摘 要

　　團泊大橋坐落于團泊健康產(chǎn)業(yè)園區西區，跨越團泊快速路獨流減河。本文以團泊大橋-獨斜塔鋼斜拉橋為研究對象，分析橋梁施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，確定了施工組織機構和施工總平面布置，合理編制工程進(jìn)度計劃，并對勞動(dòng)力、機械設備、建筑材料和資金等資源進(jìn)行了有效配置。根據工程特點(diǎn)，確定施工總體方案，重點(diǎn)對臨時(shí)棧橋、水中混凝土箱梁施工平臺、鋼箱梁安裝平臺、引橋預應力現澆混凝土箱梁、主橋鋼箱梁安裝及主塔安裝等施工方案和工藝進(jìn)行了設計。提出了工程質(zhì)量保證措施，制定詳細的冬期、雨期、安全和文明施工管理措施、安全措施和質(zhì)量保證措施。

　　團泊大橋的施工組織設計，實(shí)現了工程施工進(jìn)度、質(zhì)量、效益、安全、環(huán)保、創(chuàng )新方面的項目管理目標，為同類(lèi)橋梁的施工提供可借鑒的施工組織設計經(jīng)驗。

　　關(guān)鍵詞：獨斜塔；斜拉橋；施工組織；施工方案；施工工藝；施工管理

ABSTRACT

　　Tuanbo Bridge is a super-large bridge across Duliujian River which is a part of Tuanbo Expressway,it is located in west zone of Tuanbo health industrial garden area. Based on regarding construction organization design of Tuanbo Bridge-a cable-stayed bridge with a single inclined tower as the research object,the author analyzed carefully the characteristics,key point and difficulty of bridge construction,then presented the solutions against engineering's key point and difficulty.Construction organization and overall construction site plan were fixed up,plan of project schelule was devised scientifically,and the resource such as labor,mechanical equipment,building materials,capital and so on was configurated efficiently.According to engineering characteristics,the author determined overall construction scheme,designed emphatically the construction scheme and construction technology of temporary trestle,underwater concrete box grider construction platform,steel box grider construction platform,approach bridge prestressed cast-in-place concrete box grider,,main bridge steel box grider installation and main tower installation.The quality guatantee measures were established, the detailed project management measures including winter,rainy season,safety and civilized construction,safety measures and quality guarantee measureswere developed.The construction organization design for Tuanbo Bridge not only realized the project management goals of construction progress,quality,benefit,safety, environmental protection and innovation,but also providered referenced experience for similar bridge construction at the same time.

　　Keyword: Single Inclined Tower;Cable-stayed bridge;Construction organization; Construction scheme;Construction technology;Construction management

目 錄

　　第一章 緒論

　　1.1 課題背景與研究意義

　　1.1.1 工程概況

　　團泊健康產(chǎn)業(yè)園區團泊大橋工程是團泊快速的重要結點(diǎn)項目，也是連接中心城區與團泊健康產(chǎn)業(yè)園區的紐帶。工程坐落于團泊健康產(chǎn)業(yè)園區西區（水庫西側），橫跨水面寬度達 1km 的獨流減河，橋梁總長(cháng)度 1296m.團泊大橋主橋采用了獨特的"彩針型"獨斜塔斜拉橋形式，橋塔與墩柱鉸接，主梁與墩柱固結，橋塔向河道中心方向傾斜；引橋采用預應力混凝土連續箱梁。

　　如圖 1-1 所示，主橋為單斜塔斜拉橋形式，主跨為 138m,邊跨分別為 45m 和 2×30m,主梁采用預應力鋼筋混凝土與鋼結構的混合結構。主跨結構采用鋼箱梁（圖1-2），鋼梁長(cháng) 160m,部分邊跨結構采用預應力混凝土箱梁，長(cháng) 37m.主塔為彩針型鋼結構，全長(cháng) 120m,橋塔向主橋方向傾斜 18°。斜拉索為環(huán)氧噴涂鋼鉸線(xiàn)成品索，采用雙層 PE 護套。主跨布置 9 對斜拉索，索距 12m,邊跨布置 9 對斜拉索，索距 3.75m.

