JP6369674B2 - 球形タンクの支柱及び又はブレースの補強施工法 - Google Patents
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Description
この発明は、圧縮ガスや液化ガス等を貯蔵する既設の球形タンクの支柱及び又はブレースについて、耐震性の向上を目的とした補強を行うための施工方法に関するものである。
図１２に示すように、既設の球形タンク１の球殻体２は支柱３と基礎４によって支持され、支柱３の相互間には傾斜しＸ字状に交差させたブレース５を設けている。
図示例のブレース５は、円筒状鋼管のパイプブレースの場合を示している。
支柱３は、球殻体２へ接続する上部支柱３ａと基礎４へ接続する下部支柱３ｂとで構成されている。
このような既設の球形タンク１の支柱３及びブレース５の要部を部分的に補強するためには、図示はしないが通常大掛かりな足場や支持架台を設置して任意な手順で施工を行っている。
図示例のブレース５は、円筒状鋼管のパイプブレースの場合を示している。
支柱３は、球殻体２へ接続する上部支柱３ａと基礎４へ接続する下部支柱３ｂとで構成されている。
このような既設の球形タンク１の支柱３及びブレース５の要部を部分的に補強するためには、図示はしないが通常大掛かりな足場や支持架台を設置して任意な手順で施工を行っている。
従来技術の発明には、例えば本出願人による特許文献１の特開２０１１−１８４０５６号公報「球形タンクの脚部耐震補強構造」の発明がある。この発明は、球形タンクの球殻体を支持する基礎から球殻体に至る既設脚部の支持部及び接続部外周の全体又は一部に、半割り円筒管を用いて新規の円筒支持部材を被覆し溶接で一体形成することが開示されている。
また、本出願人による特許文献２の特開２０１３−１５４９３２号公報「球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造」の発明がある。この発明は、球形タンクの球殻体を支持する支柱間に傾斜して設けるパイプブレースの交差部の一方のパイプブレースの中央に、八角形の補強用接続プレートを差込んで溶接固着し、交差する他の二方向のパイプブレースをこの補強用接続プレートに差込んで溶接固着して一体に形成することが開示されている。
さらにまた、本出願人による特許文献３の特開２０１３−１８０７８０号公報「球形タンク脚部のブレース取付部構造」の発明がある。この発明は、球形タンクの球殻体を支持する支柱は、該支柱相互間に傾斜するタイロッドブレース又はパイプブレースで連結した中空の下部支柱と、該下部支柱の上端を塞ぐようにして設けた鍔状に広がるエンドプレートと、該エンドプレートの裏面に設け前記中空の下部支柱に嵌合するガイドプレートと、前記エンドプレートの表面で接合した上部支柱とを備える球形タンク脚部のブレース取付け構造が開示されている。
図１２に示す既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の要部を取替え補強するためには、この支柱３及び又はブレース５の所定部位に対して、大掛かりで煩雑な作業となることなく有効的な補強構造に手順良く施工していくことが望まれていた。
従来の特許文献１の「球形タンクの脚部耐震補強構造」の発明は、球形タンクの既設脚部の支持部及び接続部外周の全体又は一部に半割り円筒管を用いて新規の円筒支持部材を被覆し溶接で一体形成するものであるが、支柱及びブレースの要部を取替え補強する施工法に関するものではない。
従来の特許文献２の「球形タンク脚部のパイプブレース交差部の構造」の発明は、パイプブレースの交差部に、八角形の補強用接続プレートを差込んで溶接固着して剛性を高め安全性を向上させたものであるが、支柱及びブレースの要部を取替え補強する施工法に関するものではない。
また、従来の特許文献３の「球形タンク脚部のブレース取付部構造」の発明は、球形タンクの支柱にエンドプレートとガイドプレートと円板リブとガセットプレートを設けて、ブレース取付部の剛性と強度を高め耐久性と安全性を向上させたものであるが、支柱及びブレースの要部を取替え補強する施工法に関するものではない。
