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单边空间索面曲梁独塔悬索桥主缆线形分析
1
作者 杨勇智 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期298-306,共9页
目前空间索面悬索桥主缆成桥线形分析方法需要进行复杂的主缆微分方程求解,具有约束方程形式复杂、迭代收敛性受初值影响大等不足.为解决主缆线形求解过程收敛性问题,本文借鉴等代梁法思路,推导得到外荷载与主缆线形的几何关联方程,并... 目前空间索面悬索桥主缆成桥线形分析方法需要进行复杂的主缆微分方程求解,具有约束方程形式复杂、迭代收敛性受初值影响大等不足.为解决主缆线形求解过程收敛性问题,本文借鉴等代梁法思路,推导得到外荷载与主缆线形的几何关联方程,并进一步构造出求解空间主缆线形的两阶段分析方法:在粗算阶段,通过解耦处理将初值要求降到最低,得到“具有足够精度且确保收敛”的结果,作为精算阶段初值;在精算阶段,采用迭代计算得到空间主缆线形精确解.通过人行悬索桥算例验证两阶段分析方法的可行性和有效性,并使用有限元软件验证计算成果精度.研究成果表明:本文所提出的方法对初值要求低,无需专门构造初值,迭代循环剔除了变形相容条件及无应力长度计算,求解效率更高,并且能快速收敛得到主缆线形精确解,适用于单边空间索面曲梁独塔悬索桥主缆成桥线形分析. 展开更多
关键词 单边索面 空间索面 悬索桥 主缆线形 几何关联 找形
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悬索桥成桥主缆线形计算的分段悬链线法 被引量：103
2
作者 唐茂林 强士中 沈锐利 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期87-91,共5页
根据悬索桥的受力特点,发展了悬索桥成桥主缆线形计算的精确方法———分段悬链线法。本方法采用解析表达式、用数值迭代计算法解决给定的问题,是一种精确的方法。本文的方法不存在用有限元法或传统的抛物曲线、悬链曲线法计算时的那种... 根据悬索桥的受力特点,发展了悬索桥成桥主缆线形计算的精确方法———分段悬链线法。本方法采用解析表达式、用数值迭代计算法解决给定的问题,是一种精确的方法。本文的方法不存在用有限元法或传统的抛物曲线、悬链曲线法计算时的那种假设误差,它根据力学平衡条件和变形相容条件确定各部分的索力和曲线形状,自动计入了索曲线的所有非线性。 展开更多
关键词 悬索桥 主缆线形 悬链线 计算方法
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悬索桥主缆线形确定的常用精确解析算法比较及电算高效实现方法研究 被引量：6
3
作者 景天虎 李桅 +1 位作者 李青宁 张品乐 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2011年第6期821-830,共10页
以悬索桥主缆线形确定的常用精确数值解析算法为研究对象,通过对它们的比较分析和公式推导发现:在主缆理想柔性、忽略泊松比效应的最基本假定下,主缆线形确定的精确数值解析法可归结为主缆自重集度按其有、无应力长度计算作为已知条件... 以悬索桥主缆线形确定的常用精确数值解析算法为研究对象,通过对它们的比较分析和公式推导发现:在主缆理想柔性、忽略泊松比效应的最基本假定下,主缆线形确定的精确数值解析法可归结为主缆自重集度按其有、无应力长度计算作为已知条件的两大类算法;并且证明了在每大类解析算法中的所有方法是完全等价的.研究还表明:第二类解析算法为"全精确解析算法",第一类为"准精确解析算法";在第一类算法中,主缆无应力长度公式的计算值偏小.仅就悬索桥主缆成桥态线形确定而言,主缆线形确定的两大类数值解析算法都具有很高的工程精度,但第二类算法的主缆自重集度的确定更为精确、更接近实际情况,实际计算时应优先使用它.另外,针对两类解析算法涉及到大量的超越方程求解和递推迭代计算的情况,提出了基于MATLAB软件的高精度电算实现方法.最后,给出一个超大跨径悬索桥的中跨主缆线形确定的验证算例. 展开更多