　　主墩為異形橋墩，與主塔鉸接，與鋼箱梁固結。主墩承臺為八面體大體積混凝土結構。邊跨墩柱為倒梯形墩柱，承臺為普通矩形。水中基礎均為直徑為 1.8m 的鉆孔灌注樁。

　　部分引橋上部結構采用預應力現澆混凝土連續箱梁，河中引橋為一聯(lián)，跨徑為2×55m,岸上引橋 3 聯(lián)，跨徑分別為 25+40+25m、3×30m 和 3×30m.

　　引橋（16#~18#、22#~31#墩）上部以道路中心線(xiàn)為準分成上下行 2 幅。16#~18#墩梁寬為 21.05m,高 3.5m;22#~25#墩梁寬為 21.05m,高 1.85m;25#~31#墩梁寬為 17.25m,高 1.85m.引橋基礎采用鉆孔樁基礎，橋墩均采用倒梯形墩柱。

　　1.1.2 水文和地質(zhì)條件

　　團泊大橋所在地團泊地區四季分明，屬暖溫帶半濕潤大陸季風(fēng)氣候。全年平均氣溫 13.9℃，最熱的 7 月份平均氣溫為 26℃，最冷的 1 月份平均氣溫-4℃，年降水量 561.3mm,歷年年平均風(fēng)速 2.7m/s,最大積雪深度 10cm.

　　獨流減河是大清河系洪水主要的入海道，流量 3600m3/s,設計行洪水位 7.50m（大沽高程）。北岸堤頂設計高程 10.0m,堤頂寬 10m;南岸設計堤頂高程 9.5m,頂寬 8m,南北堤岸上口間距約 850m,邊坡 1:3.灘地為自然地面，高程約 1.14m,在河道兩側距內堤腳 50m外，各挖 1 條深槽，河底寬 100m,河底設計高程-1.93m,邊坡 1:5.無(wú)通航要求。

　　團泊地區位于華北沖積平原，地質(zhì)屬新華夏構造體系，處于華北沉降帶上。土質(zhì)為亞粘土，地勢平坦，地質(zhì)構造良好，海拔 5m 以上，地耐力 10~15t.規劃范圍內基地高程為西南高東北低，平均海拔 1~2m.村莊大都建在臺地上，平均高程 2~3m,少部分 3~4m.東北部地勢低洼，海拔在 1m 以下。

　　根據地質(zhì)年代及時(shí)代成因，共分為 8 個(gè)工程地質(zhì)層，根據各土層特征及工程地質(zhì)性質(zhì)進(jìn)而分為 14 個(gè)工程地質(zhì)亞層。

　　場(chǎng)區淺層地下水屬第四系潛水，地下水主要受大氣降水及河水補給并以蒸發(fā)等方式排泄。水位埋深受河水影響較大，埋深一般為 0.3~0.6m,標高 1.26~2.90m;河中鉆孔位置揭示水深 1.16~1.60m,另?yè)�宏觀(guān)調查水深最大約 3m.地下水對混凝土結構具有結晶類(lèi)弱腐蝕性，分解類(lèi)無(wú)腐蝕性，結晶分解復合類(lèi)無(wú)腐蝕性。綜合判定為場(chǎng)區地下水對混凝土結構具有弱腐蝕性，防護等級為一級。

　　1.1.3 工程施工重點(diǎn)和難點(diǎn)

　　1. 工程施工重點(diǎn)

　　（1）工程大部分樁基礎、墩臺位于獨流減河中，橋梁施工受施工條件影響較大。水上臨建工程面積大，棧橋、施工平臺施工順利與否制約著(zhù)整體施工進(jìn)度。水中承臺體積較大，承臺施工所選用的圍堰形式影響著(zhù)承臺施工的質(zhì)量和進(jìn)度。

