(57)【要約】【課題】配筋用スペーサおよびそれを用いた配筋方法において、例えばセグメントの継手金具などに用いられる軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を配置する際、軸状部材との位置決めを正確に行うことができ、しかも作業が容易となるようにする。【解決手段】セグメントの雄型継手であるアネクター２や雌型継手であるコンダクター３などの軸状部材をスペーサ６の内周受部６ａに挿通し、スペーサ６の外周受部６ｂにスパイラル筋５を係止する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物に埋設される軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を配筋するための配筋用スペーサであって、
前記軸状部材を内部に挿通し、前記軸状部材の軸外周部に径方向に係止可能な軸係止部と、
該軸係止部の径方向外側の所定位置に、前記軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を係止可能な鉄筋係止部とを備えることを特徴とする配筋用スペーサ。
【請求項２】
前記鉄筋係止部の設けられた所定位置が、前記軸係止部の中心に対して略等距離とされたことを特徴とする請求項１に記載の配筋用スペーサ。
【請求項３】
前記軸状部材に対する前記軸係止部の係止位置が、軸方向に移動可能とされたことを特徴とする請求項１または２に記載の配筋用スペーサ。
【請求項４】
前記鉄筋係止部が、前記軸状部材の一部を囲繞する鉄筋の１本を係止するための幅を軸方向に有し、
該幅の範囲に全体の厚さを収めたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の配筋用スペーサ。
【請求項５】
セグメントの雄型継手または雌型継手を形成するための軸状部材を、請求項１〜４のいずれかに記載の配筋用スペーサの軸係止部に挿通して型枠内に配置し、
前記配筋用スペーサの鉄筋係止部に鉄筋を係止することにより、該鉄筋を、前記軸状部材の一部を囲繞する位置に配筋することを特徴とする配筋用スペーサを用いた配筋方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配筋用スペーサおよびそれを用いた配筋方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、トンネルの覆工体を構成するセグメントの接合構造としては、ボルト・ナットに代わって、セグメント同士を突き合わさせることにより、互いに接合するものが用いられている。
このようなセグメントの接合構造をとるものに、例えば、一方のセグメントに円筒状に形成されセグメントの接合端面から突出された雄型継手金具を設け、他方のセグメントに雄型継手金具よりもわずかに小径の円筒状に形成されその周囲に雄型継手金具挿入時の膨張を吸収する樹脂フォームを配した雌型継手金具を設け、雄型継手金具、雌型継手金具を互いに嵌合させながら、互いの接合端面を突き合わせるものがある。これらの継手金具は、コンクリートに埋設される端部側にフランジ部を設けてコンクリートに定着することにより接合時の圧縮力に抗するようになっている。
このようなセグメントの製造に関して、特許文献１には、継手金具の型枠への取付構造が記載されている。しかしながら、特許文献１には、継手金具の周りにスパイラル筋などの鉄筋を配筋する場合についての記載は特にない。
従来、スパイラル筋などの鉄筋は他の鉄筋と結合されて位置決めされることにより型枠内に配置されていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３２６２１２号公報（第２−４頁、図１、６、９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のセグメントの製造にあたっては、以下のような問題があった。
上記のようなセグメントは、円筒状の継手金具に設けられたフランジ部で定着されているために、挿入時に受ける軸方向の荷重がフランジ部に集中し、そこからコンクリートのひび割れが発生しやすくなっており、その周囲にスパイラル筋などの補強筋を配筋してひび割れを防止していた。補強筋が継手金具の中心からずれて配筋されると、ひび割れ強度にばらつきが生じ場所により強度低下が起こるから、補強筋の位置決めは正確に行う必要があった。
