(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート中空床版またはコンクリート箱桁を有するコンクリート橋梁において、床版下面と中空部とを連通させるか又は箱桁下面と内部空間とを連通させる貫通孔が設けられ、該貫通孔に貫装された第一の留め具が中空部内面または箱桁内面に係止する係止部を有し、該第一の留め具により前記中空床版または箱桁の下方に後付け部材が支持されたことを特徴とするコンクリート橋梁であって、
前記第一の留め具は、一端に雌螺子部と細隙とを有する筒状部材と、該筒状部材に貫装されて前記雌螺子部に螺合する雄螺子部を有する軸部材とを備え、前記軸部材には、一端から他端まで貫通することなく、一端から軸の途中で周面に連通する孔が設けられ、前記筒状部材にも内周面から外周面に連通する孔が設けられ、前記筒状部材における細隙は両端縁に達しない長さに形成され、前記細隙の設けられた区間には相互に比較して肉厚が薄い箇所と厚い箇所とが設けられ、前記雌螺子部と前記雄螺子部とを螺合し、前記筒状部材が共回りしないように停止した状態で前記軸部材を筒状部材内にねじ入れると前記肉厚が薄い箇所から厚い箇所へ変わる付近が屈曲し、該屈曲部が前記中空部内面または箱桁内面に係止する係止部となるものであるコンクリート橋梁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート中空床版またはコンクリート箱桁を有するコンクリート橋梁、およびコンクリート橋梁への後付け部材の取付け工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市内の交通車両の増加とともに、エンジン、排気系、タイヤ等からの騒音や、自動車本体から発生する騒音に交通量、通行車種、速度、道路構造、沿道土地利用等の要因が複雑に絡み合って自動車騒音として問題になっている。
これに対して、日本では環境基本法が１９９３年に制定され、この環境基本法に基づいて騒音にかかわる環境基準が制定され、個別の規制法として騒音規制法などが制定されている。
【０００３】
以上のような要請に基づいて、橋梁に吸音板を取り付けることが提案されているが、騒音規制法の施行以前の古い既設橋梁では、騒音対策が構造的に考慮されていないため、吸音板の取り付けは困難を極めることが予想される。
例えば、鋼橋は熔接が可能なため吸音板の取り付けも比較的容易であるが、コンクリート橋の場合には、ダイヤモンドドリル等によりコンクリートに削孔してアンカーを打ち込み、このアンカーに取付具を定着してこれにより吸音板を支持しなければならず、取付け作業は困難が予想される。すなわち、床版に中空部を有するコンクリート橋梁では、床版の下面から中空部に貫通する孔を設けることは可能であるものの、この孔にアンカーボルトを挿通し、中空部でワッシャーやナットの取り付け作業を行うことは構造的に不可能である。また箱型断面のコンクリート橋梁も、多くの場合、桁内部へ作業者が入ることはできないため、中空床版と同様な問題があり、たとえ作業者が桁内部に入れたとしても、アンカーボルトにワッシャーやナットを取り付ける作業は、桁の内側と外側からの作業となるため煩雑で手間が掛かるという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の課題を解決するために、本発明では、中空床版または箱桁の下方で吸音板等の後付け部材が確実に支持されて落下の危険性が極めて少ないコンクリート橋梁を提供することにある。
【０００５】
