JP3647918B2 - セグメントの製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シールド工法や推進工法に用いられる円弧状のコンクリート製のトンネルライナセグメントの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法や推進工法に用いられるコンクリート製のセグメントは、その外面とシールド機が接触して侵入水を防ぐ機能が必要であり、外周面及び隣接ライナとの当接部が、密実正確で、滑らかな仕上となっていることが重要である。このようなセグメントを製造するために、円弧状のコンクリートライナ（セグメント）を遠心成形することが知られている。
【０００３】
ところが、大径のセグメントを製造する場合、ドラム内に取付けた円弧状の複数の型枠内にコンクリートを充填し、型枠相互間の空所にはコンクリートを充填しないので、遠心成形ドラムは円周に亘り不均一荷重となり、アンバランスを生ずる。このため遠心成形ドラムは高い剛性を必要とし、直径の大きいセグメントの遠心成形ドラムは剛性の大きい重装備とせざるを得ず、実際には大径のセグメントの遠心成形は従来困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
セグメントを適切な円弧状製品に分割して、その製品用分割型枠を遠心成形ドラムに配設して遠心成形によって製造する場合、通常は不均一に配設せざるを得ず、遠心成形型枠ドラム内に不均衡荷重を生ずることとなる。
遠心成形では、重力の加速度の数十倍の加速度の遠心力をコンクリートに付与する。このため、分割してドラム内に配設されたセグメント型枠内のコンクリートは、ドラムに対して著しい不均等荷重を生じ、回転中にドラムが変形する。大径のセグメントを製造する場合において遠心成形時のドラムには中心径の二乗に比例した重力が作用することになり、非常に大きな剛性を付与した遠心成形ドラムを製作しなければならない。遠心成形ドラムは通常ドラム軸を水平にし支持タイヤをはめ、このタイヤを複数の支持ローラで支持し、水平軸まわりに回転させる形式となっている。従って、ドラムシェル、タイヤ、支持装置等を含めて遠心成形ドラムに十分な剛性をもたせる必要があり、遠心成形ドラムは、著しい重装備となり、実現が困難となる。
【０００５】
この問題を解決し、大径のセグメントでも容易に遠心成形できるような製造装置として鉛直軸回りに回転して遠心力を作用させる装置がある。この場合、遠心成形ドラムは一方の水平端面を多数のローラで受けて支持することができるので構造が簡単になる。ところがこのような装置では、遠心成形時にセグメントの端面の一つが鉛直方向上面となる。従って、セグメントのこの面の成形精度が劣化する問題がある。セグメントの各端面は隣接セグメントとの当接面となるため、互いに嵌合する突条や溝を形成し、またシール材を配設する等の必要があり、その形状や面精度を精密に仕上げる必要がある。
【０００６】
本発明は、鉛直軸回りに回転する遠心成形ドラムを用いて大きな直径のセグメントを遠心成形により製造し、かつ、セグメントのすべての端面を高精度の寸法、形状に成形する技術を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するために提案されたもので、円弧状のセグメントの型枠の円弧状の側板を直立させた第１の姿勢で鉛直な回転中心軸回りに回転させて遠心成形し、ついで、該第１の姿勢のセグメントの上方側を遠心成形回転半径の外周側に向けて前記円弧状の側板をほぼ水平にした第２の姿勢で鉛直な回転中心軸回りに回転させて再び遠心力を加えることを特徴とするセグメントの製造方法である。
【０００８】
さらに具体的には、鉛直中心軸回りに自転する遠心成形ドラムの内面に、円弧状の複数のセグメントの個別の中空密閉型枠を、円弧状の側板を直立させた第１の姿勢で取付け、該型枠内にコンクリートを打設し、該遠心成形ドラムを自転させてセグメントを遠心成形した後、コンクリート硬化前に、前記個別の中空密閉型枠を第１の姿勢の上方側を遠心成形ドラムの外周側に向けて円弧状の側板をほぼ水平にかつ円弧の内面側を上向に保って前記遠心成形ドラムを自転させ、該コンクリートに再び遠心力を作用させることを特徴とするセグメントの製造方法である。この場合、円弧状の側板を直立させた姿勢に円弧状中空密閉型枠を保持し、この型枠内にコンクリートを充満充填し、振動締固めした後、この型枠を前記遠心成形ドラム内に取付けて、セグメントを遠心成形することとすると好適である。
