KR101557651B1 - 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천공홀 내에서 정착체와 그라우트와의 부착력을 증대시켜 앵커력 확보가 유리하도록 하는 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정착체가 천공홀 내에서 중심에 위치할 수 있도록 내하체 중심을 기점으로 양쪽 두 곳에 각이 넓어지는 형태의 부착력 증대 날개를 형성하고 내하체의 후미에 나사산을 형성하여 정착구와 체결할 수 있도록 함으로써, 정착체 길이가 연장된 기본적인 상태에서도 그라우트가 정착체에 고르게 분포하므로 부착력을 증대시키며, 내하체의 부착력 증대 날개에 외경조절링을 체결할 수 있도록 체결홈을 형성하여 변화된 천공경에 맞게 조절하여 체결할 수 있으므로 항상 정착체는 천공홀의 중심에 위치하게 되고, 선단부에 연결된 내하체에 의해 슬라임이 쌓인 천공홀 바닥과의 공간이 확보되어 안정적인 그라우팅이 이루어지도록 하는 것이다.
이는 선단에 정착구 삽입홈이 형성하고 후미 내면에 나사산을 형성하며, 외주면 양측에 한쪽으로 각이 넓어지는 경사각을 가지면서 외면에 다수 개의 인장재 삽입홈에 경사면의 표면에 걸림턱이 형성된 외경조절링 결합홈이 일정 간격으로 형성된 부착력 증대 날개가 일체로 형성된 내하체와; 상기 내하체의 선단에 정착구 삽입홈에 체결되며 내부에 강연선을 물고 있는 웨찌가 내장된 정착구와; 상기 부착력 증대 날개의 외경조절링 결합홈에 설치되며 2개로 분할된 반원 형태이며 외주면에 ㄷ자 체결홈과 표면에 다수 개의 인장재 삽입홈 및 내면에 서로 대칭이면서 2개의 결합돌기가 형성된 외경조절링과; 상기 2개로 분할된 외경조절링의 체결홈에 밴드나 테이프로 감아 고정하는 것을 특징으로 한다.

Description

그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커{The adhesion of the grout with increased ground anchor}

본 발명은 천공홀 내에서 정착체와 그라우트와의 부착력을 증대시켜 앵커력 확보가 유리하도록 하는 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정착체가 천공홀 내에서 중심에 위치할 수 있도록 내하체 중심을 기점으로 양쪽 두 곳에 각이 넓어지는 형태의 부착력 증대 날개를 형성하고 천공홀 바닥부위에 위치하는 선단 정착체에는 정착구와 내하체에 나사산을 형성하여 일체식으로 체결함으로써 선단 정착체가 슬라임에 묻혀 그라우트와의 부착력이 저하되는 것을 방지하였으며, 이러한 일체식 체결방법을 통하여 천공홀 중간 및 후미에 위치하는 정착체에도 설치하게 되면, 연장된 정착체 길이로 인하여 그라우트와의 부착력이 증대되며, 내하체의 부착력 증대 날개에 외경조절링을 체결할 수 있도록 체결홈을 형성하여 변화된 천공경에 맞게 조절하여 체결할 수 있으므로 항상 정착체는 천공홀의 중심에 위치하게 되고, 선단부에 연결된 내하체에 의해 슬라임이 쌓인 천공홀 바닥과의 공간이 확보되어 안정적인 그라우팅이 이루어지도록 하는 것이다.

또한, 본 발명은 지반조건에 따라 설계가 변경되어 천공경이 갑작스럽게 변화된 상황에서도 신속하게 대처하여 현장에서 바로 재조립 및 시공할 수 있으므로 시간과 비용을 절감할 수 있는 것이다.

일반적으로 PC강연선, 강봉, 철근, 강선 등의 인장재를 이용한 지반보강공사에는 천공장비를 이용한 천공이 이루어지는데, 이에 따른 천공경은 설계에서 요구하는 하중을 만족하고자 지층조건, 천공방법, 천공장비 등을 고려하여 정해지며, 여기에 어떠한 제품을 사용하는가에 따라 천공경이 정해지게 된다.

