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文檔簡介

1、簡支梁靜載試驗(yàn)方案靜載彎曲抗裂性試驗(yàn)是檢驗(yàn)簡支梁梁體質(zhì)量最直接、最根本的方法。試驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)施均必須嚴(yán)格按照中華人民共和國鐵道部部標(biāo)預(yù)應(yīng)力砼鐵路簡支梁靜載彎曲抗裂試驗(yàn)方法及評定標(biāo)準(zhǔn)(TB/T2092-2003)執(zhí)行。一、簡支梁在下列情況下應(yīng)進(jìn)行靜載彎曲試驗(yàn) 1.1采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝進(jìn)行試生產(chǎn)時(shí); 1.2生產(chǎn)條件有較大變動(dòng)時(shí); 1.3 出現(xiàn)影響承載能力的缺陷時(shí); 1.4 交庫資料不全或?qū)Y料發(fā)生懷疑時(shí); 1.5 在正常生產(chǎn)條件下,每批60孔或連續(xù)三個(gè)月(三個(gè)月產(chǎn)量不足60孔時(shí))抽驗(yàn)一片。 1.6發(fā)放生產(chǎn)許可證或產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)對不同類別的簡支梁各抽驗(yàn)一孔。抽樣原則:按最不利原則一次抽

2、取孔(一孔為首次試驗(yàn)梁,兩孔為加倍試驗(yàn)備用梁)。二、試驗(yàn)所需設(shè)備、儀器及要求2.1 靜載試驗(yàn)在固定的試驗(yàn)臺座上進(jìn)行。2.2 試驗(yàn)所用的試驗(yàn)臺座、反力架、千斤頂、油泵、標(biāo)準(zhǔn)油壓表等加力設(shè)備和計(jì)量儀器,其工作能力控制在1.52.5倍最大試驗(yàn)荷載之間。2.3試驗(yàn)所用的計(jì)量設(shè)備、儀器、儀表、鋼卷尺等均經(jīng)法定計(jì)量檢定部門檢定合格,且在有效期限內(nèi)使用。2.4 反力架的加載間距、千斤頂、油泵、壓力表使用數(shù)量根據(jù)梁的跨度經(jīng)計(jì)算確定。加載計(jì)算按部頒標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力砼鐵路簡支梁靜載彎曲抗裂試驗(yàn)方法及評定標(biāo)準(zhǔn)(TB/T2092-2003)進(jìn)行。加載數(shù)據(jù)由設(shè)計(jì)院提供。2.5 壓力表精度0.4級,最小刻度值0.2MPa,最小

3、表盤直徑150mm,其表盤最大讀數(shù)60MPa。2.6試驗(yàn)梁體所用的支座與設(shè)計(jì)相符,梁兩端支座高差不大于10mm,同一支座兩側(cè),高差不應(yīng)大于2mm。箱梁四支點(diǎn)不平整度不大于2mm。 試驗(yàn)所需設(shè)備、儀器 表1序號項(xiàng) 目使用數(shù)量備 注1加 力 架5副2加載千斤頂(300t)16臺1臺備用3油 泵(ZB4-500)16臺1臺備用4油 表 (0.4級)16塊1塊備用5油 表 (0.4級)16塊1塊備用6鋼卷尺(50m)2把分度值1mm7測力計(jì)(200N)2把分度值4N8記錄文件夾6個(gè)9百分表(量程30mm)6塊最小分度值0.05mm10磁性表座6個(gè)11普通放大鏡(10倍)6塊直徑50mm12刻度放大鏡(

