JP3761253B2 - Joint structure in underwater structures - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中に隣接して立設された構造体間の目地の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
水中の構造体、例えば、防波堤等を構築するために、それぞれ隣接するように海中に立設された2つ以上のケーソンにおいて、そのケーソン間の目地構造としては、以下のようなものが従来技術として存在する。
1.キャンバス生地の布からなる袋体にコンクリートやモルタル等を充填し、この袋体を目地に配置する目地構造であって、いわゆるコンクリート目地と呼ばれる目地構造。
2.ゴム製の袋体に砂を充填すると共に、水を吸収して膨張する、いわゆる水膨潤ゴムも充填し、この袋体を目地に配置する目地構造。この目地構造では、袋体に内圧が作用して目地へ圧着する効果が期待できる。
3.L字形状のゴム板を一方のケーソンに固定して、一方向からの波圧に対向する目地構造。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のケーソン式防波堤では、重量により沈下することを前提としているため、施工を長期間にわたり実施している。すなわち、ケーソン式防波堤は、水底に基礎捨て石マウンドを構築する工程と、このマウンドのうえに複数のケーソンを載置する工程と、ケーソンの上に上部構造物やパラペットを設ける工程と、さらに、ケーソンの沈下がある程度まで納まった後に、複数のケーソン間の目地を塞ぐ工程とを行なって構築しているが、これらの工程は、例えば、それぞれ異なる年度毎に実施するといったように、かなりの時間を掛けて施工している。
【0004】
しかしながら、ケーソン式防波堤等の重量構造体からなる水中構造物を、早期に完成させなければならない場合には、沈下が納まるまで、各工程間に休止期間をとることができず、沈下による影響を目地で吸収する必要が生じる。
【0005】
かような要求に対して、上記従来の目地構造では、沈下による変位に充分に追従できないという問題点があった。すなわち、上記1.の「コンクリート目地」では弾性変形が全く期待できず、2.の「水膨潤ゴムを含むゴム製袋体目地」では、構造体に内圧を加えるのが限界で、その変形量も沈下には追従できない程度のものであり、さらに3.の「L字形状のゴム板目地」では、本来の目的が防波堤の背面の埋立て土砂の吸い出し防止であり、沈下に追従できるほどの弾性変形は不可能である。
【0006】
本発明は前記問題点を解決せんとしたものであり、その目的は、複数の重量構造体を隣接させてなる水中構造物において、各重量構造体の位置関係に相対的変位が生じた場合でも、その相対的変位に追従可能な目地構造を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的に鑑みてなされたものであって、その要旨は、海や河川等の水中において隣接して立設された構造体間の目地の構造であって、該目地には、流体が充填された袋体が配置され、前記袋体を前記各構造体の動きに追従して密着させるため、該流体により該袋体に内圧を付与するとともに、該袋体内の流体量を調整する内圧付与流体量調整手段を備えたことを特徴とする水中構造物における目地構造にある。
【0008】
本発明の水中構造体における目地構造において、前記構造体のうち少なくとも一方に目地延設方向の切欠きが形成され、相互に嵌合して摺動する二つの枠体のうち、一方の枠体を一方の構造体の切欠きに嵌合して配置し、他方の枠体を他方の構造体に摺動可能に当接して配置し、相互に嵌合された前記二つの枠体の間に、前記袋体を配置しても良い。
【0009】
本発明の目地構造において、袋体は、各構造体間の目地の拡大に追従して密着させることができる程度の大きさに、袋体の水平方向断面積(最大容積)を形成すれば、どのような材料を用いても良い。したがって、袋体は、全ての部分を繊維補強ゴムや鋼線補強ゴム等の弾性材から形成しても良く、また、部分的に弾性材で形成し、この弾性材部分を補強帆布で連結するように形成しても良く、さらに、全ての部分を補強帆布で形成しても良い。
【0010】
本発明の目地構造において、前記流体は袋体に充填することによって袋体を膨張させることができ、又は、袋体から抜くことによって袋体を収縮させることができるものであれば良く、例えば、水あるいは油等の液体、または空気等の気体であっても良い。