천공을 통한 지반보강공사는 통상적으로 천공, 그라우팅, 가시설 또는 구조물 설치, 긴장 및 정착의 순서로 이루어진다.

이때, 인장재를 이용한 제품은 천공경의 중심에 위치하여 그라우트재에 균일하게 싸여서 양생되어야 시공 시점부터 시공 완료 후까지 설계에서 요구하는 하중을 얻고, 유지하는데 문제가 없게 된다.

특히, 연약지반에서는 하중확보를 위하여 여러 가지 방안이 사용되고 있으며, 이 중 앵커 시공의 경우에는 앵커체의 정착장 부위를 패커 천으로 감싸서 그라우트재를 충진하여 천공경을 확보하는데, 이때도 패커 천의 내부에 있는 앵커체는 패커 천을 사이에 두고 지면에 닿아 있는 상황이 되어 하중확보가 불리한 경우가 많기 때문에 패커 천 내부에서도 앵커체에 편심이 생기지 않도록 유지하는 것이 필요하다.

이를 위해 여러 가지 방법과 부속 자재가 이용되고 설치된다.

예를 들면 하중 전달과는 상관없이 인장재와는 별개로 인장재 외부에 플라스틱, 고무 등으로 이루어진 사출물을 일정 간격으로 설치하는 경우가 있고, 인장재와 일체화하여 하중 전달을 하는 주물, 다이캐스팅 등으로 이루어진 내하체를 천공경에 맞게 여러 가지 크기로 구비하는 방법이 있다.

이때, 하중 전달과는 상관없이 인장재와는 별개로 인장재 외부에 플라스틱, 고무 등으로 이루어진 사출물을 일정 간격으로 설치하는 경우는 천공각도, 지층조건에 따라 인장재 자체의 무게를 지탱하지 못하여 편심이 생기는 경우가 많고, 통상적으로 인장재를 여러 개 사용할 때 정렬하는 의미로 이용되고 있다.

인장재와 일체화하여 하중 전달을 하는 주물, 다이캐스팅 등으로 이루어진 내하체를 천공경에 맞게 여러 가지 크기로 구비하는 방법은 제품화하기 위해 금형비 등의 비용이 많이 발생하여 경제성이 없는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 선등록 특허 제0923421호인 '어스앵커의 강연선 고정구용 중심유지구'가 개시되어 있다.

이는 첨부된 도면 도 1에서 보는 바와 같이 상·하측에 각각 대향하게 형성된 상측날개부(20)의 하측과, 하측날개부(21)의 상측에 상·하측 날개부(20)(21)의 지름보다 작은 크기의 지름을 갖는 한 쌍의 제1결속부(30)가 구비되고, 상기제1결속부(30)의 사이에 제1결속부(30)의 지름보다 작은 크기의 지름을 갖는 제2결속부(40)가 구비되며, 상기 상측날개부(20)에서 하측날개부(21)까지 길이방향으로 형성된 복수의 피복관삽입부(50)를 포함하여 어스 앵커의 강연선 고정구를 구성하고, 상기 강연선 고정구에는 삽입시 앵커공의 중심축에 위치할 수 있도록 중심유지구(60)(60a)(60b)가 결합되되, 상기 중심유지구(60)(60a)(60b)는 강연선 고정구의 저면에 밀착되는 지지부(61)(61a)(61b)와, 탄성복원력을 강화하기 위해 중앙부가 외측으로 절곡된 판스프링으로 이루어진 탄성부(63)(63a)(63b)로 이루어지며, 상기 탄성부(63)(63a)(63b)에 압착이 가해지면 피복관삽입부(50)에 안착된 탄성부(63)(63a)(63b) 선단은 피복관삽입부(50) 내에서 상측으로 이동하고, 압착이 해제되면 다시 하측으로 이동하여 원상태로 복원되는 것을 특징으로 한다.