この発明は上述のような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、既設の球形タンクについて地震や強風などによる横揺れに対する剛性と強度を高め耐久性と安全性を向上させるために、支柱及び又はブレースの切断除去と補強施工および新規部材の接続を作業能率良く実施する球形タンクの支柱及び又はブレースの補強施工法を提供することにある。
請求項１の発明に係る球形タンクの支柱の補強施工法は、球形タンク１の球殻体２の外周面に所定間隔を置いて固定した複数本の支柱３を基礎４上に固定し、隣接する相互の支柱３間にＸ字状に交差するブレース５で連結し、前記支柱３は上部支柱３ａと下部支柱３ｂからなる既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工法において、既設の下部支柱３ｂの中間部３ｂ３を撤去し、次いで上下に位置する上部ブレース接続箇所３ｂ１及び下部ブレース接続箇所３ｂ２夫々の中空内部に嵌合する補強円板６を設置し、続いて新規の補強中間支柱３Ａを設置することを特徴とする。
請求項２の発明に係る球形タンクのブレースの補強施工法は、球形タンク１の球殻体２の外周面に所定間隔を置いて固定した複数本の支柱３を基礎４上に固定し、隣接する相互の支柱３間にＸ字状に交差するブレース５で連結し、前記支柱３は上部支柱３ａと下部支柱３ｂからなる既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工法において、既設のブレース交差部５ｃを除去し、次いで八角形状のガセット板７を有する新規の補強交差ブレース５Ａを設置することを特徴とする。
請求項３の発明に係る球形タンクの支柱及び又はブレースの補強施工法は、球形タンク１の球殻体２の外周面に所定間隔を置いて固定した複数本の支柱３を基礎４上に固定し、隣接する相互の支柱３間にＸ字状に交差するブレース５で連結し、前記支柱３は上部支柱３ａと下部支柱３ｂからなる既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工法において、先ず既設の下部支柱３ｂの中間部３ｂ３を撤去し、次いで上下に位置する上部ブレース接続箇所３ｂ１及び下部ブレース接続箇所３ｂ２夫々の中空内部に嵌合する補強円板６を設置し、続いて新規の補強中間支柱３Ａを設置し、次に既設のブレース交差部５ｃを除去し、次いで八角形状のガセット板７を有する新規の補強交差ブレース５Ａを設置することを特徴とする。
請求項４の発明に係る球形タンクの支柱及び又はブレースの補強施工法は、上記請求項１乃至３記載の既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工の際に、取替えを行う支柱３及び又はブレース５の近傍位置に、荷重を支持する仮設の補強材８を設置して施工することを特徴とする。
請求項１の発明に係る球形タンクの支柱の補強施工法は、球形タンク１の球殻体２の外周面に所定間隔を置いて固定した複数本の支柱３を基礎４上に固定し、隣接する相互の支柱３間にＸ字状に交差するブレース５で連結し、前記支柱３は上部支柱３ａと下部支柱３ｂからなる既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工法において、既設の下部支柱３ｂの中間部３ｂ３を撤去し、次いで上下に位置する上部ブレース接続箇所３ｂ１及び下部ブレース接続箇所３ｂ２夫々の中空内部に嵌合する補強円板６を設置し、続いて新規の補強中間支柱３Ａを設置するので、施工手順良く作業能率良く既設の下部支柱３ｂの中間部３ｂ３を切断除去して新規の補強中間支柱３Ａに取替え施工し、かつ上下に位置する上部ブレース接続箇所３ｂ１及び下部ブレース接続箇所３ｂ２夫々の中空内部に嵌合する補強円板６を設置して補強施工することができ、地震や強風などによって球形タンク１が横揺れして支柱３に引張力や圧縮力が掛かった場合に、下部支柱３ｂの押し潰れや変形、損傷するのを防止し、耐久強度の高い球形タンク１となる。
