KR101001137B1 - 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치에 관한 것이다. 그의 구성은; 베이스프레임(2); 상기 베이스프레임(2) 위에 설치되는 바닥저면폼(6); 제1측부프레임(8)의 내측에 각각 대칭되게 설치되는 외측면폼(10); 내측면폼(14); 상기 내측면폼(14)을 지지하기 위한 제2측부프레임(16); 상기 제2측부프레임(16)을 상기 베이스프레임(2) 상부에 매달릴 수 있도록 하기 위한 현수(懸垂)수단(20); 제2측부프레임 기동부; 상기 제1측부프레임(8)을 기동시키기 위한 제1측부프레임 기동부; 상기 현수수단(20)을 기동시키기 위한 현수수단 기동부; 상기 거더(104)의 마구리면을 성형하기 위한 마구리판(50); 상기 마구리판(50)을 기동시키기 위한 마구리판프레임 기동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

거푸집, 거더, 교량, 콘크리트, 장치, 몰드

Description

교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치{mold apparatus for forming concrete girder of bridge}

본 발명은 거푸집 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치에 관한 것이다.

전철, 도로 등을 지상 또는 수면 위의 공중에 시공하기 위하여 교량 공사를 하여야 한다. 여러 가지의 교량 시공방법이 있지만, 기본적으로는 일정 간격으로 축조된 교각 위에 거더(girder, 대들보)를 연속되게 얹고 그 위에 슬래브 또는 철도 선로를 설치하게끔 되어 있다. 특히 본 발명은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 전철과 같은 궤도차량의 주행용도로 사용할 수 있는 거더에 관련된 것이다. 도 1은 교량의 단면 구성도이며, 도 2는 본 발명의 거푸집 장치가 제공하고자 하는 거더의 사시도이다.

지면에 콘크리트 기초(100)가 놓이고, 기초 위에 교각(102)이 축조된다. 교각(102) 위에 단면이 대략 유(U)자 형태인 거더(104)가 놓이며 거더(104) 위에 궤도차량을 위한 선로가 놓인다. 거더(104)는 평평한 바닥판(108)과 바닥판 양측으로 부터 바깥쪽을 향해 경사지게 상방향으로 연장되는 측판(110)과 일단이 상기 측판(110)의 상단에 연결된 상태에서 중심부를 향해 연장되는 상판(112)으로 구성된다. 따라서 거더(104)의 단면은 넓적한 그릇의 형태를 취한다. 거더(104)의 폭은 7 ~ 9m 정도가 된다. 상판(112)은 플랫홈의 기능을 하는 것으로서 적어도 작업자 1인이 통행할 수 있는 정도의 폭을 가지며 상판(112)의 가장자리에는 난간이 설치된다. 거더(104)의 마구리면에는 거더(104) 상호간을 요철식으로 결합시키기 위하여 일측 마구리면에는 돌기(통상 '전단키(key)'라 일컫는다. 이하 전단키(114)로 명칭하기로 한다)가 타측 마구리에는 전단키가 삽입되는 홈이 형성된다. 전단키(114)와 홈은 거더의 전단면을 따라 다수 형성된다. 또한 거더(104)에는 그의 길이방향으로 다수의 강선홀(116)이 전단면을 따라 마련된다. 이 강선홀(116)은 PSC빔을 위한 강선을 삽입시키기 위한 통로이다.

본 발명의 목적은 도 2에 도시된 바와 같은 형상의 교량용 콘크리트 거더를 제작하기 위한 거푸집 장치를 제공하는 것에 있다. 나아가 직선구간 뿐만 아니라 곡선구간에 설치되는 사다리꼴 형태의 거더를 제작할 수 있는 시스템을 가지는 거푸집 장치를 제공하는 것에 있다. 또한 거더와 거더의 연결이 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 거푸집 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 바닥판, 상기 바닥판 양측으로부터 각각 상방향으로 대칭되게 연장되게 설치되는 측판으로 구성되는 교량용 콘크리트 거더를 성형하기 위한 것으로서;