また本発明の別の課題は、中空床版または箱桁の下方で吸音板等の後付け部材を支持する留め具が振動やそれ自体の腐蝕により抜け落ちることなく、後付け部材が確実に支持され得て、良好な耐久性能を有するコンクリート橋梁を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために本発明では、コンクリート中空床版またはコンクリート箱桁を有するコンクリート橋梁において、床版下面と中空部とを連通させるか又は箱桁下面と内部空間とを連通させる貫通孔が設けられ、該貫通孔に貫装された第一の留め具が中空部内面または箱桁内面に係止する係止部を有し、該第一の留め具により前記中空床版または箱桁の下方に後付け部材が支持されたことを特徴とするコンクリート橋梁が提供される。
前記第一の留め具は、実公平７−３５１３２号公報に記載された留め具に、新たに改良を加えたものを使用することができる。
すなわち、実公平７−３５１３２号公報には、一端に雌螺子部と細隙とを有する筒状部材と、該筒状部材に貫装されて前記雌螺子部に螺合する雄螺子部を有する軸部材とを備え、前記筒状部材における細隙は両端縁に達しない長さに形成され、前記細隙の設けられた区間には相互に比較して肉厚が薄い箇所と厚い箇所とが設けられた留め具が記載されている。
本願発明では、上記留め具を改良したものであって、前記軸部材に一端部から所定位置の周面まで連通する孔を設け、前記筒状部材に内周面から外周面に連通する孔を設けたものを第一の留め具として使用する。
【０００９】
本明細書において、コンクリート橋梁とは、道路、鉄道、水路などの輸送路において、輸送の障害となる河川、渓谷、湖沼、海峡あるいは他の道路、鉄道、水路などの上方にこれらを横断するために建設されるコンクリート構造物の総称である。したがって、市街地での効率的な土地利用の観点から、道路上あるいは河川上の空間に連続して建設されるコンクリート高架橋もコンクリート橋梁の一形態として含まれるものである。
【００１０】
前記後付け部材とは、輸送路として既に供用されているコンクリート橋梁へ新たに取付ける部材、あるいは建設中又は建設後で未供用のコンクリート橋梁へ取付ける部材である。後付け部材としては、例えば、吸音板、補強などの施工のための足場などがある。
【００１１】
前記コンクリート中空床版またはコンクリート箱桁には、前記中空部または箱桁内部に貫通しない行き止まりの孔を設け、該行き止まり孔に第二の留め具を挿設し、該第二の留め具は孔内面に圧着して抜け落ちを防止する圧着部を有し、前記第一の留め具に加えて、該第二の留め具により前記中空床版または箱桁の下方に後付け部材を支持することができる。前記第二の留め具は、例えば、従来のアンカーに改良を加えたものを使用することができる。従来のアンカーとしては、端縁に向かって内径が拡大する傾斜面と細隙とが設けられた筒状部材と、一端に雄螺子部を有し前記筒状部材に挿通される軸部材と、該軸部材の雄螺子部に螺合する雌螺子部を有するとともに前記筒状部材の傾斜面に当接する傾斜面を有する環状部材とを備え、前記筒状部材における細隙は一端縁に達する一方で他端縁に達しない長さに形成され、前記筒状部材に前記軸部材を挿通し、前記軸部材の雄螺子部に前記環状部材の雌螺子部を螺合し、前記筒状部材及び前記環状部材が共回りしないように停止した状態で前記軸部材を前記環状部材内にねじ入れると、前記環状部材が前記筒状部材内に進んで筒状部材を拡大し、該拡大部が前記中空床版または箱桁の行き止まり孔の内面に圧着する圧着部になるものが知られている。上記第二の留め具では、上記のような従来のアンカーに改良を加えたものであって、前記軸部材に一端部から所定位置の周面まで連通する孔を設け、前記筒状部材に内周面から外周面に連通する孔が設けられたものを使用する。
【００１２】
また前記第二の留め具における筒状部材の外周面には、コンクリート中空床版またはコンクリート箱桁に穿設された孔内における共回りを防止するための手段を設けることが好ましく、この手段は、例えば、筒状部材の外周面に突出部を形成し、この突出部が孔内面に密着するようにしても良い。
【００１３】