关键词 桥梁工程 悬索桥 数值解析算法 主缆线形确定 MATLAB
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基于细长梁单元的悬索桥主缆线形分析 被引量：14
4
作者 严琨 沈锐利 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期381-387,共7页
悬索桥主缆线形的精细化计算需要同时考虑弯曲刚度及初始弯曲的影响,为此将主缆离散为小挠度的细长梁单元,推导包含自重项的细长梁单元的刚度矩阵,其中考虑了轴力对弯曲刚度的影响及弯矩引起的轴向刚度修正系数。基于细长梁单元编制主... 悬索桥主缆线形的精细化计算需要同时考虑弯曲刚度及初始弯曲的影响,为此将主缆离散为小挠度的细长梁单元,推导包含自重项的细长梁单元的刚度矩阵,其中考虑了轴力对弯曲刚度的影响及弯矩引起的轴向刚度修正系数。基于细长梁单元编制主缆线形计算的有限元程序,采用改进的迭代法求解几何非线性结构的平衡状态,并考虑鞍座处主缆线形的修正。利用程序计算了两座悬索桥主缆在恒载作用下的变形,结果表明,主缆弯曲刚度对跨中和桥塔附近主缆线形的影响较大,且矢跨比越大,主缆线形的计算误差就越大。由弯曲刚度引起的主缆线形计算误差将会带来吊索下料长度计算不准确、索夹放样坐标不准确、成桥桥面线形达不到设计线形以及成桥吊索力分布不均匀等问题,尤其是对矢跨比较大的自锚式悬索桥,需要在设计和施工中引起足够的重视。 展开更多
关键词 悬索桥 主缆线形 细长梁单元 刚度矩阵 非线性有限元程序 矢跨比
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自锚式悬索桥吊索张力及主缆线形的设计研究 被引量：14
5
作者 刘厚军 刘钊 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期79-83,共5页
确定自锚式悬索桥的吊索张力及主缆线形是设计中的难点。由于吊索是在架设完加劲梁和主缆后安装并张拉的,所以吊索张力的大小对自锚式悬索桥的内力状态影响很大。因此,研究提出以主梁弯曲应变能最小为目标的无限轴向刚度法,用它确定吊... 确定自锚式悬索桥的吊索张力及主缆线形是设计中的难点。由于吊索是在架设完加劲梁和主缆后安装并张拉的,所以吊索张力的大小对自锚式悬索桥的内力状态影响很大。因此,研究提出以主梁弯曲应变能最小为目标的无限轴向刚度法,用它确定吊索的合理张力;考虑吊索张力后的主缆精确线形是分段悬链线,通过迭代计算可求解出主缆线形及内力;依据吊索安装前后主缆及主梁的无应力长度相等的原则,可联立相关方程,求解出吊索安装前主缆在塔顶的预偏量和各索夹在主缆上的定位。 展开更多
关键词 自锚式悬索桥 吊索张力 主缆线形 桥梁设计
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不等主跨三塔空间缆索悬索桥主缆线形解析计算方法 被引量：8
6
作者 张文明 常佳琦 +1 位作者 田根民 夏连峰 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期109-115,共7页