지면으로부터 일정한 높이로 이격되게 설치되는 베이스프레임; 상기 바닥판의 저면을 형성하기 위해 상기 베이스프레임 위에 설치되는 바닥저면폼; 상기 베이스프레임 양측에 각각 대칭되게 설치되는 제1측부프레임; 상기 측판의 외면을 형성하기 위에 상기 제1측부프레임의 내측에 각각 대칭되게 설치되는 외측면폼; 상기 측판의 내면을 형성하기 위한 내측면폼; 상기 내측면폼을 지지하기 위한 제2측부프레임; 상기 제2측부프레임으로 하여금 상기 베이스프레임 상부에 매달릴 수 있도록 하기 위한 현수(懸垂)수단; 상기 제2측부프레임이 상기 현수수단에 의해 매달린 상태에서 선택적으로 상기 외측면폼에 인접하는 위치로 힌지운동하게 하는 제2측부프레임 기동부; 상기 제1측부프레임을 거더의 연장방향과 직각방향으로 동작시켜 상기 베이스프레임의 양측부에 선택적으로 인접되도록 하기 위한 제1측부프레임 합체부; 상기 제2측부프레임이 상기 베이스프레임 직상부에 선택적으로 위치될 수 있도록 상기 현수수단을 거더의 연장방향와 같은 방향으로 설치되는 제1레일을 따라 기동시키기 위한 현수수단 기동부; 상기 제1측부프레임을 거더의 연장방향과 같은 방향으로 설치되는 제2레일을 따라 기동시키기 위한 제1측부프레임 기동부; 거더의 마구리면을 성형하기 위한 마구리판; 상기 마구리판을 지탱시키기 위한 마구리판프레임; 상기 마구리판프레임을 상기 제2측부프레임(16)과 제1측부프레임(8)과 같은 방향으로 기동할 수 있게 하는 마구리판프레임 기동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 제1,2레일은 상기 단위 거더를 4개 이상 연결시켜 놓은 길이 이상으로 연장되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 거더의 마구리면 한쪽을 성형하기 위한 성형폼은 이미 양생된 거더의 마구리면에 의해 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

위와 같은 구성에 의하면, 일정한 단위 길이를 가지는 도 2에 도시된 바와 같은 교량용 콘크리트 거더를 손쉽게 제작할 수 있는 거푸집 장치가 제공된다. 작업자는 성형된 거더를 운반해 시공현장에서 즉시로 연결 설치할 수 있어 교량시공이 간단하게 이루어질 수 있게 된다. 또한 이미 양생된 거더의 마구리면을 거푸집의 일부로 이용함으로써 이미 양생된 거더와 정확하게 암수결합되도록 하는 거푸집 장치가 제공된다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 더욱 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치의 개략적 사시도이다. 도 4 내지 도 5는 작용상태를 도시하는 교 량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치의 개략적 사시도이다. 도 6 내지 도 8은 작업의 진행상태에 따른 정면 구성도이다. 도 9는 측면구성도이다. 거더에 대하여는 도 2를 통해 부여된 도면부호를 사용한다.

본 발명은; 바닥판(108), 상기 바닥판(108) 양측으로부터 각각 상방향으로 연장되게 설치되는 측판(110) 및 중심을 향해 연장되도록 측판(110) 상단에 설치되는 상판(112)으로 구성되는 도 2에 도시된 바와 같은 교량용 콘크리트 거더(이하, '거더'라 한다)를 성형하기 위한 것이다. 단위 거더(104)는 일정한 길이(예를 들어 3 ~ 3.5m)로 제작된 후 시공현장으로 운반되어 사용하는 것이 일반적이다.