그러나 상기 선등록 특허의 중심유지구의 탄성부는 얇은 철판으로 형성된 판스프링으로, 앵커가 천공홀 내부로 삽입될 때, 천공홀 내부 환경에 의해 형태가 변형되어 앵커가 한쪽으로 기울어지는 문제점이 있었다.

또한, 다양한 크기의 천공홀에 맞게 탄성부를 조절할 수 없어 여러 종류의 탄성부를 제작해야 하므로 제작비가 증대하는 문제점이 있었다.

또, 상기 중심유지구를 앵커에 조립해서 시공현장에 납품을 하였으나, 변수가 발생(지반조사 및 설계와 다른 지층조건이 발생하는 경우, 천공경을 변경하는 상황이 발생)하면 현장에서 대체할 방법이 없고, 새로운 제품으로 제작해서 납품 및 시공되는 방법만 있으므로 분쟁발생 및 금전적 손실이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 그 목적은 정착제가 천공홀 내에서 중심에 위치하도록 부착력 증대 날개를 형성하고, 정착구의 선단에 내하체를 체결하여 정착체 길이가 연장된 기본적인 상태에서도 그라우트가 정착체에 고르게 분포하므로 부착력을 증대시키는 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 내하체의 부착력 증대 날개에 외경조절링을 변화된 천공경에 맞게 조절하여 체결할 수 있어 항상 정착체는 천공홀의 중심에 위치하게 되고, 지반조건에 따라 설계가 변경되어 천공경이 갑작스럽게 변화된 상황에서도 신속하게 대처하여 현장에서 바로 재조립 및 시공할 수 있어 시간과 비용을 절감할 수 있는 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선단에 정착구 삽입홈이 형성하고 후미 내면에 나사산을 형성하며, 외주면 양측에 한쪽으로 각이 넓어지는 경사각을 가지면서 외면에 다수 개의 인장재 삽입홈에 경사면의 표면에 걸림턱이 형성된 외경조절링 결합홈이 일정 간격으로 형성된 부착력 증대 날개가 일체로 형성된 내하체와; 상기 내하체의 선단에 정착구 삽입홈에 체결되며 내부에 강연선을 물고 있는 웨찌가 내장된 정착구와; 상기 부착력 증대 날개의 외경조절링 결합홈에 설치되며 2개로 분할된 반원 형태이며 외주면에 ㄷ자 체결홈과 표면에 다수 개의 인장재 삽입홈 및 내면에 서로 대칭이면서 2개의 결합돌기가 형성된 외경조절링과; 상기 2개로 분할된 외경조절링의 체결홈에 밴드나 테이프로 감아 고정하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째는 내하체의 부착력 증대 날개를 통해 정착체가 천공홀 내에서 중심에 위치하여 그라우트가 고르게 분포되어 부착력을 증대시키는 효과가 있다.

둘째는 내하체의 부착력 증대 날개에 외경조절링을 변화된 천공경에 맞게 조절하여 체결할 수 있어 지반조건에 따라 설계가 변경되어 천공경이 갑작스럽게 변화된 상황에서도 신속하게 대처하여 현장에서 바로 재조립 및 시공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 선등록 특허의 구성을 나타낸 사시도
도 2~3은 본 발명의 내하체의 구성을 나타낸 사시도 및 단면도
도 4는 본 발명의 내하체에 정착구가 설치된 상태를 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 정착구 삽입홈의 다른 구성을 나타낸 정면도
도 6은 본 발명의 정착구의 선단에 내하체가 체결된 상태를 나타낸 단면도
도 7은 본 발명의 외경조절링의 구성을 나타낸 사시도
도 8은 본 발명의 내하체에 외경조절링이 결합된 상태를 나타낸 사시도
도 9~13은 본 발명의 외경조절링을 조절하여 설치되는 실시 예를 나타낸 확대도
도 14는 본 발명의 앵커가 천공홀 내에 설치된 상태를 나타낸 단면도
도 15는 본 발명의 앵커를 천공홀 내에 삽입하고 그라우팅이 이루어진 상태를 나타낸 단면도
도 16은 본 발명의 팩커가 설치를 상태를 나타낸 도면