为精确求解地锚式不等主跨三塔空间缆索悬索桥的主缆线形,提出了基于分段悬链线理论和非线性GRG法、结合静力平衡条件和几何相容条件的悬索桥主缆线形解析计算方法。计算成桥线形时,建立与基本未知量数量相等的控制方程并规划求解基本... 为精确求解地锚式不等主跨三塔空间缆索悬索桥的主缆线形,提出了基于分段悬链线理论和非线性GRG法、结合静力平衡条件和几何相容条件的悬索桥主缆线形解析计算方法。计算成桥线形时,建立与基本未知量数量相等的控制方程并规划求解基本未知量的合适取值,依次求解主跨、次主跨、边跨、锚跨线形。其中,求解主跨线形时需给定首末端及跨中点坐标;求解次主跨线形时控制次主跨主缆最低点高程与主跨主缆最低点高程一致,以主跨与次主跨主缆水平力相等为原则计算矮塔塔高。计算空缆线形时,规划求解主索鞍的预偏量和散索鞍面内预偏角,实现空缆线形及鞍座预偏值的求解。以某桥的三塔悬索桥方案为背景对本文方法可行性和有效性进行验证,结果表明所提出的方法具有较高的精度和计算效率,便于应用。 展开更多
关键词 三塔悬索桥 空间缆索 主缆线形 悬链线理论 非线性GRG法 解析计算方法
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悬索桥空间缆索主缆线形的计算方法 被引量：16
7
作者 齐东春 沈锐利 《铁道建筑》 北大核心 2013年第4期13-16,共4页
空间缆索体系悬索桥的主缆和吊索是耦合的,在平面缆索线形计算中常常采用的线形变化刚度法和影响矩阵法在空间缆索计算中可能面临收敛困难的问题。基于空间分段悬链线理论,对影响矩阵法加以修正,建立了空间主缆线形的迭代算法,采用C++... 空间缆索体系悬索桥的主缆和吊索是耦合的,在平面缆索线形计算中常常采用的线形变化刚度法和影响矩阵法在空间缆索计算中可能面临收敛困难的问题。基于空间分段悬链线理论,对影响矩阵法加以修正,建立了空间主缆线形的迭代算法,采用C++语言编制了相应的计算程序,并通过模型试验对程序进行验证。计算表明:该算法具有精度高,能快速收敛等优点。 展开更多
关键词 悬索桥 空间主缆 主缆线形 影响矩阵法
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自锚式悬索桥主缆线形计算及温度影响分析 被引量：8
8
作者 周建宾 郭士伟 《河北工业大学学报》 CAS 2017年第3期105-111,共7页
目前,自锚式悬索桥主缆线形的计算理论主要有抛物线法、分段悬链线法和迈达斯软件(非线性有限元)法3种.其中抛物线法为粗略算法,分段悬链线法和迈达斯软件算法为较抛物线法更加精确的近似算法.本文首先对3种理论方法进行了分析总结,分... 目前,自锚式悬索桥主缆线形的计算理论主要有抛物线法、分段悬链线法和迈达斯软件(非线性有限元)法3种.其中抛物线法为粗略算法,分段悬链线法和迈达斯软件算法为较抛物线法更加精确的近似算法.本文首先对3种理论方法进行了分析总结,分别利用其对自锚式悬索桥工程实例进行了计算,并将计算结果进行对比分析,得出3种理论方法特点的同时验证了计算结果的准确可用性;然后对该自锚式悬索桥基准索在不同温度下的线形数据进行整理分析,研究温度对主缆线形的影响作用,为自锚式悬索桥主缆施工监控提供部分理论依据及经验成果. 展开更多
关键词 自锚式悬索桥 主缆线形 计算理论 温度影响 施工监控
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空间索面悬索桥主缆线形计算理论探讨 被引量：7
9
作者 敬超 郑久建 丁松 《中外公路》 北大核心 2017年第4期135-138,共4页
将平行索面悬索桥中使用的分段直线、分段抛物线和分段悬链线理论推广到空间索面悬索桥,并分别编制了Matlab运算程序,然后运用Midas/Civil有限元软件进行验证。几种理论计算结果对比分析表明:重量沿跨度分布的分段抛物线理论误差随着跨... 将平行索面悬索桥中使用的分段直线、分段抛物线和分段悬链线理论推广到空间索面悬索桥,并分别编制了Matlab运算程序,然后运用Midas/Civil有限元软件进行验证。几种理论计算结果对比分析表明:重量沿跨度分布的分段抛物线理论误差随着跨径增大而增大,而重量沿弦长均布的分段抛物线理论、分段直线理论及分段悬链线理论误差较小,可以在中小跨径空间索面悬索桥的设计和施工中采用。 展开更多