請求項２の発明に係る球形タンクのブレースの補強施工法は、球形タンク１の球殻体２の外周面に所定間隔を置いて固定した複数本の支柱３を基礎４上に固定し、隣接する相互の支柱３間にＸ字状に交差するブレース５で連結し、前記支柱３は上部支柱３ａと下部支柱３ｂからなる既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工法において、既設のブレース交差部５ｃを除去し、次いで八角形状のガセット板７を有する新規の補強交差ブレース５Ａを設置するので、
施工手順良く作業能率良く既設のブレース交差部５ｃを新規ブレース交差部５Ａに取替え補強施工することができ、地震や強風などによって球形タンク１が横揺れしてブレース５に引張力や圧縮力が掛かった場合に、新規ブレース交差部５Ａの押し潰れや変形、損傷するのを防止し、耐久強度の高い球形タンク１となる。
施工手順良く作業能率良く既設のブレース交差部５ｃを新規ブレース交差部５Ａに取替え補強施工することができ、地震や強風などによって球形タンク１が横揺れしてブレース５に引張力や圧縮力が掛かった場合に、新規ブレース交差部５Ａの押し潰れや変形、損傷するのを防止し、耐久強度の高い球形タンク１となる。
請求項３の発明に係る球形タンクの支柱及び又はブレースの補強施工法は、球形タンク１の球殻体２の外周面に所定間隔を置いて固定した複数本の支柱３を基礎４上に固定し、隣接する相互の支柱３間にＸ字状に交差するブレース５で連結し、前記支柱３は上部支柱３ａと下部支柱３ｂからなる既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工法において、先ず既設の下部支柱３ｂの中間部３ｂ３を撤去し、次いで上下に位置する上部ブレース接続箇所３ｂ１及び下部ブレース接続箇所３ｂ２夫々の中空内部に嵌合する補強円板６を設置し、続いて新規の補強中間支柱３Ａを設置し、次に既設のブレース交差部５ｃを除去し、次いで八角形状のガセット板７を有する新規の補強交差ブレース５Ａを設置するので、施工手順良く作業能率良く既設の支柱３及びブレース５を補強施工することができ、地震や強風などによって球形タンク１が横揺れして支柱３やブレース５に引張力や圧縮力が掛かった場合に、下部支柱３ｂや新規ブレース交差部５Ａの押し潰れや変形、損傷するのを防止し、耐久強度の高い球形タンク１となる。
請求項４の発明に係る球形タンクの支柱及び又はブレースの補強施工法は、上記請求項１乃至３記載の既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工の際に、取替えを行う支柱３及び又はブレース５の近傍位置に、荷重を支持する仮設の補強材８を設置して施工するので、球形タンク１から支柱３及び又はブレース５にかかる荷重を仮設の補強材８で受けて、安全に施工手順良く既設の支柱１及び又はブレース５を補強施工することができる。
この発明に係る球形タンクの支柱及び又はブレースの補強施工法の実施形態について、図１乃至図１１を参照して説明する。
図１乃至図１１にわたって同一の用語には同一の符号を使用し、各符号の説明は一部を省略している。
本発明は下記の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記の実施形態に変更（例えば構成要素の省略又は付加、構成要素の形状の変更等）を加えることが出来るのはもちろんである。
図１乃至図１１にわたって同一の用語には同一の符号を使用し、各符号の説明は一部を省略している。
本発明は下記の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記の実施形態に変更（例えば構成要素の省略又は付加、構成要素の形状の変更等）を加えることが出来るのはもちろんである。
図１は、球形タンクの支柱及びブレースの補強施工法によって構築された球形タンクの構造を示す正面説明図で、球殻体（球殻板）２を複数本の支柱３で基礎４上に支持し、この支柱３の相互間に傾斜させＸ字状に交差させて設けたブレース５で連結している。ブレース５は、円筒状鋼管のパイプブレースの場合を示す。