4、10倍)2塊最小分度值0.02mm13紅 藍(lán) 鉛 筆10支14喊 話 器1個(gè)15秒 表2塊16梯 子2把三、 簡支梁靜載試驗(yàn)時(shí)間:在梁體砼承受全部預(yù)應(yīng)力30天后進(jìn)行,以使試驗(yàn)時(shí)外加荷載在跨中最下層預(yù)應(yīng)力筋中所產(chǎn)生的最大應(yīng)力不超過彈性極限。不足30天時(shí)由設(shè)計(jì)方檢算確定。四、 千斤頂、主油表的校驗(yàn) 4.1 試驗(yàn)前必須將千斤頂和油表匹配,并在不低于三級的試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行標(biāo)定。其校驗(yàn)方法是:將試驗(yàn)機(jī)油門封閉,然后向千斤頂充油,用千斤頂頂壓力機(jī)的方式分級加載進(jìn)行校正,重復(fù)三次,取匹配油壓表上的讀數(shù)平均值,按規(guī)定格式記錄,并計(jì)算出千斤頂?shù)男r?yàn)回歸方程。線性回歸系數(shù)不小于0.999,并根據(jù)加載等級計(jì)算各級荷載下

5、的表示值,各級荷載下應(yīng)以壓力表的表盤整讀數(shù)(MPa)對應(yīng)壓力機(jī)的表盤讀數(shù)(kN)。 4.2 分級加載的噸位不得大于最大控制荷載的10%,加載速度不大于3kN/s,標(biāo)定荷載不小于加載最大值的1.1倍,且持荷10min。4.3 千斤頂與油表匹配后的最大測讀誤差不得超過最大控制荷載的0.5%。千斤頂?shù)男U禂?shù)不得大于1.05。五、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作5.1 梁兩端支座的相對高差不大于10mm,同一支座兩側(cè)或同一端支座高差不大于2mm;箱梁四支點(diǎn)不平整度不大于2mm。5.2在試驗(yàn)臺縱向中心線上,標(biāo)出與待試驗(yàn)梁支座中心線相符的位置,再安裝支座,支座底下用砂墊平。 5.3 試驗(yàn)梁移入臺座對中后,在梁頂標(biāo)出腹板

6、中心線作為梁體加載中心線,并根據(jù)加載點(diǎn)的布置要求標(biāo)出加載點(diǎn)位置,安裝加力架。5.4 每一個(gè)加載點(diǎn)用砂墊平,上蓋鋼板,用水平尺量靠水平后,再安放千斤頂,千斤頂與加力橫梁底的接觸面加墊石棉墊。5.5千斤頂中心與梁頂加載中心線縱橫向位置偏差均不大于10mm,各千斤頂中心與加力架橫梁中心縱橫向偏差均不大于10mm。 5.6 試驗(yàn)梁加載前應(yīng)將梁體表面清理干凈,特別是梁體下翼緣,必要時(shí)應(yīng)以清水洗凈。然后采用10倍放大鏡對梁體跨中兩側(cè)1/2跨度范圍內(nèi)的下緣和梁底面進(jìn)行外觀檢查,對初始裂縫(表面收縮裂紋和表面損傷裂縫)及局部缺陷用藍(lán)色鉛筆詳細(xì)描出。此時(shí)如發(fā)現(xiàn)梁體已存在裂紋,應(yīng)經(jīng)研究,確認(rèn)為允許裂紋且在允許寬度

7、以內(nèi),并以藍(lán)色鉛筆標(biāo)出,以便區(qū)別。 5.7 在支座中心、跨中設(shè)置撓度觀測點(diǎn)。 六、 加載計(jì)算方法 6.1 荷載采用對稱布置,根據(jù)加載圖式計(jì)算a值:對于32m梁等效集中荷載采用五點(diǎn)加載,跨中設(shè)一集中荷載,其余在其左右對稱布置,各荷載縱向間距均為4m,橫向每排采用3點(diǎn)加載如圖1。圖1 加載圖式 n 跨中彎矩:M=R×L/2- P×Xi =P*a得出a i=1 式中:R支點(diǎn)反力,kN; L計(jì)算跨度,m; P各加載點(diǎn)所施加的荷載,kN; Xi各加載點(diǎn)至跨中距離,m; a相關(guān)系數(shù)(等效力臂),m。 6.2 計(jì)算未完成的應(yīng)力損失值: s=(1-1)L6+(1-2)L5式中:L6、L5分