一方、スパイラル筋などの補強筋を他の鉄筋と結合して型枠内に位置決めする従来の配筋方法では、ラフに位置決めされた他の鉄筋を基準に配筋するため、スパイラル筋の継手金具に対する位置関係のばらつきが大きくなり、その結果、ひび割れ強度などにばらつきが生じるという問題があった。また、配筋の作業も手間のかかる作業となるという問題があった。
特許文献１に記載の技術によれば、固定用の筒部材を型枠の外側に設けることにより、継手金具を型枠に対して正確に位置決めする取付構造が記載されているが、継手金具の周りに配置するスパイラル筋などの補強筋をこのような型枠の外側に取り付ける部材により位置決めすることは困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、例えばセグメントの継手金具などに用いられる軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を配置する際、軸状部材との位置決めを正確に行うことができ、しかも作業が容易となる配筋用スペーサおよびそれを用いた配筋方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、コンクリート構造物に埋設される軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を配筋するための配筋用スペーサであって、前記軸状部材を内部に挿通し、前記軸状部材の軸外周部に径方向に係止可能な軸係止部と、該軸係止部の径方向外側の所定位置に、前記軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を係止可能な鉄筋係止部とを備える。
この発明によれば、軸状部材を軸係止部に挿通し、軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を鉄筋係止部に係止することにより、軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を軸状部材の中心から離れた所定位置に配置することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の配筋用スペーサにおいて、前記鉄筋係止部の設けられた所定位置が、前記軸係止部の中心に対して略等距離とされたことを特徴とする
この発明によれば、鉄筋係止部が軸係止部の中心から略等距離に配置されているので、軸状部材の中心軸に対して略等距離の位置で鉄筋が軸状部材を囲繞するようにすることができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の配筋用スペーサにおいて、前記軸状部材に対する前記軸係止部の係止位置が、軸方向に移動可能とされた構成とする。
この発明によれば、軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を軸状部材の軸方向位置に容易に移動して適宜位置に設置することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の配筋用スペーサにおいて、前記鉄筋係止部が、前記軸状部材の一部を囲繞する鉄筋の１本を係止するための幅を軸方向に有し、該幅の範囲に全体の厚さを収めた構成とする。
この発明によれば、薄型、軽量の配筋スペーサとすることができるので、製作コストを低減し、作業性を向上することができる。ここで、鉄筋の１本を係止するための幅とは、隣接する鉄筋とのピッチより幅が小さく、軸方向に隣り合う鉄筋を２本同時に係止することのない幅を言うものとする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、配筋用スペーサを用いた配筋方法において、セグメントの雄型継手または雌型継手を形成するための軸状部材を、請求項１〜４のいずれかに記載の配筋用スペーサの軸係止部に挿通して型枠内に配置し、前記配筋用スペーサの鉄筋係止部に鉄筋を係止することにより、該鉄筋を、前記軸状部材の一部を囲繞する位置に配筋する。