베이스프레임(2)은 하나의 단위 거더를 양생할 때마다 추가로 설치해 나가거나 또는 미리 여러개를 연속적으로 설치해 놓음으로써 도 9에 도시된 바와 같이 여러 개의 단위 거더를 연속적으로 연결한 길이로 성형할 수 있게 한다. 다만 이하에서는 특별한 언급이 없는 하나의 단위 거더(104)를 성형할 때마다 베이스프레임을 하나씩 연장 설치해가는 것으로 설명한다. 도 9에 도시된 바에 의하면 5개의 베이스프레임이 연속하여 설치되지만 이 개수에 한정될 것은 아니다. 베이스프레임(2)의 곳곳에는 다리(4)가 설치됨으로써 베이스프레임은 지면으로부터 일정한 높이로 이격되게 설치된다.

바닥판(108)의 저면(108a)을 성형하기 위한 바닥저면폼(6)이 베이스프레임 위에 설치된다. 베이스프레임(2)의 각 다리(4)의 끝단에는 스크류(4a, 도 6 참조)가 설치되어 바닥저면폼(6)의 수평을 조정할 수 있도록 하고 있다.

제1측부프레임(8)이 베이스프레임(2) 양측에 각각 대칭되게 설치된다. 외측 면폼(10)은 측판(110)의 외면(110a)을 형성하기 위에 제1측부프레임(8)의 내측에 각각 대칭되게 설치된다. 제1측부프레임(8)은 제1측부프레임 합체부에 의해 베이스프레임의 연장방향에 대하여 직각방향으로 동작되며, 제1측부프레임 기동부에 의해 베이스프레임의 연장방향과 같은 방향으로 기동되기도 한다.

내측면폼(14)은 거더의 측판 내면(110b)을 형성하기 위한 것으로서 제2측부프레임(16)에 의해 지지된다. 내측면폼(14)의 길이는 하나의 단위 거더의 길이에 대응된다.

현수(懸垂)수단(20)은 제2측부프레임(16)으로 하여금 베이스프레임(2)의 직상부에 매달려 있을 수 있도록 한다. 현수수단 기동부는 제2 측부프레임(16)이 베이스프레임(2)의 직상부에 선택적으로 위치될 수 있도록 현수수단(20)을 기동시킨다.

이하, 현수수단 기동부를 설명한다. 제2측부프레임(16)은 현수수단(20)이 지면에 부착되는 제1레일(22)을 따라 이동 가능하게 설치됨으로써 선택적으로 베이스프레임(2) 위에 설치될 수 있다. 현수수단(20)의 저면에는 제1레일(22)을 따라 구름운동하는 제1바퀴(24)가 설치되고 있다.

제2측부프레임 기동부는 제2측부프레임(16)이 현수수단(20)에 의해 공중에 매달린 상태에서 선택적으로 내측면폼(14)에 인접하는 위치로 힌지운동하게끔 한다. 제1측부프레임 합체부에 의해 제1측부프레임(8)과 베이스프레임(2)이 최대한 인접되게 되면 바닥저면폼(6)과 외측면폼(10)은 틈새없이 서로 접하여 거더의 바닥판 저면(108a) 및 측판의 외면(110a)과 대응되는 면을 형성하게 된다.

거더의 상판은 선택적 구성요소일 수 있으며 측판에 흡수되어 설명될 수 있다. 상판을 성형하기 위한 상판성형수단은 내측면폼과 일체로 형성되어 내측면폼과 함께 기동되는 상판폼(12)과; 거더의 양쪽 상단의 모서리 부분을 마감하기 위한 것으로서 상기 제1측부프레임의 상단에 설치되는 모서리폼(18)을 포함할 수 있다. 상판성형수단은 상판(112)의 구체적 형상에 따라 좌우될 것이며 당업자는 사용자가 요구하는 형상에 따라 얼마든지 형태를 구성할 수 있을 것이다.

이하, 현수수단(20)에 대하여 상세하게 설명한다. 현수수단(20)은 저면에 제1바퀴(24)가 설치되며 베이스프레임의 외곽에 설치되는 기둥체(28); 및 상기 기둥체(28)의 상단에 설치되는 루프프레임(30)으로 구성된다.