　　（2）大體積混凝土澆注后，由于混凝土內外溫差大，易產(chǎn)生溫度裂縫，施工中應采取恰當的降溫措施，嚴格控制裂縫產(chǎn)生。

　　（3）斜拉索是主塔與梁的傳力結構，其作用至關(guān)重要，因此斜拉索安裝施工時(shí)應防止 PE 防護套受損，防止索導管和錨頭進(jìn)水。

　　（4）預應力鋼鉸線(xiàn)、斜拉索、精軋螺紋鋼是橋梁的主要受力材料，需精確施加預應力。

　　（5）主橋為鋼-混凝土組合箱梁，采用獨斜塔斜拉，鋼箱梁、鋼主塔加工、安裝以及焊接均是本工程施工過(guò)程中需重點(diǎn)控制的部分。鋼梁、主塔需要場(chǎng)外分段加工，安裝時(shí)分段架設，現場(chǎng)焊接連接。施工過(guò)程中應保證現場(chǎng)焊接質(zhì)量，控制結構拼裝次應力，最大限度地減少由施工引起的結構永存內力，以提高橋梁在成橋后運營(yíng)階段的安全度。

　　2. 工程施工難點(diǎn)

　　橋塔各關(guān)鍵部位的空間位置、主塔軸線(xiàn)的控制措施是本工程施工的難點(diǎn)。

　　主塔長(cháng)度 120m,垂直高度 114.13m,塔柱結構大，主塔與主墩鉸接，主塔安裝時(shí)容易受側向荷載而引起水平偏移；主塔向主橋側傾斜，橋塔斷面與水平面形成夾角，橋塔及橋塔斜拉索錨固區索導管、錨板位置定位困難。為保證成橋后的塔柱各關(guān)鍵部位的平面位置、高程及垂直度滿(mǎn)足要求，需要進(jìn)行高精度的測量監控以及采取相應的微調。

　　1.1.4 課題研究意義

　　施工組織設計作為指導工程全過(guò)程的技術(shù)、經(jīng)濟綱領(lǐng)性文件，是施工技術(shù)和項目管理的依據，具有綜合性強、時(shí)序性高、地域性固定、風(fēng)險大等特點(diǎn)，在工程施工過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)巨大的作用。施工組織設計通常是以單項工程為研究對象進(jìn)行編制的，要求編制人員有專(zhuān)業(yè)的建筑工程理論和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗。施工組織設計的編制應全面考慮擬建項目的施工環(huán)境、施工條件，設計合理的實(shí)施方案，確定施工方法、施工工序；通過(guò)組織手段、管理手段，統籌安排各資源的供應與使用；規劃確定臨時(shí)設施、機械設備、周轉材料的規格、數量、用途及在施工現場(chǎng)上的布置方案；合理分析施工中可能發(fā)生的各種工況，做好預控預防，為項目的順利實(shí)施提供保障。

　　施工組織設計必須針對工程項目的特點(diǎn)，結合自身的重點(diǎn)、難點(diǎn)和合同文件要求、投標承諾，依據國家有關(guān)法律、法規、標準及地方規范的要求進(jìn)行編制。施工組織設計編制最基本要求為對擬建項目施工過(guò)程起到事先指導和事中控制作用，在項目實(shí)施中起到綱領(lǐng)性指導作用，有效的發(fā)揮技術(shù)措施、經(jīng)濟措施、組織措施、管理措施的功能，組織好機械設備、材料、勞動(dòng)力、資金等資源的均衡有序應用。施工組織設計編制的合理，并在施工中認真貫徹落實(shí)，可以保證擬建項目的順利實(shí)施，取得好、快、省、安全、環(huán)保的效果，實(shí)現施工效益與經(jīng)濟效益雙贏(yíng)的目標。

　　團泊大橋為獨斜塔空間非對稱(chēng)單索面斜拉橋，鋼橋塔與墩柱鉸接，主梁與墩柱固結，主梁采用預應力鋼筋混凝土與鋼結構的混合結構體系，存在主塔形式新穎、結構受力復雜，施工難度大等問(wèn)題。橋梁跨越獨流減河，水上臨建工程面積大，施工條件受自然條件制約；采用預應力鋼筋混凝土與鋼結構的混合結構體系，大跨度、寬橋面、超重的鋼箱梁安裝和鋼結構拼裝次應力控制難度大；施工中采取措施平衡獨斜塔塔柱自重的水平分力平衡，確保塔柱安裝安全、可靠也是工程的建設難題。

　　此外，大體積混凝土溫度裂縫控制，斜拉索、預應力筋精確施加預應力，高精度的測量監控及微調塔柱線(xiàn)型等關(guān)鍵控制必不可少。這些因素在其他類(lèi)型橋梁建設施工中不會(huì )同時(shí)出現，因此需要認真分析，制定合理可行的施工組織設計方案，以便更妥善地處理施工中可能出現的各種問(wèn)題，也可以為后續同類(lèi)橋梁的建設提供一些參考。

　　1.2 國內外研究現狀

　　國外關(guān)于施工組織設計的理論研究已經(jīng)比較成熟和完善，它不僅注重在技術(shù)方面的要求，而且考慮方案的經(jīng)濟性、合理性，把工程項目從施工進(jìn)度、工程質(zhì)量、施工成本等來(lái)統籌安排[1-5].