【０００９】
本発明方法を好適に実施することができる本発明の装置は、ドラムの中心軸を鉛直に配設した遠心成形ドラムと、該遠心成形ドラム内に水平に設けられた複数対のガイドレールと、該ガイドレールに車輪を介して載置されドラム内壁面と水平ガイドレール間を移動する型枠取付台と、該型枠取付台に着脱自在に取付けられるセグメント成形用円弧状中空密閉型枠と、該型枠取付台を前記ドラム内壁面から前記水平ガイドレール間に移動させる移動装置とを備えたことを特徴とするセグメントの製造装置である。そして前記移動装置は、前記セグメント成形用円弧状中空密閉型枠に係合するねじ送り装置とすれば好適である。
【００１０】
【作用】
本発明の遠心成形ドラムは中心軸を鉛直にし水平面内で回転するので、ドラムの鉛直荷重を多数の受ローラで支持することができ、ドラムの半径方向すなわち遠心力の作用方向の荷重も多数の受ローラで受けることができるので、ドラム内に配設したコンクリートが不均衡であっても剛性の高い重装備のドラムを必要としない。また不均衡を均一化させるためのカウンターウェイトの取付等を要しない。
【００１１】
従って、大径の高速回転ドラムを容易に製作することができる。そしてこれを用いて大径のセグメントを製造することができる。
また、ドラムの上方が開放しているので、型枠の取付、取外しが容易であり、また水平ドラムのようにドラムを２つ割りにする必要がない。さらに、ドラムに取り付けられた型枠内にコンクリートを供給する場合、従来の水平ドラムのようにドラムを回転して遠心力を作用させながら供給する必要がない。従って、型枠外にこぼれるコンクリート量が最小限となる。
【００１２】
次に本発明方法では第１工程で円弧状のセグメントを、型枠の円弧状の側板を直立させた第１の姿勢で鉛直な回転中心軸回りに回転させて遠心成形し、ついで、第２工程で上記第１の姿勢のセグメントの上方側を外周側に向けて円弧状の側板をほぼ水平にした第２の姿勢で再び遠心力を加える。このことにより、セグメントのすべての端面を高度の寸法精度を有する正確な形状に成形することができる。
【００１３】
本発明の装置は、中心軸を鉛直に配設した遠心成形ドラムと、この遠心成形ドラム内にドラム内壁面を経てドラム中心まで延設した複数対のガイドレールと、このガイドレールに車輪を介して載置され内壁面と水平ガイドレール間を移動する移動台と、この移動台に着脱自在に取付けられるセグメント成形用円弧状中空密閉型枠と、この移動台を前記ドラム内壁面から前記水平ガイドレール間に移動させる移動装置とを備え、型枠を、円弧の中心が鉛直になる姿勢と、円弧の中心が水平で半径方向を向いている姿勢との２つの姿勢に容易に移動することができる。
【００１４】
そして前記型枠移動装置は、前記セグメント成形用円弧状中空密閉型枠に係合するねじ送り装置とすれば好適である。
【００１５】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は実施例のセグメント製造装置２０の平面図、図２はその側面断面図である。
ドラムシェル２２は回転軸を鉛直にしたドラムであって、その上縁と下縁の外周にはタイヤ２４が設けられている。タイヤ２４の周囲にはローラ２６が配設されており、ローラ２６はドラムの位置を保持しドラムの鉛直軸まわりの円滑な回転を支承する。また、ドラムの下縁にはドラムを受ける多数の受ローラ２５が設けられ、この受ローラ２５はドラムの鉛直荷重を受けてドラムを支持している。またドラムシェル２２の外周にはチェーンホイール２９が設けられており、このチェーンホイール２９に駆動チェーン２８が巻き付けられている。チェーン２８はモータ２７から伝導装置を経て駆動される。ドラムシェル２２、モータ２７、伝導装置等は共通ベッド４１上に載置されている。
【００１６】