본 발명의 거푸집 장치의 3차원적 형체를 구성하는 각 프레임은 단위중량을 감소시키고 강도를 높이기 위해 H-형강 또는 L-형강 등으로 제작된다. 다만 도면에는 4각봉의 형태로 간략하게 표현되었다.

이하, 제1측부프레임 합체부에 대하여 도 3과 도 6을 참조하여 설명한다. 트러스 구조의 제1측부프레임받침대(34)가 이동 가능하게 지면에 설치되고, 제1실린더(36)가 제1측부프레임(8)과 제1측부프레임받침대(34)의 경계부위에 설치된다. 제1측부프레임(8)과 제1측부프레임받침대(34)의 경계부위에는 용이한 이동을 위한 미끄럼수단이 설치될 수도 있다. 제1실린더(36)의 일측은 제1측부프레임(8)에, 타측 은 제1측부프레임받침대(34)에 연결된 상태로 길이변환을 겪게 된다. 이로써 제1측부프레임(8)은 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 도면상 좌우방향으로 이동되면서 바닥저면폼과 외측면폼의 선택적 합체를 가능하게 한다. 때에 따라서 도 6에 도시된 바와 같이 제1측부프레임(8)은 약간 아래 방향으로 향하면서 외측으로 분리되도록 할 수 있는데, 이는 제1측부프레임(8)과 제1측부프레임받침대(34)의 경계를 비스듬하게 설정하면 된다.

이하, 제1측부프레임 기동부에 대하여 도 3과 도 6을 참조하여 설명한다.

제1측부프레임 기동부는 제1측부프레임(8)을 단위 거더가 연장되는 방향을 따라 기동시키기 위한 수단이다. 제1레일(22)의 안쪽으로 그와 평행하게 제2레일(35)이 설치된다. 제1측부프레임받침대(34)에는 제2레일(35)을 따라 구름운동할 수 있도록 제2바퀴(37)가 설치된다. 따라서 제1측부프레임(8)은 현수수단(20)과 동일한 방향으로 그러나 그와는 독립적으로 기동할 수 있게 되어 있다. 제1측부프레임받침대(34)에는 위치고정을 위한 스크류(34a)가 설치된다.

이하, 도 3과 도 6을 주로 참조하여 제2측부프레임 기동부에 대하여 상세하게 설명한다. 제2측부프레임 기동부는 상단은 루프프레임(30)에 회전 가능하게 연결되는 회동레버(38)와, 루프프레임(30) 하부에 직삼각 형태로 고정되는 브래킷(40)을 통해, 일단은 루프프레임(30)에 연결되고 타단은 회동레버(38)의 하단에 연결되는 제2실린더(42)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 의하면 제2측부프레임(16)은 관절 형태로 연결된 부위를 가지는데, 이는 폼의 분리시 제2측부프레 임(16)의 말단부가 양생된 거더에 부딪히지 않도록 힌지축을 기준으로 형태를 변형시키기 위한 것이다. 즉, 제2측부프레임의 말단부(16a)는 제3실린더(46)의 길이변환에 의해 관절 형태로 움직일 수 있게 되어 있다.

한편 거더의 마구리면을 형성하기 위한 마구리판이 설치되어야 한다. 본 발명의 실시예에 의하면 처음으로 제작되는 거더는 양쪽 마구리에 각각 마구리판을 대고 콘크리트를 타설하지만, 그 다음부터는 한쪽 마구리에는 앞서 제작된 거더로하여금 마구리판의 기능을 수행하도록 한다. 이렇게 이미 제작된 거더를 한쪽 마구리판으로 대용하는 것은 거더와 거더의 정밀한 결합을 위한 것이다. 이는 현장에서 거더를 연결할 때 연결부위의 오차를 최소화하기 위한 용이한 방책이 된다. 거더로 하여금 한쪽 마구리판 기능을 하도록 하기 위해 거더를 베이스프레임(2)의 앞쪽에 선단에 위치시켜야할 필요가 있게 된다.