　　施工組織設計方法逐漸形成、發(fā)展且日趨完善。1928 年，世界上第一套完善的、應用于前蘇聯(lián)聶伯爾大型水電站施工組織設計方案問(wèn)世[6].此后，蘇聯(lián)工程師詳細地研究了這項技術(shù)，標志著(zhù)工程施工組織設計的基本理論和方法初步形成[7].

　　隨著(zhù)現代大型結構工程的實(shí)施，新材料、新技術(shù)、新工藝的出現，對施工組織設計編制要求也越來(lái)越高[8-10].要求對可能影響施工安全、質(zhì)量和進(jìn)度的各種不利因素進(jìn)行風(fēng)險評估和管理[11-14].

　　20 世紀中期，美國學(xué)者Bellmen提出了一種施工組織設計的動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法[15].

　　開(kāi)創(chuàng )了施工組織設計靜態(tài)從預控向全過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化的先河。

　　劉志芳從工程單價(jià)及基礎造價(jià)出發(fā)，對工程的造價(jià)與工程施工組織方案之間的內在聯(lián)系進(jìn)行了闡述，提出了合理確定施工組織設計方案的基本原則以及方法[16-19].目前的公路施工組織設計方案中存在技術(shù)水平偏低、缺乏可操作性、不易實(shí)施等缺點(diǎn)，在施工組織設計編制中缺乏側重點(diǎn)，深度不夠等不足之處[19-24].

　　有學(xué)者指出，工程施工組織設計應將各種因素統籌規劃、綜合考慮、將施工管理與技術(shù)結合，通過(guò)科學(xué)合理的管理手段及方法將施工方案與各項計劃具體實(shí)施，才能最終實(shí)現工程的最終目標。工程施工組織方案是承包商進(jìn)行工程項目管理的依據，施工組織設計與項目管理之間相互影響，關(guān)系密切，施工組織設計與項目管理相關(guān)理論互相促進(jìn)[25-26].周新湘、段夏林從工程施工組織設計對施工進(jìn)程的影響出發(fā)，提出通過(guò)不斷完善施工組織設計方案，實(shí)現社會(huì )影響及經(jīng)濟效益的最大化[27-28].

　　獨塔斜拉橋國內發(fā)展滯后于雙塔斜拉橋，1981 年建成的四川金州縣曾達大橋是國內第一座獨塔斜拉橋，隨后發(fā)展比較迅速，據統計國內目前已建成獨塔斜拉橋 104座，約為斜拉橋總數的 1/3,其中廣東西江的金馬大橋[29]、浙江寧波的招寶山大橋[30]

　　是國內比較大的 2 座獨塔混凝土協(xié)作體系斜拉橋，主跨分別為 283m、258m.隨著(zhù)混凝土斜拉橋的發(fā)展國內學(xué)者先后對斜拉索索力控制[31-33]、斜拉橋的溫度效應（索梁溫差、橋面日照、橋塔日照）[34-36]、塔索施工技術(shù)[37]等進(jìn)行了研究，但對施工組織、臨時(shí)輔助工程研究相對較少。已建成的獨塔鋼斜拉橋較少，單索面獨塔混合梁斜拉橋修建的更少，國內近年建成的最大的獨塔混合梁斜拉橋是天津丹拉海河大橋，跨徑 310+210m;團泊大橋為國內首創(chuàng )建成的彩針形獨斜塔鋼混混合梁空間索面大跨度斜拉橋。