8、別為砼收縮徐變與鋼筋松弛應(yīng)力損失值,MPa; 1、2分別為砼收縮徐變與鋼筋松弛應(yīng)力損失完成率。 6.3 計(jì)算未完成應(yīng)力損失的補(bǔ)償彎矩Ms:(kN·m) Ms=s*Ay(Wo/Ao+eo)*1000 式中:Ay跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積,m2; Wo對跨中截面下邊緣換算截面抵抗矩,m3; Ao跨中換算截面面積,m2; eo預(yù)應(yīng)力合力中心至換算截面重心軸的距離,m。 6.4 計(jì)算基數(shù)級荷載跨中彎矩: 當(dāng)防水層已鋪設(shè)時(shí):Mka=Md*kq/kp +Ms-Ms 當(dāng)防水層未鋪設(shè)時(shí):Mka=Md*kq/kp +Ms-Ms+Mf* kq/kp 式中:Md道碴線路設(shè)備質(zhì)量對跨中彎矩,kN·

9、m; Ms加載設(shè)備質(zhì)量對跨中彎矩,kN·m; Mf防水層質(zhì)量對跨中彎矩,kN·m。 6.5 計(jì)算基數(shù)級荷載:Pka=Mka/a(kN) 6.6 計(jì)算各加載級下跨中彎矩: 當(dāng)防水層已鋪設(shè)時(shí): Mk=k(Mz+Md+Mh+Mf)*kq/kp+Ms-Mz*kq/kp -Mf*kq/kp-Ms 當(dāng)防水層未鋪設(shè)時(shí): Mk=k(Mz+Md+Mh+Mf)*kq/kp+Ms-Mz*kq/kp-Ms 式中:Mh活載對跨中彎矩,kN·m; Mz梁體質(zhì)量對跨中彎矩,kN·m; k加載系數(shù)。 6.7 計(jì)算各加載級之荷載值:Pk=Mk/a(kN) 6.8 計(jì)算靜活載系數(shù): kb=

10、Mh/(1+u)+Mz+Md+Mf/(Mz+Md+Mh+Mf) 式中:1+u動(dòng)力系數(shù)。 6.9 計(jì)算靜活載級下的跨中彎矩: Mkb按第6條之公式以kb代替k求之,或用下式求出: Mkb=Mh/(1+u)+Mka6.10 計(jì)算靜活載級荷載:Pkb=Mkb/a七、加載程序(以無聲屏障32m直線梁為例) 7.1、靜載試驗(yàn)的加載分兩個(gè)循環(huán)進(jìn)行。以加載系數(shù)K表示加載等級,加載系數(shù)K是加載試驗(yàn)中梁體跨中承受的彎矩與設(shè)計(jì)彎矩之比。試驗(yàn)準(zhǔn)備工作結(jié)束后梁體承受的荷載狀態(tài)為初始狀態(tài);基數(shù)級下梁體承受的彎矩指梁體質(zhì)量與二期恒載質(zhì)量對跨中彎矩之和。全預(yù)應(yīng)力梁各循環(huán)的加載等級: 、第一加載循環(huán) 初始狀態(tài)基數(shù)級(3min

11、)0.80(3min)靜活載級(3min)1.0(20min)靜活載級(1min)基數(shù)級(1min)初始狀態(tài)(10min)。 、第二加載循環(huán) 初始狀態(tài)基數(shù)級(3min)0.80(3min)靜活載級(3min)1.0(5min)1.05(5min)1.10(5min)1.15(5min)1.20(20min)1.10(1min)靜活載級(1min)基數(shù)級(1min)初始狀態(tài)。當(dāng)在第二加載循環(huán)中不能判斷是否已出現(xiàn)受力裂縫時(shí),應(yīng)進(jìn)行受力裂縫驗(yàn)證加載。驗(yàn)證加載從第二加載循環(huán)卸載至靜活載級后開始。驗(yàn)證加載: 靜活載級(5min)1.0(5min)1.05(5min)1.10(5min)1.15(5min