支柱３は、球殻体２に接続する上部支柱３ａと、ブレース５を固着する下部支柱３ｂとからなる。
地震や強風などによって球形タンクが横揺れして支柱やブレースに引張力と圧縮力が掛かる図の網線に示す部位に、下部支柱３ｂの中間部に耐久性を向上させた補強中間支柱３Ａを設け、ブレース５の交差部に耐久性を向上させた補強交差ブレース５Ａを設けた場合を示す。
支柱３は、球殻体２に接続する上部支柱３ａと、ブレース５を固着する下部支柱３ｂとからなる。
地震や強風などによって球形タンクが横揺れして支柱やブレースに引張力と圧縮力が掛かる図の網線に示す部位に、下部支柱３ｂの中間部に耐久性を向上させた補強中間支柱３Ａを設け、ブレース５の交差部に耐久性を向上させた補強交差ブレース５Ａを設けた場合を示す。
図２は、図１の下部支柱３ｂ及びブレース５補強部位を拡大して示す。
３Ａは下部支柱３ｂの中間部に位置する補強中間支柱で、６はその上部及び下部夫々の円筒状中空内部に設ける補強円板である。この補強円板６は、ダイヤフラム状の仕切り盤となって引張力や圧縮力を分散し、円筒部の押し潰れや変形、損傷することのない必要強度を得るために、ブレース５の接続部に位置する補強中間支柱３Ａの上端部及び下端部の内部に設ける。
５Ａはブレース５のＸ字状の交差部に位置する補強交差ブレースで、７はその交差部を補強するガセット板である。このガセット板７は、必要強度を得るように板厚と寸法を選定しパイプの交差部を連結して一体化するように設置する。
３Ａは下部支柱３ｂの中間部に位置する補強中間支柱で、６はその上部及び下部夫々の円筒状中空内部に設ける補強円板である。この補強円板６は、ダイヤフラム状の仕切り盤となって引張力や圧縮力を分散し、円筒部の押し潰れや変形、損傷することのない必要強度を得るために、ブレース５の接続部に位置する補強中間支柱３Ａの上端部及び下端部の内部に設ける。
５Ａはブレース５のＸ字状の交差部に位置する補強交差ブレースで、７はその交差部を補強するガセット板である。このガセット板７は、必要強度を得るように板厚と寸法を選定しパイプの交差部を連結して一体化するように設置する。
このように、球形タンク１の支柱３のうち、地震や強風などで損傷するおそれのある下部支柱３ｂに補強中間支柱３Ａと補強円板６を設けることにより、支柱の剛性が向上し強度が増し変形や損傷をすることがない。また、ブレース５の交差部にガセット板７を有する補強交差ブレース５Ａを設けることにより、変形や損傷するのを防止し強度の高いブレース構造が得られる。
図３から図９は、既設の球形タンクにおける支柱及びブレースの要部である下部支柱と左右に位置するブレース交差部を取替えて補強する事例の施工手順を示す。
図３は、その第一ステップを示す図である。
取替え補強施工を行う既設の下部支柱３ｂに対して、ブレース５の接続箇所である上部ブレース接続箇所３ｂ１と下部ブレース接続箇所３ｂ２を残して上下各３ｘの位置で切断し、この切断した中間部支柱３ｂ３を除去する。この施工の際に、必要に応じて設ける荷重を受ける仮設の補強材は図示を省略している。
図３は、その第一ステップを示す図である。
取替え補強施工を行う既設の下部支柱３ｂに対して、ブレース５の接続箇所である上部ブレース接続箇所３ｂ１と下部ブレース接続箇所３ｂ２を残して上下各３ｘの位置で切断し、この切断した中間部支柱３ｂ３を除去する。この施工の際に、必要に応じて設ける荷重を受ける仮設の補強材は図示を省略している。
図４は、第二ステップを示す図である。
続いて、上記切断した上下３ｘの位置から、上部ブレース接続箇所３ｂ１と下部ブレース接続箇所３ｂ２の中空内部に、補強円板６を挿入し周縁を溶着する。
このように、上部ブレース接続箇所３ｂ１と下部ブレース接続箇所３ｂ２の中空内部に補強円板６を設けることにより、ブレース５の接続箇所近傍に掛かる引張力や圧縮力はダイヤフラム状の補強円板６によって分散されるため、押し潰れや変形、損傷を防止し強度の高い取付部構造となる。
