部に係止するとき、または係止した後にステンレス鋼矢板1とフランジ31との間の隙間に挿入または充填されてもよい。他の例において、例えばH形鋼3が断面U字形の係止部材2の外側に接合され、係止部材2がステンレス鋼矢板1に係止された状態でH形鋼3とステンレス鋼矢板1との間にエアギャップがあるような場合は、絶縁部材33を配置しなくてもよい。
When fixing the H-
連結部材4は、H形鋼3に接合され、H形鋼3のフランジ31とステンレス鋼矢板1との隙間に位置するコンクリート構造体7の底面に向かって延びる。本実施形態において、連結部材4はH形鋼3のフランジ31に溶接される。溶接は、現場で実施されてもよいし、予め工場で実施されてもよい。また、連結部材4は、例えば締結金具をねじ止めするなどして、溶接以外の方法でH形鋼3に接合されてもよい。連結部材4は、例えばセパレータまたはアンカーと呼ばれる部材であってもよい。図示された例において、連結部材4は、H形鋼3のフランジ31から鋼矢板壁の壁厚方向(図中のy方向)に延びる部分と、その先で鋼矢板壁の高さ方向(図中のz方向)に延びる部分とを組み合わせることによって構成される。連結部材4は、H形鋼3への取り付け部とは反対側の端部に取り付けられるワッシャー41で次に説明する型枠部材5を固定する。
The connecting
型枠部材5は、H形鋼3のフランジ31とステンレス鋼矢板1との間の隙間をふさぐように略水平に配置され、コンクリート構造体7の底面を覆う。型枠部材5は、連結部材4で高さ位置を固定され、かつ端縁をステンレス鋼矢板1およびH形鋼3のフランジ31に当接させることによって安定的に支持される。連結部材4によって高さ位置が固定されているため、型枠部材5とステンレス鋼矢板1との間を溶接したり、型枠部材5とステンレス鋼矢板1との間にブラケットを取り付けたりする必要はない。なお、他の例では連結部材4が設けられず、型枠部材5がH形鋼3に溶接されたり、H形鋼3に取り付けられたブラケットによって型枠部材5が支持されたりしてもよい。
The
なお、型枠部材5は、コンクリート構造体7を構成するコンクリートの硬化後に撤去されてもよく、その場合、完成後の鋼矢板壁には型枠部材5は含まれない。型枠部材5は、例えば木材または樹脂のような絶縁材料で形成されてもよく、鋼材のような非絶縁材料で形成されてもよい。型枠部材5が非絶縁材料で形成され、かつコンクリートの硬化後に型枠部材5が撤去されない場合は、型枠部材5とステンレス鋼矢板1との間に絶縁部材を介挿する。
The
コンクリート構造体7は、H形鋼3、型枠部材5および鋼矢板壁の地盤側の水平掘削面6Aの上にコンクリートを充填することによって構築される。具体的には、図2の断面図に示されるように、コンクリート構造体7が構築される空間は、鋼矢板壁の壁厚方向(図中のy方向)では係止部材2とは反対側のH形鋼3のフランジ31の内側面から地盤の鉛直掘削面6Bまでの間、鋼矢板壁の高さ方向(図中のz方向)ではH形鋼3のウェブ32の上方、型枠部材5の上方、および地盤の水平掘削面6Aの上方である。コンクリート構造体7の上面は、係止部材2の上端よりも高い。これによって、ステンレス鋼矢板1の上端部および係止部材2がコンクリート構造体7に埋め込まれる。コンクリート構造体7の内部にはステンレス鋼矢板1、係止部材2および連結部材4に干渉しないように鉄筋71が配置され、鉄筋71もコンクリート構造体7に埋め込まれる。
The concrete structure 7 is constructed by filling concrete on the H-shaped
上記のように構成される鋼矢板壁では、ステンレス鋼矢板1の上端部に係止される係止部材2に横架材のH形鋼3を接合することによって、ステンレス鋼矢板1への溶接や穴開けなどの加工をしなくても横架材の取り付けが可能である。係止部材2のステンレス鋼矢板1への取り付け部はコンクリート構造体7に埋め込まれるため、異種金属が接触しても腐食は発生しない。従って、例えば係止部材2およびH形鋼3を普通鋼で形成し、H形鋼3の係止部材2への接合に溶接やボルト接合などを用いることができる。溶接や穴開け加工を現場で行うことによって、ステンレス鋼矢板1の打設時に生じる高さ誤差に対応して横架材を取り付けることができる。
In the steel sheet pile wall configured as described above, welding to the stainless steel sheet pile 1 is performed by joining the H-shaped
次に、本発明の一実施形態に係る鋼矢板壁の施工方法の例について説明する。まず、ステンレス鋼矢板1を互いに連結しながら地中に打設して、鋼矢板壁の本体を形成する。次に、鋼矢板壁の延長方向の複数の位置でステンレス鋼矢板1の上端部に係止部材2を係止する。次に、現場溶接、または現場で穴開け加工をしたボルト接合などによって係止部材2にH形鋼3を接合する。次に、H形鋼3に連結部材4を接合し、さらに連結部材4のH形鋼3とは反対側の端部に型枠部材5を固定する。この時点までに、型枠部材5はH形鋼3のフランジ31とステンレス鋼矢板1との間の隙間の形状に合わせて成形されている。
Next, an example of the construction method of the steel sheet pile wall according to the embodiment of the present invention will be described. First, the stainless steel sheet piles 1 are driven into the ground while being connected to each other to form the main body of the steel sheet pile wall. Next, the locking
上記のような工程によってH形鋼3および型枠部材5を固定した後、H形鋼3、型枠部材5および鋼矢板壁の地盤側の水平掘削面6Aの上にコンクリートを充填してコンクリート構造体7を構築する。図示されていないが、このとき、H形鋼3の係止部材2とは反対側のフランジ31にも略鉛直に配置される型枠部材が取り付けられる。上述のように、コンクリートは係止部材2とは反対側のH形鋼3のフランジ31の内側面から地盤の鉛直掘削面6Bまでの間、かつH形鋼3のウェブ32の上方、型枠部材5の上方、および地盤の水平掘削面6Aの上方に充填され、これによってステンレス鋼矢板1の上端部および係止部材2がコンクリート構造体7に埋め込まれる。
After fixing the H-shaped
さらに、コンクリートの硬化後に、型枠部材5を撤去する工程が実施されてもよい。このとき、連結部材4の先端部はコンクリート構造体7から露出したまま残されてもよいし、外観上の理由などから先端部が切断されてもよい。従って、完成後の鋼矢板壁において、連結部材4は一部がコンクリート構造体7に埋め込まれていてもよいし、全体がコンクリート構造体7に埋め込まれていてもよい。
Further, a step of removing the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. It is naturally understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
1…ステンレス鋼矢板、2…係止部材、3…H形鋼、31…フランジ、32…ウェブ、33…絶縁部材、4…連結部材、41…ワッシャー、5…型枠部材、6A…水平掘削面、6B…鉛直掘削面、7…コンクリート構造体、71…鉄筋、9…切梁。 1 ... Stainless steel sheet pile, 2 ... Locking member, 3 ... H-shaped steel, 31 ... Flange, 32 ... Web, 33 ... Insulating member, 4 ... Connecting member, 41 ... Washer, 5 ... Formwork member, 6A ... Horizontal excavation Surface, 6B ... Vertical excavated surface, 7 ... Concrete structure, 71 ... Reinforcing bar, 9 ... Cutting beam.