この発明によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の発明と同様の作用を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、実施形態が異なる場合でも、同一または相当する部材には同一符号を付し、共通する説明は省略する。
本発明の実施形態に係る配筋用スペーサについて説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る配筋用スペーサの一例について説明するための正面説明図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面説明図である。図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る配筋用スペーサを用いてセグメントの雌型継手の周りにスパイラル筋を配筋した様子を示すセグメント厚さ方向の断面説明図である。図２（ｂ）は、同じく雄型継手の周りにスパイラル筋を配筋した様子を示すセグメント厚さ方向の断面説明図である。
本実施形態の配筋用スペーサは、例えば鉄筋コンクリート製セグメントおよび合成セグメントなどの継手として設けられる軸状部材の一部を囲繞して配置されるスパイラル筋５を、軸状部材に対して径方向に精度よく位置決めして配筋するためのスペーサである。
本実施形態のスパイラル筋５は、直径ｄの鉄筋が、直径Ｄ３の円筒面に外接する適宜ピッチの螺旋状に巻かれてなるものである。
【００１２】
図１に示したように、本実施形態のスペーサ６（配筋用スペーサ）は、円環状のリング部６ｃの周方向を略３等分する軸上にそれぞれ、径方向外側に向かって突状に延びるアーム部６ｄと、径方向内側にリング部６ｃの内径より高さｈだけ突出した突状の内周受部６ａ（軸係止部）とを設けた厚さＷ１の略平板状の部材である。内周受部６ａは、本実施形態では直径Ｄ１の仮想円上に整列されている。
アーム部６ｄの径方向外側には、図１（ｂ）に示したように、厚さ方向の略中央において周方向に延びる溝を有する外周受部６ｂ（鉄筋係止部）が設けられている。それぞれの外周受部６ｂの溝底は、直径Ｄ２の仮想円上に整列されている。外周受部６ｂの溝は、スパイラル筋５に用いる鉄筋の直径ｄを係止できる形状であればよく、円弧状、Ｖ字状、コ字状などの形状が採用できる。円弧状の場合は直径ｄと同等かやや大きい径とすることが好ましい。
安定してスパイラル筋５を係止するためには、Ｗ１＞ｄとすることが好ましい。作業性がよい軽量の部材とし、材料費を低減するためには、Ｗ１は薄くする方がよい。
【００１３】
スペーサ６の材質はコンクリート構造物内部に埋設することができれば、どのような材質でもよく、例えば、金属、合成樹脂などが採用できる。なお、上記ではスペーサ６は平板状として説明したが、例えば射出成形法などにより合成樹脂で製作する場合は、上記の板厚Ｗ１より薄い平均肉厚として、リブなどで剛性をおぎなうような形状が採用できることは言うまでもない。
なお、上記の直径Ｄ１、Ｄ２の設定値やその意義については、以下のスペーサ６を用いた配筋方法の説明の中で述べる。
【００１４】
スペーサ６を用いたスパイラル筋５の配筋方法について、スペーサ６をセグメント１Ａ、１Ｂ（コンクリート構造物）に用いた例によって説明する。
まず、本実施形態によりスパイラル筋５を配筋してコンクリートを打設して製作されたセグメント１Ａ、１Ｂの構成について簡単に説明する。
図２（ａ）に示したセグメント１Ａは、コンダクター３（軸状部材）を雌型継手として接合面１ａにおいて雄型継手を有するセグメント１Ｂと接合する鉄筋コンクリート製セグメントである。
コンダクター３は、略円筒状の筒部３ａとその一方の端部にフランジ部３ｂとが設けられた筒状部材からなる。そして、フランジ部３ｂを奥側にして接合面１ａに対して中心軸が垂直となる姿勢で、コンダクター３の先端側が接合面１ａからわずかに没した状態でセグメント１Ａに埋め込まれている。
筒部３ａは、外径がＤ０とされ、接合面１ａ側の所定範囲にわたって、その外周部とコンクリート１ｂとの間には、例えばポリエチレンフォームなどからなる発泡樹脂４が配置されている。発泡樹脂４は、雄型継手である軸状部材がコンダクター３に挿入されたとき、筒部３ａの膨張を吸収して、セグメント１Ｂのひび割れを防止するための緩衝部材である。