続いて、上記切断した上下３ｘの位置から、上部ブレース接続箇所３ｂ１と下部ブレース接続箇所３ｂ２の中空内部に、補強円板６を挿入し周縁を溶着する。
このように、上部ブレース接続箇所３ｂ１と下部ブレース接続箇所３ｂ２の中空内部に補強円板６を設けることにより、ブレース５の接続箇所近傍に掛かる引張力や圧縮力はダイヤフラム状の補強円板６によって分散されるため、押し潰れや変形、損傷を防止し強度の高い取付部構造となる。
図５は、第三ステップを示す図である。
次いで、上記切断した上下３ｘの位置に、強度を増加させた新規の補強中間支柱３Ａを溶着設置する。
このように、新規の補強中間支柱３Ａを設置することにより、支柱全体の耐久強度を向上することができる。
次いで、上記切断した上下３ｘの位置に、強度を増加させた新規の補強中間支柱３Ａを溶着設置する。
このように、新規の補強中間支柱３Ａを設置することにより、支柱全体の耐久強度を向上することができる。
図６は、第四ステップを示す図である。
取替え補強施工するブレース交差部５ｃにおける切断箇所５ｘを囲うように、仮設の補強材８をブレース５に架け渡して設置する。この補強材８の事例は、工事施工の際にブレース５を枠体で固定し安定化させるように設けた場合を示したが、ブレース５の荷重を支えるように地面から立ち上げて設置しても良い。
取替え補強施工するブレース交差部５ｃにおける切断箇所５ｘを囲うように、仮設の補強材８をブレース５に架け渡して設置する。この補強材８の事例は、工事施工の際にブレース５を枠体で固定し安定化させるように設けた場合を示したが、ブレース５の荷重を支えるように地面から立ち上げて設置しても良い。
図７は、第五ステップを示す図である。
続いて、ブレース交差部５ｃを切断箇所５ｘで切断して撤去する。順次隣接するブレース交差部５ｃの切断撤去を施工する。
続いて、ブレース交差部５ｃを切断箇所５ｘで切断して撤去する。順次隣接するブレース交差部５ｃの切断撤去を施工する。
図８は、第六ステップを示す図である。
次いで、撤去部５ｄにガセット板７を有する新規の補強ブレース交差部５Ａを当て嵌めて溶接固定する。順次、隣接する新規の補強ブレース交差部５Ａの施工を行う。
次いで、撤去部５ｄにガセット板７を有する新規の補強ブレース交差部５Ａを当て嵌めて溶接固定する。順次、隣接する新規の補強ブレース交差部５Ａの施工を行う。
図９は、既設の球形タンクの支柱及びブレースを取替え補強施工した状況を示す。
上記第一ステップから第六ステップの施工手順に示すように、新規の補強中間支柱３Ａ、補強円板６、ガセット板７付き新規の補強交差ブレース５Ａの施工作業は、既設の球形タンクの下部支柱３ｂに対して、円周方向に沿って順次、または対称位置にわたって、作業性良く連続して取替え補強施工をすることができる。
上記第一ステップから第六ステップの施工手順に示すように、新規の補強中間支柱３Ａ、補強円板６、ガセット板７付き新規の補強交差ブレース５Ａの施工作業は、既設の球形タンクの下部支柱３ｂに対して、円周方向に沿って順次、または対称位置にわたって、作業性良く連続して取替え補強施工をすることができる。
図１０は、補強円板６の事例を示す図で（ａ）は平板１０に形成した場合を示し、（ｂ）は平板１０に十文字状のガイド板１１を設けて形成した場合を示す。
このような補強円板６を下部支柱の上部ブレース接続箇所及び下部ブレース接続箇所の円筒内部に挿入し、嵌合させて平板１０の外周縁を溶接して固定する。
このようなダイヤフラム状の補強円板６によって引張力や圧縮力が分散されるため、下部支柱の押し潰れや変形、破損を防止し、強度の高い支柱が得られる。
このような補強円板６を下部支柱の上部ブレース接続箇所及び下部ブレース接続箇所の円筒内部に挿入し、嵌合させて平板１０の外周縁を溶接して固定する。
このようなダイヤフラム状の補強円板６によって引張力や圧縮力が分散されるため、下部支柱の押し潰れや変形、破損を防止し、強度の高い支柱が得られる。
図１１は、新規の補強交差ブレース５Ａを示す図である。
７は八角形状のガセット板で、円筒状鋼管のブレースの交差部に貫通させて溶着固定した場合を示す。