마구리판프레임(48)은 마구리판(50)을 지탱시키기 위한 것이다. 마구리판(50)에는 전단키(114, 도 2 참조)를 형성하기 위한 전단키성형부(52)가 마련되어 있다. 그리고 PSC용 강선을 삽입하여 관통시키기 위한 파이프홀(54)이 타공되어 있다. 이 강선홀에는 콘크리트 타설 전에 기다란 원형파이프가 인입되어 고정된다. 이 원형파이프는 거더의 양생에 의해 그와 일체를 이루게 된다. 마구리판프레임(48)은 베이스프레임(2)에 고정 설치될 수 있지만 때에 따라서는 마구리판프레임 기동부에 의해 제1레일(22) 또는 제2레일(35)을 따라, 즉 제2측부프레임(16)과 제1 측부프레임(8)과 같은 방향으로 기동할 수 있게 할 수 있다.

하나의 거더가 양생되면 현수수단(20)에 매달린 제2측부프레임(16)과 제1측부프레임 기동부에 설치된 제1측부프레임(8)은 새로운 단위 거더를 성형하기 위해 단위 거더의 길이만큼 도면(도 9)상 우측으로 이동한다. 그리고 새로운 베이스프레임(2')을 설치한다. 이렇게 계속하여 제2측부프레임(16)과 제1측부프레임(8)은 베이스프레임(2)의 연장방향을 따라 이동하여 그의 길이에 맞는 단위 거더를 양생하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 작용상태를 설명한다. 도 3은 모든 프레임이 서로 분리된 상태를 나타낸다. 마구리판프레임(48)이 베이스프레임(2)의 전후단에 각각 설치되어 있다. 도시된 상태는 거더를 처음으로 양생하는 상태가 된다. 이 상태에서 마구리판(50)을 통해 강선홀(116)을 만들기 위한 원형파이프를 파이프홀(54)에 설치한다. 그리고 거더의 바닥판(108)을 성형하기 위해 바닥저면폼(6) 위에 콘크리트를 일정 두께로 타설하여 일정시간 경과하도록 놓아둔다.

바닥판이 어느 정도 경화된 후, 제2측부프레임(16)이 현수수단 기동부에 의해 현수수단(20)에 매달린 채로 베이스프레임(2) 직상부로 이동하여 도 4의 도시된 지점에 위치되며(도 6 함께 참조), 제2측부프레임 기동부에 의해 거푸집이 완전히 합체되게 된다. 이후 내측면폼(14)을 고정시키기 위해 수작업으로 버팀봉(76)을 제2측부프레임(16) 사이에 설치한다(도 7 참조). 그리고 거더의 측판(110)을 성형하 기 위해 콘크리트를 타설한다. 그러면 도 7의 상태가 된다.

시간이 경과하여 콘크리트가 완전히 양생되게 되면 제1측부프레임 합체부에 의해 외측면폼(10)이 도 8에 도시된 바와 같이 좌우 양측으로 벌어지고, 제2측부프레임 기동부는 내측면폼(14)을 분리시킨다.

이제부터 양생된 거더(104')는 일측 마구리판의 기능을 하게 된다. 그리고 베이스프레임(2)이 원래 설치되어 있던 지점에는 새로운 베이스프레임(2')이 설치되어 새로운 거더를 성형할 수 있도록 한다. 그리고 제1,2측부프레임(8,16)은 제1,2 레일(22,35)을 따라 이동하여 새로운 베이스프레임(2')의 위치에 정지하게 된다.