ドラムシェル２２内に水平な複数対のガイドレール３２が設けられており、このガイドレール３２上に型枠取付台３１が載置されている。型枠取付台３１はガイドレール３２上を走行する車輪３３を備えている。
型枠取付台３１は横断面がＬ字形をなしており、このＬ字の内側にセグメント製造用円弧状中空密閉型枠２１を取付ける。型枠取付台３１はモータ３６により駆動されるねじ装置３５のナット３４によって、遠心成形ドラムシェル２２内面にＬ型の底辺を沿わせた姿勢と、ガイドレール面に平行にＬ型の底辺を向けた姿勢のいずれかに姿勢を変えて固定することができる。このことによって、セグメント製造用円弧状密閉型枠２１はセグメントが形成する円筒の軸方向を鉛直にして型枠がドラムシェル２２内面に沿って配置された姿勢と、上記軸方向を遠心成形ドラムの半径方向に向けて水平にした姿勢との２つの姿勢に変更してそれぞれ固定することができる。
【００１７】
円弧状の個別型枠２１は、それぞれ円弧板状の底板と、セグメントの四周を囲む周縁側板と円弧板状の内面板が一体に組み立てられた中空密閉型枠を構成しており、遠心成形ドラム内に配設されている型枠取付台３１に取り付けられて上記のように２つの姿勢に保たれる。
この型枠は、セグメントの軸方向を鉛直にして鉛直中心軸回りに自転する遠心成形ドラム２０内でコンクリートを遠心成形する。ついで、コンクリートが固化する前に、図２の左半分に示すように、セグメントの型枠２１が水平になるまで、元の姿勢に戻し、水平にして同様の遠心力を掛ける。この遠心力付加により、セグメントの端面８が、良好な形状に仕上成形される。
【００１８】
実施例の製造方法及び装置によれば、大口径の品質の良好なセグメントを容易に製造することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、寸法の正確な緻密で良質のセグメントを容易に製造することができる。特に大口径のセグメントの遠心成形が容易に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のセグメントの製造装置の平面図である。
【図２】図１の側面断面図である。
【符号の説明】
２０ 遠心成形ドラム ２１ 型枠
２２ ドラムシェル ２３ タイヤ
２４ タイヤ ２５ 受けローラ
２６ ローラ ２７ モータ
２８ チェーン ２９ チェーンホイール
３１ 型枠取付台 ３２ ガイドレール
３３ 車輪 ３４ ナット
３５ ねじ装置 ３６ モータ
４１ 共通ベッド
【産業上の利用分野】
本発明は、シールド工法や推進工法に用いられる円弧状のコンクリート製のトンネルライナセグメントの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法や推進工法に用いられるコンクリート製のセグメントは、その外面とシールド機が接触して侵入水を防ぐ機能が必要であり、外周面及び隣接ライナとの当接部が、密実正確で、滑らかな仕上となっていることが重要である。このようなセグメントを製造するために、円弧状のコンクリートライナ（セグメント）を遠心成形することが知られている。
【０００３】
ところが、大径のセグメントを製造する場合、ドラム内に取付けた円弧状の複数の型枠内にコンクリートを充填し、型枠相互間の空所にはコンクリートを充填しないので、遠心成形ドラムは円周に亘り不均一荷重となり、アンバランスを生ずる。このため遠心成形ドラムは高い剛性を必要とし、直径の大きいセグメントの遠心成形ドラムは剛性の大きい重装備とせざるを得ず、実際には大径のセグメントの遠心成形は従来困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
セグメントを適切な円弧状製品に分割して、その製品用分割型枠を遠心成形ドラムに配設して遠心成形によって製造する場合、通常は不均一に配設せざるを得ず、遠心成形型枠ドラム内に不均衡荷重を生ずることとなる。