　　1.3 本文主要工作

　　本文以團泊大橋-獨斜塔鋼斜拉橋為研究對象，通過(guò)分析大橋施工的特點(diǎn)，對工程施工組織、施工方案、施工管理和技術(shù)措施等進(jìn)行研究，重點(diǎn)對臨時(shí)棧橋、水中混凝土箱梁施工平臺、鋼箱梁安裝平臺、引橋預應力現澆混凝土箱梁、主橋鋼箱梁安裝及主塔安裝等施工方案和工藝進(jìn)行了設計。

　　施工組織：結合單位實(shí)際情況合理設計組織機構，做出施工總體部署；依據總工期要求，按照均衡、有序、保證工期的原則，合理設計進(jìn)度計劃，做好勞動(dòng)力、機械設備、材料、資金等資源的配置。

　　施工方案設計是施工組織設計的核心內容，直接關(guān)系到項目實(shí)施的成敗和安全與否，需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員結合實(shí)踐經(jīng)驗應用專(zhuān)業(yè)知識進(jìn)行分析確定。主要包括設計原則，整體施工方案設計和關(guān)鍵部位的施工方法、施工工藝設計等內容。

　　施工管理與質(zhì)量保證措施，與施工組織、施工方案設計密不可分，是落實(shí)施工組織和施工方案的預控對策；主要包括工程質(zhì)量保證措施、冬期施工、雨期施工、安全生產(chǎn)、文明施工、環(huán)保施工等內容。

　　第二章 施工組織
　　2.1 施工組織機構設置
　　2.2 施工總平面布置
　　2.3 施工進(jìn)度安排
　　2.4 勞動(dòng)力配置
　　2.5 機械設備配置
　　2.6 材料供應
　　2.7 資金需求
　　2.8 本章小結

　　第三章 施工方案與工藝設計
　　3.1 施工方案設計原則
　　3.2 總體施工方案設計
　　3.2.1 跨河臨時(shí)設施施工總體方案
　　3.2.2 橋梁施工總體方案
　　3.3 臨時(shí)棧橋的施工方案與工藝
　　3.3.1 臨時(shí)棧橋設計計算
　　3.3.2 棧橋施工工藝

　　3.4 水中混凝土箱梁施工平臺的施工方案與工藝
　　3.4.1 混凝土箱梁施工平臺的設計計算
　　3.4.2 混凝土箱梁施工平臺施工工藝
　　3.5 水中鋼箱梁施工平臺的施工方案與工藝
　　3.5.1 鋼箱梁施工平臺的施工方案
　　3.5.2 鋼箱梁施工平臺的施工工藝

　　3.6 引橋施工方案與工藝
　　3.6.1 引橋現澆預應力混凝土連續箱梁施工順序
　　3.6.2 滿(mǎn)堂紅支架搭設施工
　　3.7 主橋鋼箱梁安裝方案與工藝
　　3.7.1 鋼箱梁的安裝方案
　　3.7.2 鋼箱梁安裝工藝

　　3.8 主塔及斜拉索安裝
　　3.8.1 主塔的制作
　　3.8.2 鋼鉸支座和鑄鋼塔身安裝
　　3.8.3 鋼塔塔身安裝
　　3.8.4 塔身安裝工藝
　　3.9 本章小結

　　第四章 施工管理與質(zhì)量保證措施
　　4.1 工程質(zhì)量保證措施
　　4.1.1 質(zhì)量方針
　　4.1.2 質(zhì)量等級及質(zhì)量目標
　　4.1.3 質(zhì)量保證體系
　　4.1.4 工程重點(diǎn)質(zhì)量保證措施
　　4.1.5 工程難點(diǎn)的質(zhì)量保證措施
　　4.2 冬期施工質(zhì)量保證措施

　　4.3 雨期施工質(zhì)量保證措施
　　4.4 安全生產(chǎn)
　　4.5 文明施工
　　4.6 環(huán)保施工
　　4.7 本章小結

第五章 結論與展望

　　5.1 結論

　　本文以團泊健康產(chǎn)業(yè)園區團泊大橋的施工組織設計為載體，就獨斜塔斜拉橋單索面非對稱(chēng)空間索面鋼塔橋施工組織設計進(jìn)行了探索，總結出如下結論：

　　（1）通過(guò)對團泊大橋合理設置施工組織機構和部署施工總平面；有效安排進(jìn)度、配置勞動(dòng)力、機械設備、建筑材料、資金等資源配置，實(shí)現了工程項目的工期和成本目標。