【0011】
ここで、本発明の目地構造において、内圧付与流体量調整手段は、流体が液体である場合には、例えば、液体が満たされた貯液槽(筒状に縦長の槽であっても良い)を袋体よりも高く配置し、この貯液槽と袋体とを導管で連通させれば形成することができる。かような内圧付与流体量調整手段では、液体の位置エネルギーにより、液体に圧力が作用して袋体には内圧が付与され、袋体は各構造体に密着する。また、各構造体間の間隔が縮小するような位置関係の変位が生じると、各構造体により袋体は押圧されて収縮し、袋体内部の液体は導管を介して貯液槽に戻り、これによって袋体の液体量は調整される。逆に、各構造体間の間隔が拡大するような位置関係の変位が生じると、位置エネルギーにより圧力を受けている液体は、各構造体の変位量に応じた容量だけ袋体に流れ込み、袋体は各構造体に密着したまま膨張し、これによって袋体の液体量は調整される。
【0012】
また流体が気体である場合には、例えば、コンプレッサーと袋体とを導管で連通し、袋体には内圧を計測するセンサ及び開閉弁を設け、このセンサからの信号によって、開閉弁を開閉したり、コンプレッサーを停止したり、さらに、袋体に気体を圧送することができる制御装置を設ければ、内圧付与流体量調整手段を形成することができる。かような内圧付与流体量調整手段では、コンプレッサーで気体を圧送すれば、袋体に内圧を付与して各構造体に密着させることができる。さらに、各構造体間の間隔が縮小するような位置関係の変位が生じると、各構造体により押圧されて袋体の内圧は高まり、この内圧の高まりをセンサで感知して、信号を制御装置に送り、制御装置によってコンプレッサーを停止すると共に袋体の開閉弁を開き、袋体の内圧を適宜制御すれば、袋体は、内部の気体量が調整されて各構造体に密着したまま収縮することができる。逆に、各構造体間の間隔が拡大するような位置関係の変位が生じたら、上記と逆の操作によって袋体の内圧を適宜制御して、袋体を各構造体に密着したまま膨張させる。
【0013】
【実施例】
次に本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して説明する。
図1は本発明の目地構造を示す斜視図であり、図2は図1の一部拡大平面図であり、図3は本発明の目地構造に用いる水頭柱を示す正面図であり、さらに、図4は図1及び図2とは異なる目地構造を示す一部拡大平面図である。
【0014】
図1乃至図2では本発明の目地構造を、ケーソン式防波堤のケーソン間の目地20に適用しているが、本発明の目地構造は、ケーソン式防波堤以外の水中構造物の目地にも適用することが可能である。図1及びにおいて、海底に構築された基礎捨て石マウンド(図示せず)のうえに載置されたケーソン1,2間の目地構造30では、一方のケーソン2に、ほぼ垂直方向の切欠き(凹部)2aが延設され、この切欠き2aに第二の枠体5が嵌合されている。この第二の枠体5は、図2にも示したように、断面が概ね「コ」字形状に形成されており、ウェブ5aを切欠き面に当接して配置し、フランジ5b,5bと切欠き面との間には間詰め材6が充填されている。ここで、間詰め材6としては水膨潤ゴムを使用することができる。水膨潤ゴムは、フランジ5b,5bと切欠き面との隙間に配置した後に、水を吸収して膨張するため、隙間に押し入れる作業が容易であり、また、フランジ5bと切欠き面とに圧着して隙間を封止することができ、さらに、第二の枠体5の微動を吸収することができる。
【0015】
かように配置された第二の枠体5には、第一の枠体4を嵌合するように配置する。この第一の枠体4は、第二の枠体5のフランジ5b,5b間に嵌合可能な間隔に離隔した側板4b,4bと、この側板4b,4bを連結する連結板4a,4cとを備え、これら側板4b,4bと連結板4a,4cとが概ね矩形断面になるように形成し、連結板4aは、後述する袋体3の内圧によって、ケーソン1に当接するよう配置する。つまり、第一の枠体4はケーソン1に固定せず、ただ単にケーソン1に当接して摺動可能なように配置する。
【0016】
嵌合された第一の枠体4と第二の枠体5との間には、袋体3が配置される。袋体3は、全てを部分を繊維補強ゴムや鋼線補強ゴム等の弾性材から形成しても良く、または、部分的に弾性材で形成し、この弾性材部分を補強帆布で連結するように形成しても良く、要するに、膨張収縮可能な形状や材料で形成されていれば良い。かような袋体3の天端を板体(図示せず)等により密封し、この板体にパイプ等を取り付けて水供給口(図示せず)を形成し、この水供給口に導管8を取り付けて水頭柱7に連結し、この水頭柱7から袋体3に水を供給する。なお、袋体3の天端の板体には、水供給口以外のパイプを取り付けて排水口を形成し、この排水口にはバルブを取り付ける。