遠心成形では、重力の加速度の数十倍の加速度の遠心力をコンクリートに付与する。このため、分割してドラム内に配設されたセグメント型枠内のコンクリートは、ドラムに対して著しい不均等荷重を生じ、回転中にドラムが変形する。大径のセグメントを製造する場合において遠心成形時のドラムには中心径の二乗に比例した重力が作用することになり、非常に大きな剛性を付与した遠心成形ドラムを製作しなければならない。遠心成形ドラムは通常ドラム軸を水平にし支持タイヤをはめ、このタイヤを複数の支持ローラで支持し、水平軸まわりに回転させる形式となっている。従って、ドラムシェル、タイヤ、支持装置等を含めて遠心成形ドラムに十分な剛性をもたせる必要があり、遠心成形ドラムは、著しい重装備となり、実現が困難となる。
【０００５】
この問題を解決し、大径のセグメントでも容易に遠心成形できるような製造装置として鉛直軸回りに回転して遠心力を作用させる装置がある。この場合、遠心成形ドラムは一方の水平端面を多数のローラで受けて支持することができるので構造が簡単になる。ところがこのような装置では、遠心成形時にセグメントの端面の一つが鉛直方向上面となる。従って、セグメントのこの面の成形精度が劣化する問題がある。セグメントの各端面は隣接セグメントとの当接面となるため、互いに嵌合する突条や溝を形成し、またシール材を配設する等の必要があり、その形状や面精度を精密に仕上げる必要がある。
【０００６】
本発明は、鉛直軸回りに回転する遠心成形ドラムを用いて大きな直径のセグメントを遠心成形により製造し、かつ、セグメントのすべての端面を高精度の寸法、形状に成形する技術を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するために提案されたもので、円弧状のセグメントの型枠の円弧状の側板を直立させた第１の姿勢で鉛直な回転中心軸回りに回転させて遠心成形し、ついで、該第１の姿勢のセグメントの上方側を遠心成形回転半径の外周側に向けて前記円弧状の側板をほぼ水平にした第２の姿勢で鉛直な回転中心軸回りに回転させて再び遠心力を加えることを特徴とするセグメントの製造方法である。
【０００８】
さらに具体的には、鉛直中心軸回りに自転する遠心成形ドラムの内面に、円弧状の複数のセグメントの個別の中空密閉型枠を、円弧状の側板を直立させた第１の姿勢で取付け、該型枠内にコンクリートを打設し、該遠心成形ドラムを自転させてセグメントを遠心成形した後、コンクリート硬化前に、前記個別の中空密閉型枠を第１の姿勢の上方側を遠心成形ドラムの外周側に向けて円弧状の側板をほぼ水平にかつ円弧の内面側を上向に保って前記遠心成形ドラムを自転させ、該コンクリートに再び遠心力を作用させることを特徴とするセグメントの製造方法である。この場合、円弧状の側板を直立させた姿勢に円弧状中空密閉型枠を保持し、この型枠内にコンクリートを充満充填し、振動締固めした後、この型枠を前記遠心成形ドラム内に取付けて、セグメントを遠心成形することとすると好適である。
【０００９】
本発明方法を好適に実施することができる本発明の装置は、ドラムの中心軸を鉛直に配設した遠心成形ドラムと、該遠心成形ドラム内に水平に設けられた複数対のガイドレールと、該ガイドレールに車輪を介して載置されドラム内壁面と水平ガイドレール間を移動する型枠取付台と、該型枠取付台に着脱自在に取付けられるセグメント成形用円弧状中空密閉型枠と、該型枠取付台を前記ドラム内壁面から前記水平ガイドレール間に移動させる移動装置とを備えたことを特徴とするセグメントの製造装置である。そして前記移動装置は、前記セグメント成形用円弧状中空密閉型枠に係合するねじ送り装置とすれば好適である。
【００１０】
【作用】
本発明の遠心成形ドラムは中心軸を鉛直にし水平面内で回転するので、ドラムの鉛直荷重を多数の受ローラで支持することができ、ドラムの半径方向すなわち遠心力の作用方向の荷重も多数の受ローラで受けることができるので、ドラム内に配設したコンクリートが不均衡であっても剛性の高い重装備のドラムを必要としない。また不均衡を均一化させるためのカウンターウェイトの取付等を要しない。
【００１１】
従って、大径の高速回転ドラムを容易に製作することができる。そしてこれを用いて大径のセグメントを製造することができる。
また、ドラムの上方が開放しているので、型枠の取付、取外しが容易であり、また水平ドラムのようにドラムを２つ割りにする必要がない。さらに、ドラムに取り付けられた型枠内にコンクリートを供給する場合、従来の水平ドラムのようにドラムを回転して遠心力を作用させながら供給する必要がない。従って、型枠外にこぼれるコンクリート量が最小限となる。