이하에서 본 발명의 바람직한 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면의 도 2~3은 본 발명의 내하체의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 내하체에 정착구가 설치된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 정착구 삽입홈의 다른 구성을 나타낸 정면도이고, 도 6은 본 발명의 정착구의 선단에 내하체가 체결된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 7~8은 본 발명의 외경조절링의 구성 및 내하체에 상태를 나타낸 사시도이고, 도 9~13은 본 발명의 외경조절링을 조절하여 설치되는 실시 예를 나타낸 확대도이며, 도 14는 이하는 본 발명의 실시 예 및 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.

이의 도면 중 부호 200은 본 발명의 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커를 나타내고 있다.

상기 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커는, 외주면 양측에 한쪽 방향으로 경사지면서 경사면 표면에 외경조절링 결합홈(216)이 형성된 부착력 증대 날개(217)가 일체로 형성된 내하체(210)와, 상기 내하체(210)의 선단에 체결되는 정착구(220)와, 상기 부착력 증대 날개(217)의 외경조절링 결합홈(216)에 체결되는 외경조절링(230)와, 내하체(210)의 외경조절링 결합홈(216)에 외경조절링(230)을 천공경에 맞게 설치한 후에 밴드나 테이프로 감아 고정하며, 내하체(210)에 정착구(220)가 삽입된 상태를 정착체(200)라 한다.

상기 내하체(210)는 첨부된 도면 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 선단에 정착구 삽입홈(211)이 형성하고 후미 내면에 나사산(212)을 형성한다.

그리고 외주면 양측에 한쪽으로 각이 넓어지는 경사각을 가지면서 외면에 피복관이 씌워진 강연선이 삽입되는 6개의 인장재 삽입홈(213)을 경사지게 형성하고, 인장재 삽입홈(213)이 없는 2곳의 경사면(214)의 표면에 중앙 부분에 걸림턱(215)이 형성되고 2개로 분할된 외경조절링 결합홈(216)이 일정 간격으로 형성된 부착력 증대 날개(217)를 일체로 형성한다.

상기 내하체(210)의 선단 정착구 삽입홈(211)에는 첨부된 도면 도 4에서 보는 바와 같이 피복관(222)을 벗겨낸 강연선(221)을 물고 있는 웨찌가 내장되고 외주면에 나사산(224)이 형성된 정착구(220)를 체결한다.

상기 내하체(210)의 선단에 형성된 정착구 삽입홈(211)을 첨부된 도면 도 5에서 보는 바와 같이 다수 개 형성하여 사용할 수 있다.

상기 정착구(220)의 외면에 형성된 나사산(224)을 첨부된 도면 도 6에서 보는 바와 같이 별도의 내하체(220)의 후미에 형성된 나사산(212)에 나사 결합하여 슬라임이 쌓여 있는 천공홀 바닥과의 공간이 확보되어 그라우트가 안정적으로 이루어지게 되고, 그라우트와의 마찰력 증대를 위한 길이 연장이 가능하게 된다.

상기 외경조절링(230)은 첨부된 도면 도 7에서 보는 바와 같이 2개로 분할된 반원 형태이며, 외주면에 ㄷ자 형태의 체결홈(231)이 형성되고 표면에 내부를 관통하는 인장재 삽입홈(232)을 다수 개를 형성한다.

상기 인장재 삽입홈(232)의 사이 공간 중 중간 부분(233) 내면에 외부로 돌출되면서 2개의 반원이 한 쌍을 이루는 결합돌기(234)를 서로 대칭되게 형성한다.

상기 결합돌기(234)는 첨부된 도면 도 8에서 보는 바와 같이 부착력 증대 날개(217)에 형성된 다수 개의 외경조절링 결합홈(216)에 선택적으로 삽입 설치하여 그 외경의 지름을 다양하게 조절할 수 있다.