【0017】
ここで、前記水頭柱7は、内部に水を蓄えることが可能で、上方に延長する中空の貯水部7aの上端に、給水管7bおよびオーバーフロー管7cを連通し、貯水部7aの下端近傍には前記導管8を連結するための出水口7eを設け、貯水部7aの上端近傍には水位点検窓7dを設けて形成する。かような水頭柱7は、例えば、貯水部7aの内径を250mm程度、その高さを5m程度に形成して、貯水部7aに水を充満させれば、袋体3には、概ね0.5kg/cm2以上の内圧を作用させることができる。なお、貯水部7aの高さを予め所要以上に形成し、内部の水位を適宜変更すれば、内圧も必要に応じて変更することができる。また、上記水頭柱7は、水位点検窓7dに下限値目印7d’を設けておき、水位がこの下限値目印7d’を下回ったら、作業員が水道を開き注水するものであるが、これ以外の方法により注水を行なっても良い。例えば、下限値目印7d’の位置に水位センサ(図示せず)を設置し、このセンサからの信号を受けて、水道を開いたり、閉じたりする制御装置(図示せず)を設けて、これらセンサと制御装置とによって注水を行なうようにしても良い。
【0018】
前記水頭柱7において、水道等に連通する導管(図示せず)を給水口7b’に接続し、ここから貯水部7aに水を取り込み、この水を、そのまま出水口7eから導管8を介して前記袋体3に流し込む。この時、袋体3の排水口のバルブは開放状態にしておき、この排水口からオーバーフローするまで、袋体3に水を注水する。排水口から水がオーバーフローしたらバルブを閉鎖する。バルブ閉鎖後は、水頭柱7の水位が上昇する。水頭柱7のオーバーフロー管7cから水が溢れ出たら、水道からの水の供給を停止する。
【0019】
次に、以上構成の目地構造30において、ケーソン1,2が沈下し、その相対位置に変位が生じた際の作用について説明する。
【0020】
図1及び図2に示した、目地構造30において、袋体3には水頭柱7からの水圧によって常に内圧が作用しており、この内圧により袋体3は、第一の枠体5の連結板4aをケーソン1の目地面に当接させるように、第一の枠体5を押圧している。かような目地構造30において、矢印X方向や矢印Z方向にケーソン1,2の相対変位が生じた場合には、第一の枠体5の連結板4aが、ケーソン1の目地面に押しつけられた状態で、ここを摺動して変位に追従する。
【0021】
また、図1における矢印Y方向にケーソン1,2の相対変位が生じた場合には、第一の枠体4と第二の枠体5とは、それぞれ側板4bとフランジ5bとを摺動させながら、相互のクリアランスを縮小または拡大するように動き、第一の枠体4は、袋体3からの圧力を受けてケーソン1に当接している。
すなわち、クリアランスが縮小する方向にケーソン1,2が動くと、第一の枠体4の連結板4cと第二の枠体5のウェブ5aとが袋体3を挟んで押圧し、袋体3を収縮させながら、内部の水を、導管8を介して出水口7eから水頭柱7に戻し、水頭柱7の水位を押し上げ、袋体3の収縮が大きい場合には、水頭柱7内の水は、オーバーフロー管7cから流出する。かようにして、水が流出することにより袋体3の内部の貯水量は調整され、大きな外力を受けた場合でも袋体3が損傷すること無く変形することができる。また、袋体3は収縮変形時にも、その内圧で第一の枠体4を押圧してケーソン1の目地面に当接させている。
逆に、クリアランスが拡大する方向にケーソン1,2が動くと、水頭柱7のなかの水は袋体3のなかに流れ込み、袋体3は連結板4cとウェブ5aとに圧着しながら膨張する。この膨張時の袋体3の内圧によって、第一の枠体4は押圧されてケーソン1の目地面に当接されている。
【0022】
以上のように、袋体3には常に内圧が作用しており、第一の枠体4をケーソン1の目地面に当接するように、常に押圧しているので、ケーソン1,2が沈下して、その位置関係に相対変位が生じた場合でも、目地構造30の開放を防止することができ、外海からの波浪の浸入を防ぐことができる。
【0023】
