深圳市新华医院项目钢结构工程专项施工方案.docx

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深圳市新华医院项目钢结构工程专项施工方案.docx

本工程钢结构主要包括钢柱、钢梁、钢桁架、钢结构连廊、钢楼梯、天桥及桁架楼承板等,总用钢量约9500T。钢结构主要分布在B 区、C 区连廊和室外人行天桥,其中B 区钢结构主要分布于负一层~出屋面层(7层),B 区钢结构中最重钢梁约12T,钢柱按层高分节最重约4T,型钢桁架跨8.1~21.6 米,重约4.5~45 吨。C 区钢结构主要分布于9F~JF 连廊,连廊钢构件最重约13T,连廊整体约40T。如下图所示。

1.医疗综合楼B区钢结构

DB45/T 1828-2018标准下载2.医疗综合楼C区钢结构

C 区科研教学办公楼钢结构为H 型钢组合连廊形式,钢结构最大板厚为45mm,主要材质为Q345GJ、Q355B。连廊采用刚性连接节点形式,其最大跨度为20m,楼板面采用钢筋桁架楼层板与钢筋混凝土组合楼板形式,连廊上标高为+68.4m,总用钢量约为461T,压型钢板用量约为2000㎡。如下图。

医疗综合楼C区钢结构连廊

钢结构天桥主要分布在长顺路上,起连接龙光玖钻地块和新华医院地块的功能。天桥主桥为箱型钢结构桥体,主桥两端楼梯为钢筋混凝土与钢结构组合楼梯。本工程三座天桥结构形式一致,主桥长度均为58.4m,宽度均为5.4m。楼梯长度均为51m,宽度均为3.4 m。三座钢结构天桥总用钢量约792T。如下图。

4.医疗综合楼钢结构概况一览表

ABC区钢结构概况一览表

深圳位于广东省中南沿海地区,珠江入海口之东偏北,所处纬度较低,属亚热带海洋性气候。由于深受季风的影响,夏季盛行偏东南风,时有季风低压、热带气旋光顾,高温多雨;其余季节盛行东北季风,天气较为干燥,气候温和,年平均气温22.4℃,最高气温38.7℃(1980年7月10日)、最低气温0.2℃(1957年2月11日)。雨量充足,每年4~9月为雨季,年降雨量1933.3毫米,年降雨量最多纪录2662毫米(1957年),年降雨量最少纪录913毫米(1963年)。日照时间长,平均年日照时数2120.5小时,太阳年辐射量5225年兆焦耳/平方米。常年主导风向为东南偏东风,平均每年受热带气旋(台风)影响4~5次。

深圳市的主要气象灾害有台风、暴雨、洪涝、干旱等。

台风:台风是深圳发生最多、危害最大的灾害性天气。台风影响时间为每年的5~12月,以6~10月较多,尤以7~9月为高峰期,台风季节年平均82天,最长为174天(1974年),最短1天(1968年、1981年、1982年)。如1997年、1999年、2000年每年2次台风对深圳造成严重影响,深圳均出现6~9级大风并伴随有强降雨过程。

暴雨:历次台风登陆和影响都含带来强降雨或暴雨。1957年~1998年间有记载且危害较大的台风暴雨达21次,1997年7月19日梧桐山100km2 范围突降特大暴雨,24小时平均降雨390mm,造成130多处山体滑坡;2005年6月21~24日市气象台累计雨量达204.9mm,深圳东部大鹏半岛连续3天出现100mm以上的大暴雨,南澳4天累计雨量达557mm。

深圳市的河流分别属于南、西、北三个水系即海湾水系、珠江口水系、东江水系。以海岸山脉和羊台山为主要分水岭。勘察期间处于深圳的雨季,拟建场地内未见明显地表水。进入雨季后,降水频率及强度将加大,降雨形成地表水在场地漫流,部分下渗补给地下水,部分沿场地周边地表排泄,特别是台风暴雨产生地表径流量大,汇流时间短,冲刷能力强,具有短时突发性,施工应做好地表的截、排水工作。拟建场地内分布的地层主要有第四系人工填土层、第四系冲洪积层、第四系坡洪积层及第四系残积层,下伏基岩为燕山四期花岗岩。