筒部３ａの内部の奥側には、コンクリート１ｂが所定深さまで打設され、底部３ｃを形成している。
コンダクター３の周囲には、セグメント１Ａを所定強度とするための鉄筋７、８が配筋されている。
一方、コンダクター３のフランジ部３ｂ近傍には、内周受部６ａに筒部３ａが挿通された状態でスペーサ６が係止されている。そして軸方向の所定長さにわたってコンダクター３を囲繞するようにスパイラル筋５が配筋されている。スパイラル筋５は、スペーサ６の外周受部６ｂに内周側から係止されている。スパイラル筋５の旋回中心軸はコンダクター３の中心軸と略同軸とされている。
【００１５】
一方、図２（ｂ）に示したセグメント１Ｂは、コンダクター３、発泡樹脂４に代えて雄型継手であるアネクター２（軸状部材）を設けている。
アネクター２は、先端が丸みを帯び、後端の外周側にフランジ部２ｃを備えた、例えば鋼管などからなる筒状部材内部にモルタルなどを打設してなる。先端側の突出部２ａが接合面１ａから接合面１ａに対して垂直方向に突出させられ、後端側の埋込部２ｂがセグメント１Ｂの内部に埋め込まれている。
そして、フランジ部２ｃの近傍の埋込部２ｂにおいて、上記と同様にスペーサ６が係止され、スペーサ６にスパイラル筋５が係止されている。
アネクター２がコンダクター３に挿入される場合は、コンダクター３の内径よりも圧入代だけ大きい外径を有する必要があるが、ここでは、説明を簡単にするために、コンダクター３の外径と同じ直径Ｄ０を有するものとする。
【００１６】
本実施形態の配筋用スペーサを用いた配筋方法では、セグメントを打設する型枠内に、鉄筋７、８を周知の方法により型枠から所定位置だけ離して配筋する。そして、接合面１ａを形成する型枠面に対する所定位置に、スペーサ６を埋込部２ｂに挿通したアネクター２、またはスペーサ６を筒部３ａに挿通したコンダクター３を配置する。
そしてスパイラル筋５をそれぞれのフランジ部２ｃ、３ｂの近傍位置で、アネクター２、コンダクター３を囲繞するように配置し、スペーサ６の３箇所の外周受部６ｂをスパイラル筋５の内周側に当接させる。
もし必要であれば、スペーサ６をそれぞれ軸方向に移動させ、スパイラル筋５の配置位置を調整する。
このようにして、図２（ａ）、（ｂ）に示したような配筋を行うことができる。
【００１７】
ここで、このような配筋が可能となるスペーサ６の条件について説明する。
スペーサ６の３箇所の外周受部６ｂは、Ｄ２＞Ｄ３である直径Ｄ２上に整列されており、スパイラル筋５の内周側からそれぞれスパイラル筋５に係止可能とされている。このとき、スペーサ６は、直径Ｄ２の値に応じて、スパイラル筋５の旋回中心軸に対して斜めに所定角度θで交差する姿勢をとる。
一方、内周受部６ａは、Ｄ１＞Ｄ０である直径Ｄ１上に整列されており、それらが直径Ｄ０の円筒面を有する筒部３ａ（埋込部２）上で略３点接触するとき、円筒面の中心軸に対して傾斜して交差する。このときの角度は、上記の所定角度θと等しくなるようにしておく。
このようにすれば、スペーサ６が内周受部６ａを筒部３ａ（埋込部２ｂ）に係止され、外周受部６ｂがスパイラル筋５に係止されたとき、スパイラル筋５が筒部３ａ（埋込部２ｂ）と略同軸に配置されるものである。そして、内周受部６ａは、円筒面に略３点接触しているので、軸方向に容易に移動することができる。
【００１８】
ところで、円筒面を斜めに切断した切り口は楕円となるので、内周受部６ａを円上に整列させた場合、厳密には円筒面上に斜めに交差しつつ３点接触させることはできず、径方向に多少のガタが生ずることになる。このガタはスパイラル筋５の径方向の配置誤差となるが、直径Ｄ１を適宜の大きさとすることにより、許容範囲内に収めることができる。ただし、内周受部６ａが楕円上に整列するようにしてガタをなくし、より高精度の位置決めを行うようにしてもよいことは言うまでもない。
【００１９】
このような本実施形態の配筋用スペーサおよびそれを用いた配筋方法によれば、スペーサ６を軸状部材であるアネクター２、コンダクター３に係止し、スペーサ６の内周受部６ａと外周受部６ｂとの間の位置関係によりスパイラル筋５を位置決めするので、周囲の鉄筋７、８に対する位置関係から位置決めする場合に比べて、軸状部材に対してより直接的な位置決めをすることができるから、正確な位置決めができるという利点がある。