なお、本発明は、作業者が中空床版の中空部や箱桁内部に出入り可能、出入り不可能のいずれのコンクリート橋梁にも適用される。
【００１４】
【作用】
コンクリート中空床版またはコンクリート箱桁を下面から削孔して中空部または箱桁内面に達する貫通孔を形成し、この貫通孔に中空床版下方または箱桁下方から第一の留め具を貫装させる。このとき、第一の留め具は雌螺子部と雄螺子部とが螺合するように、あらかじめ軸部材が筒状部材に挿通されている。筒状部材の細隙部分は中空部または箱桁内まで突出し、この筒状部材を回転できないように固定して軸部材を回転させると、雌螺子部が雄螺子部に導かれて筒状部材の細隙の設けられた区間は圧縮されて膨出し、この膨出した屈曲部が中空部内面または箱桁内面に係止する。したがって、作業者は中空部または箱桁内に入ること無く、床版または箱桁の下方で第一の留め具を操作するのみで、第一の留め具の係止部を中空部内または箱桁内で形成し、これを確実に係止させることができる。さらに、軸部材の端部の孔からはエポキシ樹脂などの樹脂材料を充填材として注入する。これにより、充填材は軸部材と筒状部材の隙間や、筒状部材と貫通孔との隙間に満ちて中空部まで流れ込み、第一の留め具の定着を確実なものにすると共に防錆効果も得られる。
【００１５】
また第二の留め具は、軸部材があらかじめ筒状部材に挿通され、軸部材の雄螺子部に環状部材がねじ結合され、環状部材と筒状部材は互いの傾斜面が当接している。一方、コンクリート中空床版またはコンクリート箱桁には、中空部または箱桁内部に貫通しない行き止まりの孔が設けられ、この行き止まり孔に第二の留め具が挿設される。このとき、筒状部材を孔内で共回りしないように挿設して、軸部材を回転させると、環状部材はその雌螺子部が軸部材の雄螺子部に導かれて筒状部材内に進入するため、筒状部材の細隙の設けられた区間は環状部材に押し広げられて膨出し、この膨出部が行き止まり孔の内面に圧着し、第二の留め具は孔内に確実に固定される。そして、軸部材の端部の孔からはエポキシ樹脂などの充填材を注入する。これにより、充填材は軸部材と筒状部材の隙間や、筒状部材と貫通孔との隙間に満ちて、第二の留め具の定着を確実なものにすると共に防錆効果も得られる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は既存のコンクリート橋梁１における中空床版１０の横断面図であり、図２はコンクリート橋梁１に設けられた第一の留め具２０の断面図である。図１および図２は、中空床版１０は複数の中空部１１を有し、第一の留め具２０が所定の中空部１１に係止するように中空床版１０の裏面から取り付けられ、各第一の留め具２０に山形鋼などからなる連結部材１４，４１が接続され、この連結部材１４，４１により吸音板１２が中空床版１０の下方で支持されている。また中空床版１０の両側部には中空部１１が設けられておらず、ここには、第二の留め具３０が取り付けられ、各第二の留め具３０に山形鋼などからなる連結部材１４，４１が接続され、この連結部材１４，４１により吸音板１３が支持されている。
【００１７】
以下、第一の留め具２０の構成について図２乃至図４を参照して説明する。
第一の留め具２０は、ボルト２１とスリーブ２２とを備えており、各連結部材４１のそれぞれ２ヶ所に配置されてこれを支持するものである。スリーブ２２は軸方向の全長にボルト挿通孔２２ａが形成された筒状の部材であり、基端部に六角頭部２２ｂを有し、先端部に雌螺子部２２ｇを有し、複数の孔２２ｃが基端部から所定長離れた周面に穿設され、この孔２２ｃによりスリーブ２２の内部と外部が連通している。またスリーブ２２の下端付近には軸方向に沿いかつ端部に達しない範囲の長さに形成した複数のスリット２２ｄが設けられており、実施例ではスリット２２ｄは等角度で４箇所に設けられて当該スリーブ２２に４個の係止部が形成されている。そして、スリット２２ｄの設けられた区間は、その厚さが２つの区間に分けられ、雌螺子部２２ｇに連続する部分が最も厚い厚肉区間２２ｆとされ、この厚肉区間２２ｆよりもやや薄くした部分が薄肉区間２２ｅとされており、実施例では各区間の長さを目安としてほぼ同じ比率にしている。