　　（2）施工方案的設計是施工組織設計的核心內容，直接關(guān)系到工程實(shí)施的成敗和順利與否。團泊大橋的順利實(shí)施為同類(lèi)橋梁工程臨時(shí)工程（鋼管樁、棧橋、鋼箱梁施工平臺、滿(mǎn)堂紅支架）設計提供了案例。

　　（3）鋼箱梁安裝設計的快速滾輪裝置，可以提高超寬、超大、超重鋼箱梁安裝的速度，縮短工期，節約建設成本。

　　（4）鋼斜塔斜拉橋塔柱分段懸拼，采用支架臨時(shí)連接和斜拉橋背索張拉平衡塔柱自重水平力相結合的工藝，精確地控制塔柱的整體線(xiàn)形；加快了塔柱懸拼安裝進(jìn)度，縮短了工期；提高了塔柱安裝的安全性；成功地節約了大量鋼管支架，降低了施工成本。

　　（5）高效的項目管理和合理的技術(shù)措施，可以保證擬建工程順利實(shí)施，取得好、快、省、安全、環(huán)保的效果，實(shí)現進(jìn)度、質(zhì)量、效益、安全、環(huán)保、創(chuàng )新方面的管理目標。

　　團泊大橋的竣工通車(chē)，證明了該項目的施工組織設計是可行的，與實(shí)際工況是符合的，給后續同類(lèi)橋梁建設施工提供可供借鑒的施工組織設計經(jīng)驗。

　　5.2 展望

　　本文以團泊大橋為工程背景，對獨斜塔斜拉橋施工組織設計做了一些分析，希望對后續同類(lèi)獨斜塔斜拉橋施工組織設計起到拋磚引玉的作用，但實(shí)際工程中各種不確定因素都會(huì )使施工組織設計產(chǎn)生新的問(wèn)題，但問(wèn)題仍然集中在以下方面的工作：

　　（1）合理的施工組織。施工組織是工程實(shí)施的前提，應注意合理設置項目組織機構，做好施工總平面圖布置，保證勞動(dòng)力、機械設備、材料和資金等資源節奏流暢、有序、均衡配置。

　　（2）合理的方案設計。方案設計是工程實(shí)施成敗的關(guān)鍵，施工方案、施工工藝與臨時(shí)結構、臨時(shí)平臺的做法是千變萬(wàn)化的，應注意按照工程特征因地制宜地設計方案，注意理論與創(chuàng )新相結合。

　　（3）合理的項目管理和技術(shù)措施。項目管理和技術(shù)措施是施工組織和施工方案落實(shí)的保障，應注意做好規范化管理、標準化管理采取有效的質(zhì)量保證措施，落實(shí)好季節性施工、安全施工、文明施工、環(huán)保施工和技術(shù)創(chuàng )新等方面工作。

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致 謝

　　本文是在導師李忠獻教授悉心指導下完成的。導師嚴謹務(wù)實(shí)的治學(xué)精神，理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)使我在求學(xué)中感受頗深，受益匪淺，在此，我對李忠獻老師表示衷心的感謝！在論文從選題至定稿的過(guò)程中，學(xué)院的諸多領(lǐng)導、老師均給予了很大的幫助和指導，在此，一并表示衷心的感謝！

　　感謝天津大學(xué)丁陽(yáng)教授在我論文寫(xiě)作期間給于的寶貴修改意見(jiàn)和指導，使論文更加完善。

　　感謝我的企業(yè)導師韓振勇博士長(cháng)期以來(lái)對我工作和學(xué)習的知道和關(guān)懷。

　　論文的寫(xiě)作過(guò)程是對團泊大橋施工組織設計的總結和梳理，也是對未知領(lǐng)域的探索和研究，每項工程的圓滿(mǎn)完成，都和工作團隊成員的集體智慧和努力是分不開(kāi)的，在此我對所有的同事和參與團泊大橋相關(guān)課題研究的同仁表示誠摯的謝意！

　　最后，謝謝在我求學(xué)過(guò)程中曾經(jīng)指導、幫助過(guò)我的所有老師、同事、前輩和家人，是你們的支持和幫助，使我得以完成學(xué)業(yè)。

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