【００２０】
また、スペーサ６をアネクター２（コンダクター３）に係止するにはそれぞれを内周受部６ａに挿入するだけでよく、スパイラル筋５を係止するには、３箇所の外周受部６ｂの溝に鉄筋はめ込んで係止するだけでよいので、きわめて容易に作業ができるという利点がある。
また、内周受部６ａがアネクター２（コンダクター３）の軸方向に沿って移動可能となっているので、スパイラル筋５を係止した状態でも容易に軸方向の位置調整ができるという利点がある。
特に、セグメント１Ａ、１Ｂには一般に多数のアネクター２（コンダクター３）が設けられる。したがって、例えばトンネル周方向に所定ピッチをおいてそれらが配置される。鉄筋７、８の配筋パタンとアネクター２（コンダクター３）との間には関連性がないから、鉄筋７、８との関係においてスパイラル筋５を位置決めする場合、場所によって鉄筋７、８に対する位置や距離が異なるため、きわめて手間のかかる作業となる。一方、本実施形態では、どの配置場所でも同じ作業となり、しかも個々の作業性が向上するから、全体として飛躍的に生産性を向上できるという利点がある。
【００２１】
次に、本実施形態の配筋用スペーサの変形例について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る配筋用スペーサの変形例について説明するための正面視説明図およびそのＢ−Ｂ断面視説明図である。
本変形例のばね型スペーサ３０（配筋用スペーサ）は、円弧状または弓形状に湾曲し、短手方向幅がＷ２（Ｗ２＜ｄ）とされた板ばね部３０ａ、３０ａが、円弧状または弓形状の端部である外周受部３０ｂ、３０ｂ（鉄筋係止部）において所定角度で接合され、正面視で略紡錘状とされたばね部材である。
外周受部３０ｂの近傍には、板ばね部３０ａの短手方向端部から湾曲の凸側方向に曲げ起こされて、板ばね部３０ａの短手方向断面において略コ字状の溝を形成する鉄筋ガイド３０ｃ、３０ｃが設けられている。
ばね型スペーサ３０は、外周受部３０ｂ、３０ｂを外側から圧縮してその距離をＤ２としたときに、板ばね部３０ａの中央に位置する軸挟持部３０ｄ、３０ｄ（軸係止部）の間隔が距離Ｄ１となる寸法とされている。そして、このとき、スパイラル筋５を径方向内周側から外周受部３０ｂ、３０ｂにより係止し、軸方向には鉄筋ガイド３０ｃ、３０ｃの間に挟んで係止することが可能となっている。このようなばね型スペーサ３０は、例えばばね鋼などの板金部材や、合成樹脂などにより製作することができる。
【００２２】
本変形例のばね型スペーサ３０は、軸挟持部３０ｄ、３０ｄを離間させるように押し開いてアネクター２、コンダクター３を挿通させ、それぞれの中心軸に対して所定角度傾けてスパイラル筋５を外周受部３０ｂ、３０ｂに係止させることにより、スパイラル筋５を筒部３ａ（埋込部２ｂ）と同軸となる所定位置に係止することができる。筒部３ａ（埋込部２ｂ）は、板ばね部３０ａの変形による弾性力で挟持されて係止されているだけなので、軸方向へ移動させることは容易である。これに対して、ばね型スペーサ３０を径方向に移動させると、板ばね部３０ａが非対称な変形を起こす結果、挟持された筒部３ａ（埋込部２ｂ）を径方向中央へ押し戻す分力が発生するから、ばねの弾性力を適宜の大きさとすることにより、筒部３ａ（埋込部２ｂ）を常に軸挟持部３０ｄで挟持することができる。本変形例によれば、ばねの弾性を用いて取り付けるので、作業性が向上するという利点がある。
なお、本変形例では形状が簡単な紡錘状として説明したが、軸状部材を確実に軸挟持部３０ｄに挟持するために、軸挟持部３０ｄの近傍の曲率を変えたり、係止突起を設けたりしてもよい。
【００２３】
なお、上記の説明では、スペーサ６は平板状として説明したが、例えば内周受部６ａのみを取付時の所定角度θに合わせた方向に延ばし、内周受部６ａを筒部３ａ（埋込部２ｂ）に係止したとき、角度がより安定するような形状としてもよい。
【００２４】