12、)1.20(5min) 1.10(1min)靜活載級(1min)基數(shù)級(1min)初始狀態(tài)。 7.2 加荷和卸載均不宜過快。加載速度應(yīng)不超過3kN/s。 7.3 在規(guī)定持荷時(shí)間內(nèi),加載人員應(yīng)密切注意油壓變化,并隨時(shí)予以調(diào)整。 7.4 千斤頂加載時(shí),只允許由低向高加壓達(dá)到加載值。不允許以油壓超過某規(guī)定加載值后再減少油壓辦法達(dá)到規(guī)定加載值進(jìn)行試驗(yàn),因油壓千斤頂有反向摩阻,會(huì)產(chǎn)生虛假加載值。 7.5 加載過程中,若發(fā)生油頂漏油,迫使停止加載或需要更換設(shè)備,均須按上述卸載程序分級卸載到零,然后進(jìn)行處理。再按上述加載程序要求,重新進(jìn)行試驗(yàn)。 7.6梁體不宜在荷載情況下保持過長時(shí)間,加載程序應(yīng)一次連續(xù)完成

13、。在規(guī)定持荷時(shí)間內(nèi),負(fù)責(zé)加載及油壓測讀人員不得離開崗位,應(yīng)密切注意油壓變化,精心操作。 7.7 加載或卸載時(shí),千斤頂保持同步。 7.8 試驗(yàn)中應(yīng)詳細(xì)作好各項(xiàng)資料記錄。對試驗(yàn)中出現(xiàn)的異常情況,更要仔細(xì)記錄,以便分析處理。 八、試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算、驗(yàn)證及評定8.1 每級加載后均應(yīng)測量梁體兩側(cè)各點(diǎn)豎向位移變化,以同一截面的兩側(cè)平均值作為相應(yīng)截面的豎向位移量或支座沉降量。以跨中截面的豎向位移量減去支座沉降量即為該級荷載下的跨中實(shí)測豎向撓度值。實(shí)測靜活載撓度值為靜活載級下實(shí)測撓度減去基數(shù)級下實(shí)測撓度(f實(shí)測),修正后的實(shí)測靜活載撓度為實(shí)際靜活載撓度(f實(shí)際)。第二循環(huán)靜活載作用下,實(shí)際靜活載撓度合格評定標(biāo)準(zhǔn)

14、:f實(shí)際=f實(shí)測f設(shè)計(jì)×1.05。 8.2 受力裂縫的驗(yàn)證及開裂荷載等級的判定當(dāng)梁體在某級荷載下或加載過程中,由梁體下翼緣側(cè)面延至底部邊角或直接在梁底部邊角、梁底面上出現(xiàn)的受力裂縫(即判定裂縫),應(yīng)經(jīng)過驗(yàn)證,才能判定梁體是否開裂。 8.2.1當(dāng)在某荷載等級下(最大荷載等級除外)的持荷時(shí)間內(nèi),梁體在下緣側(cè)面、底部邊角、梁底面發(fā)現(xiàn)受力裂縫,按加載程序規(guī)定加至后一級荷載后,受力裂縫延長擴(kuò)展或在上述區(qū)域又發(fā)現(xiàn)新的受力裂縫,即判定該加載等級與前一級加載等級的平均加載等級為抗裂等級,全預(yù)應(yīng)力梁抗裂不合格。 8.2.2當(dāng)在某荷載等級加載至后一級荷載等級的過程中,梁體在下緣側(cè)面、底部邊角、梁底面發(fā)現(xiàn)