关键词 空间索面 悬索桥 主缆线形 计算理论
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解析法计算自锚式悬索桥成桥状态的主缆线形对比分析 被引量：2
10
作者 李子奇 樊燕燕 《兰州交通大学学报》 CAS 2011年第4期63-66,共4页
随着工程材料技术的不断发展,桥梁结构设计要满足正常的使用要求,也要注重桥梁的美观.由于自锚式悬索桥造型美观的优点,使得自锚式悬索桥在市政桥梁中广泛采用.基于自锚式悬索桥主缆成桥线形为抛物线和悬链线两种解析法计算理论,采用For... 随着工程材料技术的不断发展,桥梁结构设计要满足正常的使用要求,也要注重桥梁的美观.由于自锚式悬索桥造型美观的优点,使得自锚式悬索桥在市政桥梁中广泛采用.基于自锚式悬索桥主缆成桥线形为抛物线和悬链线两种解析法计算理论,采用Fortran语言编制的解析法计算程序对成都市清水河自锚式悬索桥成桥主缆线形进行了对比计算分析.算例表明:对自锚式悬索桥采用分段悬链线的计算结果和实际情况最为接近. 展开更多
关键词 自锚式悬索桥 抛物线 悬链线 解析法 成桥状态 主缆线形
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自锚式吊拉组合体系桥主缆线形计算方法 被引量：1
11
作者 张征 黄才良 张哲 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期688-693,共6页
基于分段悬链线理论，考虑自锚式吊拉组合体系桥主缆锚固点位置及桥塔高度的变化，分别介绍了其成桥和空缆状态主缆线形及主缆无应力长度的计算原理和步骤．考虑索鞍的影响，编制了主缆线形计算程序．算例验证结果表明该方法是正确可行... 基于分段悬链线理论，考虑自锚式吊拉组合体系桥主缆锚固点位置及桥塔高度的变化，分别介绍了其成桥和空缆状态主缆线形及主缆无应力长度的计算原理和步骤．考虑索鞍的影响，编制了主缆线形计算程序．算例验证结果表明该方法是正确可行的，所编程序具有收敛速度快、计算精度高、便于工程应用等特点，对自锚式吊拉组合体系桥的设计和施工都具有很好的指导作用． 展开更多
关键词 自锚式吊拉组合体系桥 分段悬链线理论 主缆线形 无应力长度 几何非线性
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悬索桥成桥主缆线形计算的解析法 被引量：5
12
作者 俞蕾 王雷 《公路与汽运》 2005年第4期107-109,145,共4页
介绍了主缆线形计算的分段悬链线理论,在此基础上分析了悬索桥成桥主缆线形计算解析法的基本原理及具体算例。
关键词 桥梁 悬索桥 分段悬链线 主缆线形 解析法
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非对称悬索桥主缆线形计算流程及程序开发 被引量：1
13
作者 杨勇 王鹏 +1 位作者 李红 郑罡 《公路交通技术》 2011年第1期53-56,共4页
探讨非对称悬索桥缆索线形分析的方法。设计程序化流程图,通过MATLAB软件将悬索桥成桥状态和空缆状态主缆线形程序化,并用普立悬索桥作为算例进行程序正确性验证。计算表明,该方法具有使用方便、计算速度快、精度高等优点,可在设计及施... 探讨非对称悬索桥缆索线形分析的方法。设计程序化流程图,通过MATLAB软件将悬索桥成桥状态和空缆状态主缆线形程序化,并用普立悬索桥作为算例进行程序正确性验证。计算表明,该方法具有使用方便、计算速度快、精度高等优点,可在设计及施工中应用。 展开更多