また、上記の説明では、スペーサ６、３０は、いずれもスパイラル筋５の鉄筋の１本分が係止できるものとし、スパイラル筋５に対して、それぞれ１個用いる例で説明したが、スパイラル筋５の長さに合わせていくつ用いてもよい。例えば、スパイラル筋５の両端部に１個ずつ用いれば、比較的長いスパイラル筋５でも、筒部３ａ（埋込部２ｂ）と同軸とすることができるという利点がある。
【００２５】
また、上記の説明では、軸状部材の一部を囲繞する鉄筋が軸状部材と略同軸に配置される例で説明したが、配筋用スペーサの形状を変えることにより、径方向に偏芯させてもよい。例えば、軸状部材に曲げ荷重などがかかる場合など、応力分布が必ずしも回転対称にならなければ、その応力分布に応じて鉄筋が配置されるように偏芯させてもよい。
【００２６】
また、上記の説明では、軸状部材の一部を囲繞する鉄筋をスパイラル筋として説明したが、軸状部材を囲繞して配置する鉄筋であれば、スパイラル筋に限らず、例えば箱形の格子状に組まれた鉄筋などでもよい。
また、上記の説明では、セグメントの継手金具に対して用いた例で説明したが、本発明の用途はこれに限定されるものではなく、広くコンクリート構造物に埋設される軸状部材とそれを囲繞して設けられる鉄筋に対して好適に用いることができるものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項１に記載の発明では、軸状部材を軸係止部に挿通し、軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を鉄筋係止部に係止することにより、軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を軸状部材の中心から離れた所定位置に配置することができるから、軸状部材に対して直接的に位置決めすることで正確に配置することができ、しかも簡単な作業で配置することができるという効果を奏する。
【００２８】
請求項２に記載の発明では、軸状部材の中心軸に対して略等距離の位置で鉄筋が軸状部材を囲繞するようにすることができるので、鉄筋の補強効果を軸周りに均等とすることができるから、強度ばらつきの少ないコンクリート構造物とすることができるという効果を奏する。
【００２９】
請求項３に記載の発明では、軸状部材の一部を囲繞する鉄筋を軸状部材の軸方向位置に容易に移動して適宜位置に設置することができるので、作業性を向上することができるという効果を奏する。
【００３０】
請求項４に記載の発明では、薄型、軽量の配筋スペーサとすることができるので、製作コストを低減し、作業性を向上することができるという効果を奏する。
【００３１】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の配筋用スペーサを用いるので、請求項１〜４のいずれかに記載の発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る配筋用スペーサの一例について説明するための正面視説明図およびＡ−Ａ断面視説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る配筋用スペーサを用いてセグメントの継手の周りにスパイラル筋を配筋した様子を示すセグメント厚さ方向の断面視説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る配筋用スペーサの変形例について説明するための正面視説明図およびＢ−Ｂ断面視説明図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ  セグメント（コンクリート構造物）
１ａ  接合面
２  アネクター（軸状部材）
３  コンダクター（軸状部材）
５  スパイラル筋（軸状部材の一部を囲繞する鉄筋）
６  スペーサ（配筋用スペーサ）
６ａ  内周受部（軸係止部）
６ｂ  外周受部（鉄筋係止部）
３０  ばね型スペーサ（配筋用スペーサ）
３０ｂ  外周受部（鉄筋係止部）
３０ｃ  鉄筋ガイド（鉄筋係止部）
３０ｄ  軸挟持部（軸係止部）
【図１】
2004278223.tif 000003
【図２】
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【図３】
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