拟建场地原始地貌单元属高台地,后经人工改造,原始地形业已改变,勘察期间场地种植有桉树,植被茂密,场地中间有红木街通过,场地地势整体较平坦。

项目整体长边呈西北向至东南向,其中东侧、南侧、西侧均为道路,北侧为项目临建场地。项目周边道路:东侧为红棉路,南侧为民宝路,西侧为新区大道。

工程特点和项目实施条件分析

本工程特点分为以下几个方面:

1、高:本项目钢结构连廊提升距离高,C区9~16层有10跨钢结构连廊,其中16层连廊结构顶标高64.45米,拟采用大型钢构件液压整体提升技术,构件运到施工现场后先在地面场地预拼装、再整体提升至设计标高位置。

2、大:本项目钢结构主体施工范围大,B区钢结构作为钢结构施工主体,宽103.2米,长116米,地上主体采用分区安装顺序施工,先安装15~20轴中心部分,再安装两侧部分;

3、全:本项目钢结构类型全,包含钢骨混凝土、圆管混凝土、方管混凝土、箱型柱、H型钢柱、H型钢截面桁架、箱型截面柱间斜撑等构件类型,以及钢筋桁架楼承板、钢格栅、钢盖板、钢爬梯、滑动铰支座、销轴、大跨度变截面梁等。

4、多:本项目钢结构桁架数量多,B区钢结构字母轴方向28榀桁架,数字轴方向20榀桁架,字母轴方向桁架采用80t吊车分2段安装,数字轴方向桁架采用整体吊装方式;

5、广:本项目钢结构分布范围广,其中B区主体为钢框架,包含钢楼梯及屋面检修梯;C区地下为钢骨混凝土结构,地上二层办公厅有大跨度钢梁,地上九~十六层有钢连廊、钢楼梯,屋面有太阳能钢架;A区塔楼外侧有景观钢楼梯,屋面有太阳能钢架;地下室有集水井盖板(框)、圆钢爬梯;液氧站、污水站部分钢结构;室外人行天桥钢结构;

1、目前已完成合同签订;开工、竣工日期以发包人指令为准,土方工程已基本完成,地下室部分按照区域分批次移交。

2、施工场地及材料堆放场地需具备实施条件。现场可根据总包方地下室阶段总平面布置情况及场区内实际工况设置2处钢结构堆场,作为我部施工时的材料堆放场地,以满足材料进场及机械吊装需求。场地现状见下图:

3、根据相关法律法规,完成开工报告,依照规范要求做好开工前的三级教育、方案交底、质量技术交底、安全技术交底、检试验工作,确保项目能合法合规的开始施工。

工程重点难点分析及应对措施

施工区域划分及资源安排

根据本工程结构设计概况及施工总体部署,钢结构施工在平面布置分为3个施工阶段,分别为B区施工阶段、C区施工阶段和室外人行天桥施工阶段。以钢结构结构布置情况及有利于组织施工为原则,其中B区分为B1、B2、B3三个施工区,施工区域划分见下图。

根据本工程钢结构分布,综合现场场地条件、施工进度以及总包塔吊分布情况,现场拟用机械情况如下:

1、25T汽车吊额定起重量如下表所示:

2、80T汽车吊额定起重量如下表所示:

3、300T汽车吊额定起重量如下所示:

W6017(参考TC6015)塔吊起重性能

CT7020塔吊起重性能

钢结构施工总流程见下图。

本工程拟选用我公司的长协单位负责加工制作,加工制作基地概况见下表。

运输路线:广西南宁市青秀区伶俐工业园→广昆高速→深岑高速,全程约620km。

根据招标文件要求及本工程实际情况,确定如下工期管理目标,具体时间以进场后总包方提供的末版进度计划为准。

合同计划开工日期:2020年4月5日

合同计划完工日期:2022年7月10日

合同总工期:826天。其中B区钢结构合同暂定2021年3月5日开工,2021年8月4日封顶。实际开工时间具体以下发的开工令时间为准,但封顶时间不变,其他室外工程的钢结构施工开竣工时间按招标人项目部制定的工期执行。

本工程各个区段均需总包方提供工作面,各个区段之间钢结构相对独立,根据合同条件、总包方提供施工总进度计划及施组编制时现场实际进度状况编制钢结构施工进度计划,其中各区段实际开始时间以下发的开工令时间或现场实际交接时间为准,工期遇不可抗力等因素相应进行顺延。