상기와 같이 외경이 넓어진 2개의 외경조절링(230)의 체결홈(231) 내에 접착밴드나 테이프를 이용하여 여러 번 감아서 외경조절링(230)을 고정한다.

상기 외경조절링(230)은 알루미늄, 스틸, 플라스틱, 고무 등의 소재를 사용하여 주물, 주조, 다이캐스팅, 사출가공 등의 방법으로 제작할 수 있다.

또한, 상기 외경조절링(230)의 결합돌기(234)를 부착력 증대 날개(217)의 외경조절링 결합홈(216)에 결합 방식은 나사선 체결식, 볼트 조임식, 본딩 방법 등 다양한 방법을 사용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 내하체(210)의 정착구 삽입공(212)에 강연선(231)을 물고 있는 웨찌가 내장된 정착구(230)를 체결하여 정착체(200)를 형성한다.

그리고 천공홀(5) 내경의 크기에 맞게 내하체(210)의 외경조절링 결합홈(216)에 외경조절링(230)을 결합하고 밴딩이나 테이핑 처리하여 고정한다.

그런 다음, 내하체(210)의 선단에 체결된 정착구(220)에 별도의 내하체(210)를 나사 결합한다.

이와 같은 상태에서 정착체(200)를 천공홀(5) 내에 삽입한다. 이때, 첨부된 도면 도 9에서 보는 바와 같이 천공홀(5)의 내경이 100㎜~115㎜인 경우에는 지름이 90㎜인 내하체(210)의 부착력 증대 날개(217)에 외경조절링(230)이 체결되지 않은 기본형을 선택하여 삽입한다.

이때, 정착구(220)의 선단에 나사 결합된 별도의 내하체(210) 선단이 슬라임(6)이 쌓인 천공홀(5) 바닥과의 공간이 확보되어 안정적인 그라우팅이 이루어진다.

또한, 상기 천공홀(5)의 내경이 125㎜ 이상일 때는 첨부된 도면 도 10에서 보는 바와 같이 부착력 증대 날개(217)에 형성된 외경조절링 결합홈 중 첫번째 결합홈(216a)에 2개로 분리된 외경조절링(230)의 결합돌기(234)를 체결한 후에 ㄷ자 체결홈(231)에 접착 밴드나 테이프로 감아 고정한다. 이때, 상기 외경조절링(230)의 지름은 110㎜가 된다.

그리고 상기 천공홀(5)의 내경이 135㎜ 이상일 때는 첨부된 도면 도 11에서 보는 바와 같이 부착력 증대 날개(217)에 형성된 외경조절링 결합홈 중 두번째 결합홈(216b)에 2개로 분리된 외경조절링(230)의 결합돌기(234)를 체결한다.

뿐만 아니라, 상기 천공홀(5)의 내경이 145㎜ 이상일 때는 첨부된 도면 도 12에서 보는 바와 같이 부착력 증대 날개(217)에 형성된 외경조절링 결합홈 중 세번째 결합홈(216c)에 2개로 분리된 외경조절링(230)의 결합돌기(234)를 체결한다.

또한, 상기 천공홀(5)의 내경이 155㎜ 이상일 때는 첨부된 도면 도 13에서 보는 바와 같이 부착력 증대 날개(217)에 형성된 외경조절링 결합홈 중 네번째 결합홈(216d)에 2개로 분리된 외경조절링(230)의 결합돌기(234)를 체결한다.

상기와 같이 본 발명은 외경조절링(230)을 천공홀(5) 내경의 다양한 변화에 대응하여 부착력 증대 날개(217)에 결합 위치를 조정하여 그 지름 크기를 조절할 수 있게 된다.

상기 정착체(200)는 첨부된 도면 도 14에서 보는 바와 같이 천공홀(5) 내에 다단으로 설치되며, 천공홀(5)의 하단에서 상측으로 가면서 부착력 증대 날개(217)에 형성된 인장재 삽입홈(213)에 인장재(225)의 개수를 늘려 설치하게 된다.