关键词 悬索桥 主缆线形 流程图 程序化
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大跨度悬索桥主缆线形及内力计算方法研究 被引量：4
14
作者 王雷 李传习 《安徽建筑工业学院学报（自然科学版）》 2011年第3期10-14,50,共6页
随着悬索桥跨度的增加,几何非线性的影响愈来愈突出,因此如何在结构分析中合理、精确地考虑其影响,具有重要的理论意义和工程价值。本文具体阐述了大跨度悬索桥线形与内力计算所涉及到的成桥、空缆及加劲梁吊装阶段基本原理,并充分考虑... 随着悬索桥跨度的增加,几何非线性的影响愈来愈突出,因此如何在结构分析中合理、精确地考虑其影响,具有重要的理论意义和工程价值。本文具体阐述了大跨度悬索桥线形与内力计算所涉及到的成桥、空缆及加劲梁吊装阶段基本原理,并充分考虑了施工过程中主缆的温度修正,在此解析法的基础上编制了悬索桥主缆计算程序SUSP-CABLE,算例表明本文计算方法的正确性,可供广大技术人员参考。 展开更多
关键词 悬索桥 主缆线形 悬链线 数值计算 温度修正
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悬索桥模型试验主缆线形测量研究 被引量：1
15
作者 李锦城 《铁道建筑》 北大核心 2008年第5期34-37,共4页
文章介绍检测某悬索桥模型试验主缆线形的测量方法。在悬索桥模型试验中,根据模型试验步骤,采取一定的技术方法与措施,用全自动全站仪,准确、快捷、及时地测得悬索桥主缆线形在整个试验过程中各个阶段的变化规律,可为设计和施工提供可... 文章介绍检测某悬索桥模型试验主缆线形的测量方法。在悬索桥模型试验中,根据模型试验步骤,采取一定的技术方法与措施,用全自动全站仪,准确、快捷、及时地测得悬索桥主缆线形在整个试验过程中各个阶段的变化规律,可为设计和施工提供可靠依据。 展开更多
关键词 悬索桥 模型试验 主缆线形 测量
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五峰山长江大桥大直径主缆线形精细化施工控制 被引量：3
16
作者 黄旺明 《中国铁路》 2021年第9期147-154,共8页
悬索桥主缆线形是成桥线形施工控制中最主要的控制因素,直接决定成桥线形的控制质量,是成桥线形控制的重中之重。五峰山长江大桥为超千米级大跨度高速铁路、公路两用悬索桥,大桥主缆设计直径达1300 mm,单根主缆索股数量多达352根。通过... 悬索桥主缆线形是成桥线形施工控制中最主要的控制因素,直接决定成桥线形的控制质量,是成桥线形控制的重中之重。五峰山长江大桥为超千米级大跨度高速铁路、公路两用悬索桥,大桥主缆设计直径达1300 mm,单根主缆索股数量多达352根。通过对主缆索股无应力长度、主缆空缆线形、索股锚跨张力等关键影响因素进行分析研究,对索股制造、架设、锚跨张力调整等关键工序进行精细化施工控制,保证主缆空缆线形及成桥线形满足设计及规范要求。 展开更多
关键词 连镇高铁 五峰山长江大桥 公铁两用桥 大直径主缆 主缆线形 施工控制
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空间缆索悬索桥主缆线形的分析方法 被引量：1
17
作者 赵文婷 《黑龙江交通科技》 2008年第4期79-80,共2页