钢结构施工进度计划如下图所示:

施工准备及资源配置计划

施工技术人员必须熟悉合同、图纸、招标文件以及相关规范,参加图纸会审,并做好施工现场调查记录,尤其是设计院交底,充分理解设计意图,在不违背设计的基础上尽可能的优化施工方案。编制详细的施工组织设计、各分项工程技术交底、按规定进行检试验及焊接工艺评定,技术准备工作程序见。

做好各种物质资源和技术条件的调查,由技术部门牵头,组织项目部有关人员认真学习图纸,并进行自审、会审,参加技术交底,以便正确无误地施工。

物质资源和技术条件的调查内容

根据合同条件,大型施工机械由我司提出使用需求及使用方案,总包单位组织进场;合同内小型机械由我司自行组织进场。施工工器具、设备及相关辅材由技术部根据进度计划确定配置要求,劳务单位负责配备;检测与测量仪器由我司根据实际情况配备,并由劳务队补充配置。

构件加工厂需在对现有资源充分考察的基础上择优选用;钢材原材由工厂按合同要求订购;零星材料及集采框架内的材料在集采框架内选用。材料采购前需根据图纸编制材料申请单及进场计划。材料进出库场均按质量保证体系文件执行,并跟踪记录。

本工程深化设计主要包括钢柱、钢梁、钢梯、桁架、连廊及箱形人行天桥,图纸深化情况直接影响现场施工质量与进度。同时,深化设计也应考虑加工运输及现场安装工艺,并与安全措施相结合,合理划分吊装分段并保证施工质量和进度。

为了确保本工程质量和进度,针对本工程的特点以及以往类似工程的施工经验,拟安排一批具有多年深化设计经验的人员进行本工程的深化设计,结合本设计结合整个项目的深化安排,指定专门负责人负责模型的质量审核及进度控制。

深化设计是一个多人同时操作的过程,可能因为某一人随意更改模型或两人修改同一构件而导致冲突,造成工作出现错误,因此深化设计建模组的协调、配合至关重要;同时每个划分区域的对接工作也要重点控制。深化设计建模过程控制应该从以下几方面着手:

(1)向每个建模人员下达技术交底,确定区域的划分、人员分工、区域对接人员,同时明确质量要求及构件编号规则;

(2)对于重要工作节点,如轴线创建、柱脚节点完成、代表性节点等创建完成后安排专人进行复核,确定无误后再进行后续操作;

(3)对于复杂节点,内部加劲板数量较多,建模过程中应注意检查,是否遗漏劲板、构件是否焊接为整体等;

(4)深化设计人员必须明确钢构件的扭曲变形情况、及截面变化,正确定位以及过渡节点的处理,避免出错。

模型完成后,安排专门人员对图纸布局、尺寸线等进行调整,使图纸表达清晰、完整,具体要求见下表。

深化设计模型及图纸完成后,须报送至本项目设计单位、业主、监理和总包单位进行审核。审核通过后方可按深化设计图纸进行施工。

深化设计图是指导工厂加工、现场安装的最终技术文件,必须严格进行质量审核。深化图纸要充分表达设计意图,文字精练,图面清晰。避免一般性的错、漏;避免各专业间配合上的矛盾、脱节和重复。尽量采用通用设计和通用图纸,力求设计高质量、高效率、高水平,具体质量保证措施见下表。

本工程钢构件加工主要包括钢管柱、焊接箱型、焊接H型,主要加工的构件形式见下表。

1)商务部门对项目工期、合同条款等对技术部门进行交底,明确业主合同内涉及工程材料、技术等方面的条款。

2)技术部门深入了解设计图纸及有关技术文件,并对结构施工图全面进行审核和校对。设计图的校核内容:设计文件是否完整(设计图、施工图、图纸说明、设计变更)、构件尺寸是否标注齐全正确、节点是否清楚、构件的连接形式是否合理、焊接符号是否齐全合理,同时对结构的合理性和工艺可行性及时和设计单位联络和商讨。