【００１２】
次に本発明方法では第１工程で円弧状のセグメントを、型枠の円弧状の側板を直立させた第１の姿勢で鉛直な回転中心軸回りに回転させて遠心成形し、ついで、第２工程で上記第１の姿勢のセグメントの上方側を外周側に向けて円弧状の側板をほぼ水平にした第２の姿勢で再び遠心力を加える。このことにより、セグメントのすべての端面を高度の寸法精度を有する正確な形状に成形することができる。
【００１３】
本発明の装置は、中心軸を鉛直に配設した遠心成形ドラムと、この遠心成形ドラム内にドラム内壁面を経てドラム中心まで延設した複数対のガイドレールと、このガイドレールに車輪を介して載置され内壁面と水平ガイドレール間を移動する移動台と、この移動台に着脱自在に取付けられるセグメント成形用円弧状中空密閉型枠と、この移動台を前記ドラム内壁面から前記水平ガイドレール間に移動させる移動装置とを備え、型枠を、円弧の中心が鉛直になる姿勢と、円弧の中心が水平で半径方向を向いている姿勢との２つの姿勢に容易に移動することができる。
【００１４】
そして前記型枠移動装置は、前記セグメント成形用円弧状中空密閉型枠に係合するねじ送り装置とすれば好適である。
【００１５】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は実施例のセグメント製造装置２０の平面図、図２はその側面断面図である。
ドラムシェル２２は回転軸を鉛直にしたドラムであって、その上縁と下縁の外周にはタイヤ２４が設けられている。タイヤ２４の周囲にはローラ２６が配設されており、ローラ２６はドラムの位置を保持しドラムの鉛直軸まわりの円滑な回転を支承する。また、ドラムの下縁にはドラムを受ける多数の受ローラ２５が設けられ、この受ローラ２５はドラムの鉛直荷重を受けてドラムを支持している。またドラムシェル２２の外周にはチェーンホイール２９が設けられており、このチェーンホイール２９に駆動チェーン２８が巻き付けられている。チェーン２８はモータ２７から伝導装置を経て駆動される。ドラムシェル２２、モータ２７、伝導装置等は共通ベッド４１上に載置されている。
【００１６】
ドラムシェル２２内に水平な複数対のガイドレール３２が設けられており、このガイドレール３２上に型枠取付台３１が載置されている。型枠取付台３１はガイドレール３２上を走行する車輪３３を備えている。
型枠取付台３１は横断面がＬ字形をなしており、このＬ字の内側にセグメント製造用円弧状中空密閉型枠２１を取付ける。型枠取付台３１はモータ３６により駆動されるねじ装置３５のナット３４によって、遠心成形ドラムシェル２２内面にＬ型の底辺を沿わせた姿勢と、ガイドレール面に平行にＬ型の底辺を向けた姿勢のいずれかに姿勢を変えて固定することができる。このことによって、セグメント製造用円弧状密閉型枠２１はセグメントが形成する円筒の軸方向を鉛直にして型枠がドラムシェル２２内面に沿って配置された姿勢と、上記軸方向を遠心成形ドラムの半径方向に向けて水平にした姿勢との２つの姿勢に変更してそれぞれ固定することができる。
【００１７】
円弧状の個別型枠２１は、それぞれ円弧板状の底板と、セグメントの四周を囲む周縁側板と円弧板状の内面板が一体に組み立てられた中空密閉型枠を構成しており、遠心成形ドラム内に配設されている型枠取付台３１に取り付けられて上記のように２つの姿勢に保たれる。
この型枠は、セグメントの軸方向を鉛直にして鉛直中心軸回りに自転する遠心成形ドラム２０内でコンクリートを遠心成形する。ついで、コンクリートが固化する前に、図２の左半分に示すように、セグメントの型枠２１が水平になるまで、元の姿勢に戻し、水平にして同様の遠心力を掛ける。この遠心力付加により、セグメントの端面８が、良好な形状に仕上成形される。
【００１８】
実施例の製造方法及び装置によれば、大口径の品質の良好なセグメントを容易に製造することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、寸法の正確な緻密で良質のセグメントを容易に製造することができる。特に大口径のセグメントの遠心成形が容易に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のセグメントの製造装置の平面図である。