그리고 천공홀(5)의 가장 하단의 설치된 부착력 증대 날개(217)의 인장재 삽입홈(232) 중 한 곳에 그라우트 주입호스(260)를 설치 할 수 있다.

상기와 같은 외경조절링(230)을 천공홀(5) 내경에 맞게 조절한 후에 본 발명의 앵커(200)를 사면이나 지반에 형성된 천공홀(5) 내부에 삽입 설치한다.

이때, 정착구(220)의 선단에 나사 결합된 별도의 내하체(210)가 슬라임(6)이 쌓인 천공홀(5) 바닥에 박혀 그라우트 공간이 확보되고, 부착력 증대 날개(217)에 의해 천공홀(5)의 중심에 위치하게 된다.

이와 같이 정착체(200)가 천공홀(5) 내부에 정착된 후에는 첨부된 도면 도 15에서 보는 바와 같이 천공홀(5)의 외부에서 그라우트 주입호스(260)를 통해 천공홀(5) 내에 그라우트를 주입한다.

이때, 상기 정착체(200)는 천공홀(5)의 바닥과 일정 거리 떨어져 있어 그라우팅이 안정적으로 이루어지고, 부착력 증대 날개(217)의 주변은 마찰력이 증대되어 양생 후 인장시에는 앵커의 압축력을 증대시키게 된다.

상기 그라우팅을 완료한 후에 천공홀(5)의 입구에 구조물(270)을 설치하고 천공홀(5)의 외부로 배출된 강연선(221)에 별도의 인장기를 설치하여 인장을 실시한 후에 정착한다.

또한, 본 발명은 첨부된 도면 도 16에서 보는 바와 같이 천공홀(5) 내에 다단으로 설치된 정착체(200) 전체를 무봉제 원통 팩커(280)를 내에 설치하여 시공할 수도 있다.

200:정착체 210:내하체
211:정착구 삽입홈 212:나사산
213,232:인장재 삽입홈 214:경사면
215:걸림턱 216:외경조절링 결합홈
217:부착력 증대 날개 220:정착구
230:외경조절링 231:체결홈
234:결합돌기

Claims (5)

1. 삭제
2. 선단에 정착구 삽입홈이 형성하고 후미 내면에 나사산을 형성하며, 외주면 양측에 한쪽으로 각이 넓어지는 경사각을 가지면서 외면에 다수 개의 인장재 삽입홈에 경사면의 표면에 걸림턱이 형성된 외경조절링 결합홈이 일정 간격으로 형성된 부착력 증대 날개가 일체로 형성된 내하체와;
   상기 내하체의 선단에 정착구 삽입홈에 체결되며 내부에 강연선을 물고 있는 웨찌가 내장된 정착구와;
   상기 부착력 증대 날개의 외경조절링 결합홈에 설치되며 2개로 분할된 반원 형태이며 외주면에 ㄷ자 체결홈과 표면에 다수 개의 인장재 삽입홈 및 내면에 서로 대칭이면서 2개의 결합돌기가 형성된 외경조절링과;
   상기 2개로 분할된 외경조절링의 체결홈에 밴드나 테이프로 감아 고정하는 것을 특징으로 하는 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커.
3. 제2항에 있어서,
   상기 내하체의 선단에 형성된 정착구 삽입홈을 다수 개 형성하여 사용하는 것을 특징으로 하는 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커.
4. 제2항에 있어서,
   상기 외경조절링은 부착력 증대 날개의 외경조절링 결합홈에 결합되는 위치를 조절하여 그 외경의 크기를 조절하여 체결되는 것을 특징으로 하는 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커.
5. 제2항에 있어서,
   상기 내하체에 체결된 정착구의 선단에 나사산을 형성하고, 내하체의 후단에 형성된 나사산을 체결하여 천공 여유장 확보를 위한 용도 및 그라우트와의 마찰력 증대를 위한 길이 연장이 가능한 것을 특징으로 하는 그라우트와의 부착력이 증대된 그라운드 앵커.

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