【００１８】
前記スリーブ２２のボルト挿通孔２２ａには、六角頭部２２ｂの方からボルト２１が挿入される。このボルト２１は、ボルト頭２１ａ及び軸茎部２１ｅならびに当該軸茎部２１ｅに接続する雄螺子部、すなわち螺子軸２１ｆからなり、軸茎部２１ｅは螺子軸２１ｆよりも大径に形成され、基端部から所定長離れた軸茎部２１ｅの周面には溝２１ｃが形成され、この溝２１ｃには材軸にほぼ直交する方向に横孔２１ｄが穿設され、さらに、軸茎部２１ｅにはボルト頭２１ａから材軸方向に延びて横孔２１ｄに達してこれと連通する縦孔２１ｂが穿設されている。そして、ボルト２１をスリーブ２２に挿入し、螺子軸２１ｆを雌螺子部２２ｇにねじ結合し、スリーブ２２の六角頭部２２ｂとボルト２１のボルト頭２１ａとが当接したときに、螺子軸２１ｆの先端が当該スリーブ２２のほぼ先端に位置するように形成されている。
【００１９】
次に、第一の留め具２０を中空床版１０に取付ける方法について、図２を参照して説明する。
最初に、中空床版１０の下方にリフト車等の機械足場（図示せず）を設け、この機械足場上で中空床版１０の下面１０ａから中空部１１に向けてダイヤモンドドリル（図示せず）により貫通孔１５を穿設する。このダイヤモンドドリルは、例えば、サンコーテクノ株式会社製のダイヤモンドコアビットを備える穿孔機を使用することができる。この穿孔機はスタンドに取り付けられ、このスタンドがバキュームパッドによりコンクリート下面に吸着され、コンクリート切削紛が飛散するのを防止するためのカバーが穿孔機のダイヤモンドコアビット周りに設けられ、このカバーにはコンクリート切削紛を吸引するためのポンプが接続されている。
そして、第一の留め具２０には、スペーサー４２と連結部材４１を環装し、この第一の留め具２０を貫通孔１５に挿通する。このとき、第一の留め具２０は、あらかじめボルト２１がスリーブ２２に挿入され、雌螺子部２２ｇと螺子軸２１ｆがねじ結合されている。このような状態で、電動レンチなどの工具を用いて、貫通孔１５に挿通された第一の留め具２０のスリーブ２２の六角頭部２２ｂを共回りしないように固定すると共に、ボルト２１の六角頭部２１ａを回転させる。ボルト２１を回転させると、ボルト２１のボルト頭２１ａとスリーブ２２の六角頭部２２ｂとはあらかじめ当接しているため、ボルト２１は上方向に移動せずに図２の位置で停止した状態で回転し、一方、スリーブ２２の雌螺子部２２ｇは、回転する螺子軸２１ｆに導かれて下方に進むため、スリーブ２２には軸方向に圧縮応力が作用し、中空部１１に突き出たスリーブ２２の薄肉区間２２ｅと厚肉区間２２ｆが外側に向って拡がるように膨出する。ボルト２１を回転し続けると、薄肉区間２２ｅと厚肉区間２２ｆの変形はさらに進み、薄肉区間２２ｅが中空部１１の内面を圧接したときが締結完了となり、この膨出した屈曲部が中空部内面に係止する。
第一の留め具２０の引張り耐力は、トルクレンチなどの工具を用いて確認する。
ボルト２１の締結が完了したら、ボルト頭２１ａの縦孔２１ｂからエポキシ樹脂等の樹脂材料を充填材として注入する。これにより、樹脂材料は縦孔２１ｂから横孔２１ｄを通って、溝２１ｃからボルト２１とスリーブ２２の隙間に流れ込むとともに、スリーブ２２の孔２２ｃを通過して、スリーブ２２と貫通孔１５の隙間に満ちて中空部１１まで流れ込み、第一の留め具の腐蝕を防止するとともに、その定着をさらに確実なものにする。
最後に、二ヶ所に定着された第一の留め具２０に連結部材４１を固定し、この連結部材４１に、ボルト４３やナット４４で連結部材１４を接続し、この連結部材１４の下端に吸音板１３を取り付ければ、コンクリート橋梁１に吸音板１３が取付けられる。