なお、図4ではケーソン1,2の目地面に切欠きが形成されていない目地構造を例示した。図4において、第二の枠体15は、固定端15c,15cと平板部15aとが面一に形成され、これらの平板部15a及び固定端15c,15cに直交するようにフランジ15b,15bが一体に設けられ、かくして、平板部15aとフランジ15b,15bとは断面が概ね「コ」字形状に形成される。かような第二の枠体15は、固定端15c,15cにアンカーボルト15d,15dを貫通させてケーソン2に固定する。
【0024】
かように配置された第二の枠体15には、第一の枠体14を嵌合するように配置する。この第一の枠体14は、側板14b,14bを第二の枠体15のフランジ15b,15b間に嵌合可能な間隔に離隔して配置し、その他の構成である連結板14a,14c等は、図2で示した第二の枠体5と同様な配置で形成する。また、袋体3は連結板14cと平板部15aとの間に配置され、この袋体3の内圧により連結板14aがケーソン1表面に当接する。
【0025】
以上の図4の目地構造においても、図2の目地構造と同様に作用し、ケーソン1,2が沈下して位置関係に相対変位が生じた場合でも、目地の開放を防止することができる。
【0026】
【発明の効果】
本発明の水中構造物における目地構造では、目地に配置された袋体に流体が充填され、袋体に内圧を付与するとともに、袋体内の流体量を調整する内圧付与流体量調整手段を備えたので、各構造体が沈下等により移動して目地が拡大縮小しても、袋体は、目地の動きに追従するように内部の水量が適宜調整されて膨張収縮し、目地を閉鎖状態に維持することができる。
【0027】
また、本発明の水中構造物における目地構造では、相互に嵌合して摺動する二つの枠体のうち、一方の枠体を一方の構造体の切欠きに嵌合して固定し、他方の枠体を他方の構造体に摺動可能に当接して配置し、二つの枠体の間に前述の袋体を配置したので、他方の枠体は、袋体の内圧によって常に他方の構造体に押しつけられながら、他方の構造体の表面を摺動し、これにより目地の動きに追従して閉鎖状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の目地構造を示す斜視図である。
【図2】図1の一部拡大平面図である。
【図3】本発明の目地構造に用いる水頭柱を示す正面図である。
【図4】図1及び図2とは異なる目地構造を示す一部拡大平面図である。
【符号の説明】
1 ケーソン(構造体)
2 ケーソン(構造体)
2a 切欠き
3 袋体
4 第一の枠体(枠体)
5 第二の枠体(枠体)
14 第一の枠体(枠体)
15 第二の枠体(枠体)
20 目地
30 目地構造[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint structure between structures standing adjacent to each other in water.
[0002]
[Prior art]
In order to construct an underwater structure, for example, a breakwater, in two or more caisson erected in the sea so as to be adjacent to each other, as a joint structure between the caisson, the following is the conventional technology Exists as.
1. A joint structure in which a bag made of canvas fabric is filled with concrete, mortar, etc., and the bag is placed on the joint, a so-called concrete joint structure.
2. A joint structure in which a bag made of rubber is filled with sand, is filled with so-called water-swelling rubber that absorbs water and expands, and the bag is placed on the joint. In this joint structure, an effect of pressure-bonding to the joint due to the internal pressure acting on the bag body can be expected.