3)由深化设计部门向工艺部门、生产部门、质控部门进行技术交底,针对难以加工的节点进行沟通探讨。

4)图纸准备、编制工艺:根据制作安装设计总说明中涉及的加工制作要求及时编制工艺文件以便下达生产。

1)管理、技术、检验人员及焊工培训

为达到优良的制造质量,让业主和设计满意,对参加本工程钢结构构件制造的管理人员、技术人员和焊工进行上岗前全员技术培训和质量意识教育、技术交底和应知应会教育,对于主要工种,如焊工、涂装工、组装工、划线工、检验员等进行特殊培训和考试,实行持证上岗制度。

2)人员资质审查流程图

为保证本工程钢构件加工进度、工期及质量,我司将成立专项小组,统一协调各职能部门为本项目服务,不定期针对各部门人员进行专业技能资格审查,筛选骨干人员作为专业带头人

3)特种作业人员资质审查

审查特种作业证和技术等级证,本工程开始前对焊工及铆工进行专门培训,并取得相应的资格证书或上岗证。对于超声波探伤人员必须持有中国机械工程学会无损检测学会的技术资格证书。

开工前,技术人员应进行工艺分析,并对设备的加工范围、加工能力进行确认,合理界定自行加工和外协加工工序;配合设备管理部门对设备进行全面检查,确保设备正常运行。拟投入主要设备详见下表。

主要原材料(钢板、焊材、高强螺栓、栓钉、油漆等)严格按照工艺下发的采购清单以及技术条款进行采购。针对此工程,从国内业绩突出、资质等级高、信誉好、实力强、品质优、同期产能满足要求的加工厂中选择一至两家进行采购,确保原材质量及工程质量。

确保工程工期的重要因素之一便是必须保证材料在钢结构加工制作之前到位,根据我单位对钢结构原材料的采购经验,各种材料供货周期按下表所示进行考虑。

H型构件的加工制作主要流程如下表。

H型构件的加工制作工艺

箱型构件的加工制作主要流程如下表。

圆管构件的加工制作主要流程如下表。

根据框架结构的安装特点,综合考虑焊接质量、焊接效率、操作方便度、全位置焊接性能等因素,构件加工制作以埋弧(SAW)自动焊为主,二氧化碳气保焊为辅的形式;采用二种焊接方法有着操作灵活、适合多种位置、移动方便、效率高、质量有保证等特点,适合大型钢结构的加工安装焊接。

根据本工程焊接施工特点及焊接方法的选择,施工过程中拟配置的主要焊接设备如下表。

本工程采用的主要钢材为Q345GJ、Q355B、Q390B等低合金高强度结构钢,焊缝强韧性配比应以“等强为主,低强为辅”的原则进行。过高或过低的强度配比都会使焊接接头综合性能下降,等强配比是较为安全和常用的做法。

焊接材料的化学成分、力学性能应与母材相匹配。焊缝金属的性能必须满足设计规定值。对于两种不同等级的钢材组对焊时,焊材按低等级的钢材进行选用。选择焊接材料情况见下表。

本工程采用的钢材有Q345GJ、Q355B、Q390B。厚板焊接接头较多,焊接过程中采用的各项参数均需要通过焊接工艺评定来确定。

制作焊接常用焊接工艺参数如下。

本工程厚度为20~80mm的钢板需进行预、后热处理,材质为Q345GJ、Q355B、Q390B。

现场构件验收主要是焊缝质量、构件外观和外形尺寸检查以及制作资料的验收和交接。构件到场后,按随车货运清单核对所到构件的数量及编号是否相符,针对钢构件应在卸车前检查构件尺寸、板厚、外观等。按设计图纸、规范及制作厂质检报告单,对构件的质量进行验收检查,做好检查记录。

钢构件加工完成后,根据构件类别和使用部位,对钢构件进行构件标识处理,标识应主要体现钢印、构件的编号、轴线位置等信息。要求如下表

由于本工程地处深圳市龙华新区红山,工地堆场资源有限,因此构件的运输要根据现场工程进度的需要,严格按运输计划,分批、分节地进行。我公司要提前向监理提交发运钢构件的书面计划,计划包括构件名称、构件型号、预计每批构件进场时间、数量等。并在构件发运前的3天再次书面通知总监理,将发运到场的钢构件名称、数量清单等,并通知业主到达的预定日期、时间。如果现场安装计划变更,业主、总包或者安装单位必须事先发出书面通知,运输计划将根据实际情况作相应调整。