【図２】図１の側面断面図である。
【符号の説明】
２０ 遠心成形ドラム ２１ 型枠
２２ ドラムシェル ２３ タイヤ
２４ タイヤ ２５ 受けローラ
２６ ローラ ２７ モータ
２８ チェーン ２９ チェーンホイール
３１ 型枠取付台 ３２ ガイドレール
３３ 車輪 ３４ ナット
３５ ねじ装置 ３６ モータ
４１ 共通ベッド
Claims (4)
- 円弧状のセグメントの型枠の円弧状の側板を直立させた第１の姿勢で鉛直な回転中心軸回りに回転させて遠心成形し、ついで、該第１の姿勢のセグメントの上方側を遠心成形回転半径の外周側に向けて前記円弧状の側板をほぼ水平にした第２の姿勢で鉛直な回転中心軸回りに回転させて再び遠心力を加えることを特徴とするセグメントの製造方法。
- 鉛直中心軸回りに自転する遠心成形ドラムの内面に、円弧状の複数のセグメントの個別の中空密閉型枠を、円弧状の側板を直立させた第１の姿勢で取付け、該型枠内にコンクリートを打設し、該遠心成形ドラムを自転させてセグメントを遠心成形した後、コンクリート硬化前に、前記個別の中空密閉型枠を第１の姿勢の上方側を遠心成形ドラムの外周側に向けて円弧状の側板をほぼ水平にかつ円弧の内面側を上向に保って前記遠心成形ドラムを自転させ、該コンクリートに再び遠心力を作用させることを特徴とするセグメントの製造方法。
- ドラムの中心軸を鉛直に配設した遠心成形ドラムと、該遠心成形ドラム内に水平に設けられた複数対のガイドレールと、該ガイドレールに車輪を介して載置されドラム内壁面と水平ガイドレール間を移動する型枠取付台と、該型枠取付台に着脱自在に取付けられるセグメント成形用円弧状中空密閉型枠と、該型枠取付台を前記ドラム内壁面から前記水平ガイドレール間に移動させる移動装置とを備えたことを特徴とするセグメントの製造装置。
- 前記型枠移動装置は、前記セグメント成形用円弧状中空密閉型枠に係合するねじ送り装置であることを特徴とする請求項３記載のセグメントの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03853995A JP3647918B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | セグメントの製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03853995A JP3647918B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | セグメントの製造方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08229909A JPH08229909A (ja) | 1996-09-10 |
| JP3647918B2 true JP3647918B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=12528095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03853995A Expired - Fee Related JP3647918B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | セグメントの製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3647918B2 (ja) |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP03853995A patent/JP3647918B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08229909A (ja) | 1996-09-10 |
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