3. A joint structure in which an L-shaped rubber plate is fixed to one caisson and faces a wave pressure from one direction.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional caisson type breakwater is assumed to sink due to weight, construction has been carried out for a long time. That is, the caisson type breakwater includes a step of constructing a foundation abandoned stone mound on the bottom of the water, a step of placing a plurality of caissons on the mound, a step of providing an upper structure and a parapet on the caisson, and a caisson After the settlement of the water has settled to a certain extent, it is built by performing the process of closing the joints between the multiple caissons, but these processes take a considerable amount of time, for example, they are performed every different year It is hung and constructed.
[0004]
However, if an underwater structure consisting of a heavy weight structure such as a caisson breakwater must be completed at an early stage, it will not be possible to take a pause between each process until the settlement has settled, and the impact of the settlement will be affected. Need to absorb at joints.
[0005]
In response to such a demand, the conventional joint structure has a problem that it cannot sufficiently follow the displacement due to the settlement. That is, the above 1. In the "concrete joints", no elastic deformation can be expected. In “Rubber bag joints containing water-swollen rubber”, the limit is to apply internal pressure to the structure, and the amount of deformation cannot follow the settlement. In the “L-shaped rubber plate joint”, the original purpose is prevention of sucking out the reclaimed soil on the back of the breakwater, and elastic deformation that can follow the settlement is impossible.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object thereof is an underwater structure in which a plurality of weight structures are adjacent to each other even when relative displacement occurs in the positional relationship between the weight structures. An object of the present invention is to provide a joint structure capable of following the relative displacement.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-mentioned object, and the gist thereof is a structure of a joint between adjacent structures standing in water such as the sea or a river, and the joint includes a fluid. In order to make the bag body adhere to the structure following the movement of each structure, an internal pressure is applied to the bag body by the fluid and the amount of fluid in the bag body is adjusted. The joint structure in the underwater structure is characterized by comprising an internal pressure applying fluid amount adjusting means.
[0008]
In the joint structure in the underwater structure of the present invention, at least one of the structures is formed with a notch in the joint extension direction, and one of the two frames that fit and slide with each other. Between the two frames that are fitted to each other, and the other frame is slidably abutted against the other structure. The bag body may be disposed.
[0009]
In the joint structure of the present invention, if the bag body is formed to have a horizontal cross-sectional area (maximum volume) of the bag body in such a size that the bag body can be brought into close contact with the expansion of the joint between the structures, Any material may be used. Therefore, the bag body may be formed of an elastic material such as fiber reinforced rubber or steel wire reinforced rubber, or partially formed of an elastic material, and the elastic material portions are connected by a reinforced canvas. In addition, all the portions may be formed of reinforced canvas.
[0010]
In the joint structure of the present invention, any fluid may be used as long as the fluid can inflate the bag body by filling the bag body, or can contract the bag body by removing from the bag body. It may be a liquid such as water or oil, or a gas such as air.
[0011]
Here, in the joint structure of the present invention, when the fluid is a liquid, the internal pressure applying fluid amount adjusting means is, for example, a liquid storage tank filled with a liquid (may be a vertically long tank in a cylindrical shape). Can be formed by placing the liquid storage tank and the bag body through a conduit. In such an internal pressure applying fluid amount adjusting means, pressure is applied to the liquid by the potential energy of the liquid to apply the internal pressure to the bag, and the bag is in close contact with each structure. Further, when a positional displacement such that the interval between each structure is reduced occurs, the bag body is pressed and contracted by each structure body, and the liquid inside the bag body returns to the liquid storage tank through the conduit, Thereby, the liquid amount of the bag body is adjusted. On the contrary, when a positional displacement is generated such that the interval between the structural bodies is increased, the liquid receiving pressure by the positional energy flows into the bag body by a volume corresponding to the displacement amount of each structural body. The body expands in close contact with each structure, thereby adjusting the amount of liquid in the bag.