空间缆索悬索桥是由于主缆和吊索形成了一个三维索系,在对竖向承载能力影响不大的情况下,缆索系统的横向承载能力得到显著提高,从而大大提高了整个桥梁的横向刚度和抗扭刚度。作为结构非线性性态非常突出的大跨度悬索桥,采用有限元法能... 空间缆索悬索桥是由于主缆和吊索形成了一个三维索系,在对竖向承载能力影响不大的情况下,缆索系统的横向承载能力得到显著提高,从而大大提高了整个桥梁的横向刚度和抗扭刚度。作为结构非线性性态非常突出的大跨度悬索桥,采用有限元法能充分考虑几何非线性的影响因素。介绍了按照零位移原则确定重力作用下主缆的初始应力状态的方法及确定主缆线形的迭代算法。 展开更多
关键词 空间缆索 主缆线形 有限元分析 ANSYS
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大跨度悬索桥主缆线形施工控制研究 被引量：3
18
作者 李青 《交通科技》 2015年第5期11-14,共4页
主缆线形施工控制是悬索桥施工过程中极其重要的一环。为保证主缆线形精度要求,文中结合南溪长江大桥特点,从基准索股线形控制和一般索股线形控制2方面,分析研究主缆线形施工控制方法。用文中所述主缆线形施工控制方法,对南溪长江大桥... 主缆线形施工控制是悬索桥施工过程中极其重要的一环。为保证主缆线形精度要求,文中结合南溪长江大桥特点,从基准索股线形控制和一般索股线形控制2方面,分析研究主缆线形施工控制方法。用文中所述主缆线形施工控制方法,对南溪长江大桥主缆线形进行调整,经检测大桥线形良好,满足精度要求。 展开更多
关键词 悬索桥 主缆线形 基准索股 一般索股
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大跨度悬索桥成桥主缆线形及内力识别研究
19
作者 蔡禄荣 王荣辉 《广东公路交通》 2015年第1期18-23,共6页
由预制平行高强钢丝索股组成的主缆,不仅可以通过其自身弹性变形,而且可以通过其几何形状的改变来影响体系平衡,表现出大位移非线性力学特征。为了获得大跨度悬索桥成桥主缆的真实线形及其内力分布,基于有限单元法,从主缆的几何形状出发... 由预制平行高强钢丝索股组成的主缆,不仅可以通过其自身弹性变形,而且可以通过其几何形状的改变来影响体系平衡,表现出大位移非线性力学特征。为了获得大跨度悬索桥成桥主缆的真实线形及其内力分布,基于有限单元法,从主缆的几何形状出发,推导了与主缆形状一致的位移场,然后通过对节点水平方向和竖直方向平衡方程解藕,推导出主缆线形与结构系统参数的关系,在此基础上,进一步推导了主缆内力与结构系统参数的关系。将计算理论编译成MATLAB程序,并应用于某大跨度悬索桥成桥主缆线形及其内力识别,主缆计算线形与实测结果吻合良好。采用本文方法计算的主缆内力分布与通用有限元相应的计算值比较相近,从而验证了本文方法能够较准确地识别出成桥主缆的线形及其内力分布,另外具有易编程实现的优点。 展开更多
关键词 悬索桥 主缆线形 内力分布 精确有限元
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斜吊杆悬索桥成桥主缆线形的确定
20
作者 李文武 阳治群 《湖南交通科技》 2013年第2期92-95,183,共5页
斜吊杆悬索桥以其优美的外观形式得到人们的喜爱,成为城市桥梁中的一种新桥型,但是关于斜吊杆悬索桥主缆成桥线形的计算方法还不尽完善。通过使用改进的分段悬链线的计算方法,导出了确定斜吊杆悬索桥主缆成桥线形的非线性方程组,并建立... 斜吊杆悬索桥以其优美的外观形式得到人们的喜爱,成为城市桥梁中的一种新桥型,但是关于斜吊杆悬索桥主缆成桥线形的计算方法还不尽完善。通过使用改进的分段悬链线的计算方法,导出了确定斜吊杆悬索桥主缆成桥线形的非线性方程组,并建立起计算成桥主缆线形的迭代流程。算例计算表明,本文方法具有力学概念明确,计算速度快,精度高的特点。 展开更多
关键词 悬索桥 斜吊杆 主缆线形 改进的分段悬链线法
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