Claims (8)
前記鋼矢板壁の延長方向の複数の位置で前記ステンレス鋼矢板の上端部に係止される係止部材と、
前記係止部材のそれぞれに接合され、前記鋼矢板壁の延長方向に延びる横架材と、
前記ステンレス鋼矢板の上端部および前記係止部材が埋め込まれるコンクリート構造体と
を備える鋼矢板壁。 It is a steel sheet pile wall in which stainless steel sheet piles cast in the ground are connected to each other.
A locking member that is locked to the upper end of the stainless steel sheet pile at a plurality of positions in the extension direction of the steel sheet pile wall.
A horizontal member joined to each of the locking members and extending in the extension direction of the steel sheet pile wall,
A steel sheet pile wall including an upper end portion of the stainless steel sheet pile and a concrete structure in which the locking member is embedded.
前記ステンレス鋼矢板と前記横架材との間に介挿される絶縁部材をさらに備える、請求項1に記載の鋼矢板壁。 The locking member includes a portion having a U-shaped cross section that sandwiches the upper end portion of the stainless steel sheet pile and a part of the horizontal member.
The steel sheet pile wall according to claim 1, further comprising an insulating member inserted between the stainless steel sheet pile and the horizontal member.
前記係止部材は、前記ステンレス鋼矢板の上端部と前記H形鋼の一方のフランジとを前記断面U字形の部分で挟み込み、
前記H形鋼の前記係止部材とは反対側のフランジの内側面および前記ウェブの一方の側面に接して前記コンクリート構造体が構築される、請求項2に記載の鋼矢板壁。 The cross member is an H-section steel with a pair of flanges and webs.
The locking member sandwiches the upper end of the stainless steel sheet pile and one flange of the H-shaped steel with the U-shaped cross section.
The steel sheet pile wall according to claim 2, wherein the concrete structure is constructed in contact with an inner side surface of a flange of the H-shaped steel opposite to the locking member and one side surface of the web.
前記型枠部材は前記横架材とは反対側で前記連結部材の端部に固定される、請求項4に記載の鋼矢板壁。 Further provided with a formwork member covering the bottom surface of the concrete structure,
The steel sheet pile wall according to claim 4, wherein the formwork member is fixed to an end portion of the connecting member on the side opposite to the horizontal member.
鋼矢板壁の延長方向の複数の位置で前記ステンレス鋼矢板の上端部に係止部材を係止する工程と、
前記係止部材のそれぞれに接合され、前記鋼矢板壁の延長方向に延びる横架材を配置する工程と、
前記横架材の上にコンクリートを充填して前記ステンレス鋼矢板の上端部および前記係止部材が埋め込まれるコンクリート構造体を構築する工程と
を含む鋼矢板壁の施工方法。 The process of placing stainless steel sheet piles in the ground while connecting them to each other,
A step of locking a locking member to the upper end of the stainless steel sheet pile at a plurality of positions in the extension direction of the steel sheet pile wall, and
A step of arranging a horizontal member that is joined to each of the locking members and extends in the extension direction of the steel sheet pile wall.
A method for constructing a steel sheet pile wall, which comprises a step of filling concrete on the horizontal member to construct a concrete structure in which an upper end portion of the stainless steel sheet pile and the locking member are embedded.
前記コンクリートは前記型枠部材の上に充填される、請求項6に記載の鋼矢板壁の施工方法。 A formwork member that closes the gap is attached to the end of the connecting member that is joined to the horizontal member and extends toward the gap between the horizontal member and the stainless steel sheet pile on the side opposite to the horizontal member. Including the step of fixing
The method for constructing a steel sheet pile wall according to claim 6, wherein the concrete is filled on the formwork member.
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