[0012]
When the fluid is a gas, for example, the compressor and the bag are connected by a conduit, and the bag is provided with a sensor and an opening / closing valve for measuring the internal pressure. The signal from this sensor opens and closes the opening / closing valve. If a control device capable of stopping the compressor or pumping gas to the bag body is provided, the internal pressure applying fluid amount adjusting means can be formed. In such an internal pressure applying fluid amount adjusting means, if a gas is pumped by a compressor, an internal pressure can be applied to the bag body and brought into close contact with each structure. Further, when a positional displacement occurs so that the interval between the structures is reduced, the internal pressure of the bag body is increased by being pressed by each structure, and the increase in the internal pressure is detected by the sensor, and the signal is controlled by the control device. When the compressor is stopped by the control device and the opening / closing valve of the bag body is opened and the internal pressure of the bag body is appropriately controlled, the amount of gas inside the bag body is adjusted and the bag body contracts while closely contacting each structure. be able to. On the other hand, if a positional displacement occurs that increases the interval between the structural bodies, the internal pressure of the bag body is appropriately controlled by the reverse operation to the above, and the bag body is inflated while closely contacting each structural body. .
[0013]
【Example】
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 is a perspective view showing a joint structure of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged plan view of FIG. 1, FIG. 3 is a front view showing a water head column used in the joint structure of the present invention, and FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing a joint structure different from those in FIGS. 1 and 2.
[0014]
1 and 2, the joint structure of the present invention is applied to the joint 20 between the caissons of the caisson type breakwater, but the joint structure of the present invention is also applied to joints of underwater structures other than the caisson type breakwater. It is possible. In FIG. 1 and the joint structure 30 between the
[0015]
The second frame 5 thus arranged is arranged so that the
[0016]
The
[0017]
Here, the water head column 7 can store water therein, and communicates a
[0018]
In the head column 7, a conduit (not shown) communicating with water supply or the like is connected to the
[0019]
Next, in the joint structure 30 having the above-described configuration, the action when the
[0020]
In the joint structure 30 shown in FIGS. 1 and 2, the
[0021]
Further, when relative displacement of the
That is, when the
On the contrary, when the
[0022]
As described above, since the internal pressure is constantly applied to the
[0023]
FIG. 4 illustrates a joint structure in which notches are not formed in the joints of the
[0024]
The
[0025]
The above joint structure shown in FIG. 4 operates in the same manner as the joint structure shown in FIG. 2, and even when the
[0026]
【The invention's effect】
In the joint structure in the underwater structure of the present invention, the bag body arranged in the joint is filled with fluid, and an internal pressure is applied to the bag body, and an internal pressure applying fluid amount adjusting means for adjusting the fluid amount in the bag body is provided. Therefore, even if each structure moves due to subsidence or the like and the joints expand or contract, the inner volume of the bag body is appropriately adjusted to expand and contract so as to follow the joint movement, and the joints are kept closed. can do.
[0027]
Further, in the joint structure in the underwater structure of the present invention, of the two frames that fit and slide with each other, one frame is fitted and fixed to the notch of one structure, and the other The frame body is slidably abutted on the other structure body, and the above-described bag body is disposed between the two frame bodies. Therefore, the other frame body always has the other structure by the internal pressure of the bag body. While being pressed against the body, the surface of the other structure is slid, and thus the closed state can be maintained following the movement of the joint.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a joint structure of the present invention.
2 is a partially enlarged plan view of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a front view showing a water head column used in the joint structure of the present invention.
4 is a partially enlarged plan view showing a joint structure different from FIGS. 1 and 2. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Caisson (structure)
2 Caisson (structure)
5 Second frame (frame)
14 First frame (frame)
15 Second frame (frame)
20 joint 30 joint structure
Claims (2)
該目地には、流体が充填された袋体が配置され、前記袋体を前記各構造体の動きに追従して密着させるために該流体により該袋体に内圧を付与するとともに、該袋体内の流体量を調整する内圧付与流体量調整手段を備えたことを特徴とする水中構造物における目地構造。It is a joint structure between adjacent structures in the sea or river water,
The joint is provided with a bag filled with a fluid, and applies an internal pressure to the bag by the fluid in order to keep the bag following the movement of each structure. A joint structure in an underwater structure comprising an internal pressure applying fluid amount adjusting means for adjusting the amount of fluid.
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