이런 방식으로 연속하여 단위 거더를 양생하게 되면 도 9의 측면 구성도와 같은 형태가 이루어지게 된다. 각 단위 거더는 낱개씩 현장으로 운반되어 순서에 맞게 조립 설치된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 제1,2레일(22,35)은 상기 단위 거더를 4개 이상 연결시켜 놓은 길이 이상으로 연장된다. 물론 제1,2측부프레임(8,16)은 각각의 기동부에 의해 제1,2레일(22,35)의 길이에 해당하는 구간 내에서 자유롭게 왕복운동할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 베이스프레임(2)은 도 9에 도시된 바와 같이 여러개가 미리 연속되게 설치될 수 있다. 그리고 마구리프레임(4)은 하나의 단위거더(104)를 성형할 때마다 도면상 우측으로 이동시켜 가며 베이스프레임(2)에 설치할 수 있다.

도 1은 교량의 단면 구성도이며, 도 2는 본 발명의 거푸집 장치가 제공하고자 하는 거더의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치의 개략적 사시도이다.

도 4 내지 도 5는 작용상태를 도시하는 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치의 개략적 사시도이다.

도 6 내지 도 8은 작업의 진행상태에 따른 거푸집 장치의 정면 구성도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치의 측면구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 ; 베이스프레임 6 ; 바닥저면폼

8 ; 제1측부프레임 10 ; 외측면폼

12 ; 상판폼 14 ; 내측면폼

16 ; 제2측부프레임 18 ; 모서리폼

20 ; 현수수단 22 ; 제1레일

28 ; 기둥체 30 ; 루프프레임

35 ; 제2레일 48 ; 마구리판프레임

36,42,46 ; 제1,2,3실린더

50 ; 마구리판 104 ; 거더

Claims (3)

1. 바닥판(108), 상기 바닥판(108) 양측으로부터 각각 상방향으로 대칭되게 연장되게 설치되는 측판(110)으로 구성되는 교량용 콘크리트 거더(104)를 성형하기 위한 것으로서;

   지면으로부터 일정한 높이로 이격되게 설치되는 베이스프레임(2); 상기 바닥판의 저면(108a)을 형성하기 위해 상기 베이스프레임(2) 위에 설치되는 바닥저면폼(6); 상기 베이스프레임(2) 양측에 각각 대칭되게 설치되는 제1측부프레임(8); 상기 측판의 외면(110a)을 형성하기 위에 상기 제1측부프레임(8)의 내측에 각각 대칭되게 설치되는 외측면폼(10); 상기 측판의 내면을 형성하기 위한 내측면폼(14); 상기 내측면폼(14)을 지지하기 위한 제2측부프레임(16); 상기 제2측부프레임(16)으로 하여금 상기 베이스프레임(2) 상부에 매달릴 수 있도록 하기 위한 현수(懸垂)수단(20); 상기 제2측부프레임(16)이 상기 현수수단(20)에 의해 매달린 상태에서 선택적으로 상기 외측면폼(10)에 인접하는 위치로 힌지운동하게 하는 제2측부프레임 기동부; 상기 제1측부프레임(8)을 단위 거더의 연장방향과 직각방향으로 동작시켜 상기 베이스프레임(2)의 양측부에 선택적으로 인접되도록 하기 위한 제1측부프레임 합체부; 상기 제2 측부프레임(16)이 상기 베이스프레임(2) 직상부에 선택적으로 위치될 수 있도록 상기 현수수단(20)을 거더의 연장방향인 지면에 설치되는 제1레일(22)을 따라 기동시키기 위한 현수수단 기동부; 상기 제1레일(22)과 평행을 이루는 지면에 설치되는 제2레일(35)을 따라 상기 제1측부프레임(8)을 기동시키기 위한 제1측부프레임 기동부; 상기 거더(104)의 마구리면을 성형하기 위한 마구리판(50); 상기 마구리판(50)을 지탱시키기 위한 마구리판프레임(48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1,2레일(22,35)은 상기 단위 거더를 4개 이상 연결시켜 놓은 길이 이상으로 연장되는 것을 특징으로 하는 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 거더의 마구리면 한쪽을 성형하기 위한 성형폼은 이미 양생된 거더(104')의 마구리면에 의해 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 교량용 콘크리트 거더 성형을 위한 거푸집 장치.

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