【００２０】
以上のように、第一の留め具２０は、作業者が中空部に入って取り付け作業を行う必要が無く、床版１０または箱桁の下方で第一の留め具２０を操作するのみで、スリーブ２２の薄肉区間２２ｅと厚肉区間２２ｆを膨出させて中空部内に係止する屈曲部を形成することが可能であるため、施工が容易でかつ確実な定着が可能になる。
【００２１】
次に、第二の留め具３０の構成について図５乃至図８を参照して説明する。
第二の留め具３０は、ボルト３１とスリーブ３２と楔ナット３３とを備えている。スリーブ３２は軸方向の全長にボルト挿通孔３２ａが形成された筒状の部材であり、外周面にはメッシュ状の模様が刻設され、先端縁にはこれに向かって薄くなり内径が拡大する傾斜面３２ｆを有し、複数の孔３２ｂが基端部から所定長離れた周面に穿設され、この孔３２ｃによりスリーブ３２の内部と外部が連通している。またスリーブ３２の下端には軸方向に沿いかつ下端部に達する長さに形成した複数のスリット３２ｅが設けられており、実施例ではスリット３２ｅは等角度で４箇所に設けられ、スリーブ３２全長の２／５から１／２の長さを目安として形成される。さらに、スリーブ３２の外周には複数箇所に突起３２ｄが突設され、これらの突起３２ｄは、第二の留め具３０がコンクリート孔に挿通されたときに、孔内面に食い込んで係止するものである。
【００２２】
前記スリーブ３２のボルト挿通孔３２ａには、基端部の方からボルト３１が挿入される。このボルト３１は、ボルト頭３１ａと軸茎部３１ｅと螺子軸３１ｆとからなり、軸茎部３１ｅと螺子軸３１ｆとはほぼ同径に形成され、基端部から所定長離れた軸茎部３１ｅの周面には溝３１ｃが形成され、この溝３１ｃには材軸にほぼ直交する方向に横孔３１ｄが穿設され、さらに、軸茎部３１ｅにはボルト頭３１ａから材軸方向に延びて横孔３１ｄに達してこれと連通する縦孔３１ｂが穿設されている。そして、ボルト３１の軸茎部３１ｅはスリーブ３２よりも若干長く形成されている。
【００２３】
前記スリーブ３２に挿通されたボルト３１の螺子軸３１ｆには、楔ナット３３がねじ結合されている。楔ナット３３は、前記ボルト３１の螺子軸３１ｆにねじ結合する雌螺子部３２ｅを有するとともに、前記スリーブ３２の傾斜面３２ｆに当接する傾斜面３３ａを有する。
【００２４】
次に、第二の留め具３０を中空床版１０に取付ける方法について、図５を参照して説明する。
最初に、機械足場上でダイヤモンドドリルを使用して、中空床版１０の下面１０ａから上方に向けて貫通しない行き止り孔１６を穿設する。そして、第二の留め具３０に座金３４と連結部材５１を環装し、この第二の留め具３０を行き止り孔１６に挿設する。このとき、第二の留め具３０は、あらかじめボルト３１がスリーブ３２に挿入され、螺子軸３１ｆに楔ナット３３がねじ結合されている。このような状態で、行き止り孔１６に挿設された第二の留め具３０は、スリーブ３２の突起３２ｄが行き止り孔１６の内面に食い込んで係止しており、ボルト３１の六角頭部３１ａを工具などを用いて回転させる。ボルト３１を回転させると、ボルト３１のボルト頭３１ａは座金３４と連結部材５１により上方に移動不可能にされているため、ボルト３１は上方向に移動せずに図５の位置で停止した状態で回転し、一方、楔ナット３３の雌螺子部３３ｂは、回転する螺子軸３１ｆに導かれて下方に進むため、スリーブ３２のスリット３２ｅが設けられた区間は外側に向って拡がるように膨出する。ボルト３１を回転し続けると、スリット３２ｅが設けられた区間の変形はさらに進み、これが行き止り孔１６の内面に圧接し、ボルト３１の回転が困難になったときが締結完了となる。