运输路线:中建八局钢结构南宁加工基地→广昆高速→→深岑高速,全程623km。

本工程的预埋件主要为地脚锚栓,材质均为Q355B,地脚锚栓的型式如下表所示。

1 了解设计意图,学习与校核图纸。

通过技术交底,了解工程全貌和设计意图,对测量放线工作着重了解工程现场情况和定位条件。轴线尺寸,理论标高,以及测量精度的要求等。

2 数值计算和定位坐标的获取

通过图纸进行有关测量放线的计算,利用图纸和模型图获取测量、定位构件的三维坐标。数据的计算、测量定位用的三维坐标要经过不同人员的核对,避免出现错误。

本工程地脚锚栓有4种型式,4种预埋件的安装方法基本相同,下面以箱型柱地脚锚栓施工为例,讲述地脚锚栓的安装流程,如下表所示。

埋件进场后,按货运单检查所到构件的数量及编号是否相符,发现问题应及时在回单上说明并反馈制作工厂,以便工厂更换补齐构件。按设计图纸、规范及制作厂质检报告单,对构件的质量进行验收检查,做好检查记录。为使不合格构件能在厂内及时修改,确保施工进度,我单位派专人驻在施工现场,负责构件清点、构件返厂协调等事宜。

B区门诊楼主要采用“梁柱塔吊散装,桁架部分汽车吊分段吊装”的施工思路,以钢结构结构布置情况及有利于组织施工为原则,划分为B1(1/12轴~15轴)、B2(15轴~20轴)、B3(20轴~1/21轴)三个施工区域。

塔吊对B区钢结构全覆盖示意图

B区钢结构吊装可分为三个施工阶段:

第一施工阶段:B区地下室负一层钢柱吊装。施工机械采用3#、4#、5#、6#4台T7020型塔吊,吊装顺序同土建基础施工顺序;钢柱吊装完毕后,柱脚自密实混凝土同步浇灌,型钢混凝土圆管柱柱内混凝土浇灌。本阶段吊装施工主要分为二步进行:

①第一步:地下室B2区钢柱安装,吊装作业分为2个班组进行,每个班组作业人员5名,吊装顺序同土建基础施工顺序。见下图。

B区门诊楼第一施工阶段第一步

②第二步:地下室B1、B3区钢柱安装,吊装作业分为4个班组进行,每个班组作业人员5名,吊装顺序同土建基础施工顺序。见下图。

B区门诊楼第一施工阶段第二步

第二施工阶段:B区地上一层至三层钢结构安装。钢柱、钢梁、支撑等采用3#、4#、5#、6#4台T7020型塔吊安装,钢桁架部分采用4台80吨汽车吊分段安装。钢柱按层高分为一层一段,每层钢柱装焊完毕后,立即进行型钢混凝土圆管柱柱内混凝土浇灌。单层楼层板铺装完成后,便可进行板面混凝土浇灌。本阶段吊装施工主要分为三步进行:

①第一步:B2区钢柱、钢桁架安装至地上三层,吊装作业分为4个班组进行,每个班组作业人员5名,吊装顺序由H轴开始往两侧同步安装。见下图。

B区门诊楼第二施工阶段第一步

②第二步:B1区、B3区钢柱、钢梁跟随中心区域施工至地上三层,吊装作业分为4个班组进行,每个班组作业人员5名,吊装顺序由H轴开始往两侧同步安装。

B2区F3楼承板安装,铺装作业分为4个班组进行,每个班组作业人员5名,安装顺序由H轴开始往两侧同步安装。见下图。

B区门诊楼第二施工阶段第二步

③第三步:B1区、B3区F1~F3楼承板由下往上逐层同步铺装,铺装作业分为4个班组进行,每个班组作业人员5名,安装顺序由H轴开始往两侧同步安装。见下图。

B区门诊楼第二施工阶段第三步

第三施工阶段:B区地上四层至屋面层钢结构安装。施工机械采用3#、4#、5#、6#塔吊,钢柱按层高分为一层一段。单层楼层板铺装完成后,便可进行板面混凝土浇灌。。本阶段吊装施工主要分为三步进行:

①第一步:B2区F4~屋面层钢柱、钢梁安装。吊装作业分为4个班组进行,每个班组作业人员5名,吊装顺序由H轴开始往两侧同步安装。见下图。

B区门诊楼第三施工阶段第二步

②第二步:B1区、B3区F4~屋面层钢柱、钢梁安装,吊装作业分为4个班组进行,每个班组作业人员5名,吊装顺序由H轴开始往两侧同步安装。

B2区F4~屋面层楼承板由下往上逐层同步铺装,铺装作业分为4个班组进行,每个班组作业人员5名,安装顺序由H轴开始往两侧同步安装。见下图。

B区门诊楼第三施工阶段第二步

③第三步:B1区、B3区F4~屋面层楼承板由下往上逐层同步铺装,铺装作业分为4个班组进行,每个班组作业人员5名,安装顺序由H轴开始往两侧同步安装。见下图。

B区门诊楼第三施工阶段第三步

1、钢结构施工阶段道路布置

本工程B区主体钢结构施工阶段构件数量较多,构件及措施运输车辆、转运车辆、汽车吊、进出场频繁。三层楼面钢结构桁架需使用80T汽车吊进行吊装,15~20轴桁架吊装区域范围内地下室满樘脚手架支撑体系必须保留到桁架吊装完毕后再拆除,这样可以起到汽车吊楼面作业场地加固作用。对80T汽车吊行走及吊装过程中钢筋混凝土结构受力情况进行受力分析验算,采用满樘脚手架加固后的楼面板满足吊装需求,详见附件三:深圳新华医院汽车吊上楼板计算书。汽车吊行走及吊装路线如下图所示:

钢结构施工阶段道路布置

本工程钢柱截面有方钢管和圆钢管,材质Q345GJ,板厚10mm~45mm。钢柱最大截面为KZB5a口600x600x45,最小截面为KZB10口300*300*10*10,按层高分为一层一段,标准层高4.8m,每段长度暂定4.8m,最大吊装重量约4吨,详见下表。

B区门诊楼钢柱分段统计

(2)钢柱吊装工况分析

KZB5a截面最大,吊装段重约4吨,其分布在五层,其中J轴交17轴为最不利工况,作业半径按42m计,使用5#塔吊安装。5#塔吊TC7020(60m)查性能表可知,45m额定起重4.32吨,满足要求。如下图表所示:

钢柱最不利吊装工况分析

CT7020塔吊起重性能

B区门诊楼钢柱吊装工况分析

B区门诊楼钢梁分段统计

(2)钢梁吊装工况分析

不利工况一 GL11a分布在三层,其中D轴交18轴处为最不利工况,作业半径按30m计,重3.2吨,使用6#塔吊安装。6#塔吊TC7020(55m)查性能表可知,30m作业半径额定起重7.33吨,满足要求。如下图表所示:

钢梁最不利吊装工况分析一

CT7020塔吊起重性能

本工程桁架截面形式为H型钢,其中下弦杆材质为Q390B,其他杆件材质为Q355B,板厚12mm~80mm。GHJ1~GHJ4净跨21.6m,GHJ1b最重约45t,分成两段工厂加工;GHJ5和GHJ6净跨7.1m,重约4.2t,工厂整体加工。详见下图表:

B区门诊楼桁架重量统计

B区门诊楼桁架采用分两段加工,搭设简易支撑架分段吊装。每段重量不超过23t,选用4台80T汽车吊,8m作业半径,18m主臂,额定起重量25.4t,满足要求。如下图表所示。

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钢结构施工体流程三维示意图

柱脚节钢柱吊装工艺见下表。

非柱脚节钢柱吊装工艺见下表。

非柱脚节钢柱吊装工艺见表

B区门诊楼桁架吊装以17、18轴分左右两个施工区,按施工阶段顺序从中间开始,往两端安装。桁架吊装前需要先将16轴、17轴、18轴、19轴的纵梁以及17、18轴之间的横梁先行施工,形成相对稳定的框结构,防止桁架分段吊装的时候导致框架变形。桁架先安装字母轴,再安装数字轴。桁架安装步骤如下:

(4)钢结构吊装方式及吊点选择

钢梁安装共设置两个吊点,其吊点设置在钢梁四分之一处,由于塔吊近距离的吊装性能较好,吊装距离塔吊较近的次梁时,选用串吊的施工方法,提高塔吊利用率和施工进度,见下表。

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