このように補強交差ブレース５Ａを取付けることにより、曲げ荷重や引張り荷重及び圧縮荷重に対する強度が向上する。また、このガセット板７を有する補強交差ブレース５Ａは、予め工場で溶接により一体化し検査を実施することにより、適正に製作することができる。
７は八角形状のガセット板で、円筒状鋼管のブレースの交差部に貫通させて溶着固定した場合を示す。
このように補強交差ブレース５Ａを取付けることにより、曲げ荷重や引張り荷重及び圧縮荷重に対する強度が向上する。また、このガセット板７を有する補強交差ブレース５Ａは、予め工場で溶接により一体化し検査を実施することにより、適正に製作することができる。
この発明に係る球形タンクの支柱及び又はブレースの補強施工法は既設の球形タンクについて耐震性を向上するために適用するものであるが、この支柱やブレースの補強構造については新規球形タンクの耐震性を向上するためにも適用することができる。
１ 球形タンク
２ 球殻体
３ 支柱
３ａ 上部支柱
３ｂ 下部支柱
３ｂ１ 上部ブレース接続箇所
３ｂ２ 下部ブレース接続箇所
３ｂ３ 中間部
３Ａ 補強中間支柱
４ 基礎
５ ブレース
５ｃ ブレース交差部
５Ａ 補強交差ブレース
６ 補強円板
７ ガセット板
８ 補強材
２ 球殻体
３ 支柱
３ａ 上部支柱
３ｂ 下部支柱
３ｂ１ 上部ブレース接続箇所
３ｂ２ 下部ブレース接続箇所
３ｂ３ 中間部
３Ａ 補強中間支柱
４ 基礎
５ ブレース
５ｃ ブレース交差部
５Ａ 補強交差ブレース
６ 補強円板
７ ガセット板
８ 補強材
Claims (4)
- 球形タンク１の球殻体２の外周面に所定間隔を置いて固定した複数本の支柱３を基礎４上に固定し、隣接する相互の支柱３間にＸ字状に交差するブレース５で連結し、前記支柱３は上部支柱３ａと下部支柱３ｂからなる既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工法において、既設の下部支柱３ｂの中間部３ｂ３を撤去し、次いで上下に位置する上部ブレース接続箇所３ｂ１及び下部ブレース接続箇所３ｂ２夫々の中空内部に嵌合する補強円板６を設置し、続いて新規の補強中間支柱３Ａを設置することを特徴とする既設の球形タンクの支柱の補強施工法。
- 球形タンク１の球殻体２の外周面に所定間隔を置いて固定した複数本の支柱３を基礎４上に固定し、隣接する相互の支柱３間にＸ字状に交差するブレース５で連結し、前記支柱３は上部支柱３ａと下部支柱３ｂからなる既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工法において、既設のブレース交差部５ｃを除去し、次いで八角形状のガセット板７を有する新規の補強交差ブレース５Ａを設置することを特徴とする既設の球形タンクのブレースの補強施工法。
- 球形タンク１の球殻体２の外周面に所定間隔を置いて固定した複数本の支柱３を基礎４上に固定し、隣接する相互の支柱３間にＸ字状に交差するブレース５で連結し、前記支柱３は上部支柱３ａと下部支柱３ｂからなる既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工法において、先ず既設の下部支柱３ｂの中間部３ｂ３を撤去し、次いで上下に位置する上部ブレース接続箇所３ｂ１及び下部ブレース接続箇所３ｂ２夫々の中空内部に嵌合する補強円板６を設置し、続いて新規の補強中間支柱３Ａを設置し、次に既設のブレース交差部５ｃを除去し、次いで八角形状のガセット板７を有する新規の補強交差ブレース５Ａを設置することを特徴とする既設の球形タンクの支柱及び又はブレースの補強施工法。
- 上記既設の球形タンク１の支柱３及び又はブレース５の補強施工の際に、取替えを行う支柱３及び又はブレース５の近傍位置に、荷重を支持する仮設の補強材８を設置して施工することを特徴とする請求項１乃至３記載の球形タンクの支柱及び又はブレースの補強施工法。
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