第二の留め具３０の引張り耐力も、トルクレンチなどの工具により確認する。ボルト３１の締結が完了したら、ボルト頭３１ａの縦孔３１ｂからエポキシ樹脂等の樹脂材料を充填材として注入する。これにより、樹脂材料は縦孔３１ｂから横孔３１ｄを通って、溝３１ｃからボルト３１とスリーブ３２の隙間に流れ込むとともに、スリーブ３２の孔３２ｂを通過し、スリーブ３２と行き止り孔１６の隙間に満ちて、第二の留め具３０の定着をさらに確実なものにする。
最後に、二つの第二の留め具３０により固定された連結部材５１に、ボルト５３やナット５４で連結部材１４を接続し、この連結部材１４の下端に吸音板１３を取り付ければ、コンクリート橋梁１の両端部に吸音板１３を取付ける作業は完了する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のコンクリート橋梁では、床版下面と中空部とを連通させるか又は箱桁下面と内部空間とを連通させる貫通孔に、床版下面又は箱桁下面から第一の留め具が挿通され、該貫通孔に挿通された第一の留め具が中空部内面又は箱桁内面に係止する係止部を有し、第一の留め具により中空床版または箱桁の下方に後付け部材が支持されるので、この後付け部材は確実に支持されて落下の危険性が極めて少ないコンクリート橋梁を構築することができる。
【００２６】
本発明のコンクリート橋梁では、第一の留め具が一端に雌螺子部と細隙とを有する筒状部材と、この筒状部材に貫装されて雌螺子部に螺合する雄螺子部を有する軸部材とを備え、軸部材には一端部から所定位置の周面まで連通する孔が設けられ、筒状部材にも内周面から外周面に連通する孔が設けられ、筒状部材における細隙は両端縁に達しない長さに形成され、細隙の設けられた区間には相互に比較して肉厚が薄い箇所と厚い箇所とが設けられているため、雌螺子部と雄螺子部とを螺合し、筒状部材が共回りしないように停止した状態で軸部材を筒状部材内にねじ入れると肉厚が薄い箇所と厚い箇所が膨出し、この膨出した屈曲部が中空部内面または箱桁内面に係止する係止部となる。したがって、第一の留め具は膨出した屈曲部が中空部内面または箱桁内面に係止しているので、振動が繰り返し作用しても、第一の留め具は抜け落ちることはない。さらに、軸部材と筒状部材には充填材を注入できる孔が設けられているため、ここから充填材を注入すれば、この充填材が筒状部材の内外に満ちて、それ自体の腐蝕や振動による抜け落ち防止効果はさらに向上し、良好な耐久性能を有するコンクリート橋梁を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンクリート橋梁の横断面図である。
【図２】コンクリート橋梁に設けられた第一の留め具の断面図である。
【図３】第一の留め具の詳細図である。
【図４】（ａ）は図３の一点鎖線Ａ−Ａにおける断面図、（ｂ）は図３の一点鎖線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図５】コンクリート橋梁に設けられた第二の留め具の断面図である。
【図６】第二の留め具を構成する部材の詳細図である。
【図７】組み立てられた第二の留め具の詳細図である。
【図８】（ａ）は図６の一点鎖線Ｃ−Ｃにおける断面図、（ｂ）は図３の一点鎖線Ｄ−Ｄにおける断面図である。
【符号の説明】
１  コンクリート橋梁
１０  中空床版
１１  中空部
１２  吸音板
２０  第一の留め具
２１  軸部材
２１ｂ  縦孔
２１ｄ  横孔
２１ｆ  雄螺子部
２２  筒状部材
２２ｃ  孔
２２ｄ  細隙
２２ｅ  薄肉部
２２ｆ  厚肉部
２２ｇ  雌螺子部
３０  第二の留め具
３１  軸部材
３１ｂ  縦孔
３１ｄ  横孔
３１ｆ  雄螺子部
３２  筒状部材
３２  孔
３２ｅ  細隙
３２ｆ  傾斜面
３３  環状部材
３３ａ  傾斜面
３３ｂ  雌螺子部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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