15、受力裂縫,按加載程序規(guī)定加至后一級荷載等級后,受力裂縫延長擴(kuò)展或在上述區(qū)域又發(fā)現(xiàn)新的受力裂縫,即判定該加載等級為抗裂等級,全預(yù)應(yīng)力梁抗裂不合格。8.2.3當(dāng)在最大加載等級的持荷時(shí)間內(nèi),梁體下緣底面發(fā)現(xiàn)受力裂縫或下緣側(cè)面受力裂縫延伸至梁底邊,在持荷20min后,對全預(yù)應(yīng)力梁分級卸載至靜活載級,按重復(fù)開裂驗(yàn)證循環(huán)重新加載至K=1.20級,如裂縫在卸載至靜活載級后閉合,重新加載至最大加載等級級過程中裂縫張開,即評定該加載等級為抗裂等級,全預(yù)應(yīng)力梁抗裂不合格。昌九城際鐵路鐵路有碴軌道雙線簡支箱梁靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖號通橋(2007)2224-跨度L=31.5m有無聲屏障無聲屏障有聲屏障梁別曲線直線曲線直線抗

16、裂安全系數(shù)Kf1.351.371.321.35靜活載撓跨比f/L1/37061/37061/37061/3706撓度 8.3 試驗(yàn)結(jié)果評定標(biāo)準(zhǔn) 8.3.1梁體在K=1.20級荷載作用下,梁體下緣底面未發(fā)現(xiàn)受力裂縫或下緣側(cè)面(包括倒角、圓弧過渡段)的受力裂縫未延伸至梁底邊,且在靜活載作用下的撓度合格,則判定為靜載試驗(yàn)合格。 8.3.2若靜載試驗(yàn)不合格,允許加倍試驗(yàn)。兩孔試驗(yàn)梁抗裂、撓度試驗(yàn)結(jié)果均合格,仍可判定靜載試驗(yàn)合格(首孔梁除外);若試驗(yàn)結(jié)果仍有不合格項(xiàng),則應(yīng)對本批梁逐孔試驗(yàn),其中合格者可出場鋪架。九、靜載試驗(yàn)記錄和試驗(yàn)報(bào)告9.1、試驗(yàn)記錄(附表2)的主要項(xiàng)目包括:a.試驗(yàn)梁、支座、試驗(yàn)裝備

17、、設(shè)備、儀器安裝記錄;b.千斤頂與油壓表配套標(biāo)定記錄;c.各級加載數(shù)據(jù)及加載時(shí)間記錄;d.支座沉降和跨中豎向位移測量及撓度記錄;e.裂縫部位、裂縫寬度與荷載等級關(guān)系的記錄。9.2、靜載彎曲試驗(yàn)報(bào)告(附表3)。9.3、靜載彎曲試驗(yàn)報(bào)告主要內(nèi)容包括:a.檢驗(yàn)單位和受檢企業(yè)名稱;d.受檢產(chǎn)品型號和規(guī)格;c.檢驗(yàn)類別;d.檢驗(yàn)日期;e.檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)依據(jù);f.抽樣辦法和抽樣數(shù)量;g.試驗(yàn)設(shè)備和器具、儀表;h.加載圖式和加載程序;i.檢驗(yàn)結(jié)果、評定標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)結(jié)論;j.檢驗(yàn)報(bào)告審批簽章。9.4、安全及防護(hù)措施9.4.1、吊梁應(yīng)有專人指揮,按規(guī)范操作,注意安全;吊裝千斤頂時(shí)梁下嚴(yán)禁站人。9.4.2、高壓油路

18、和電路應(yīng)符合有關(guān)要求。9.4.3、試驗(yàn)梁在必要時(shí)應(yīng)設(shè)防風(fēng)、防傾支護(hù)。9.4.4、儀器、儀表和電器應(yīng)有防雨、防曬條件。附表.1 未完成的應(yīng)力損失s計(jì)算用系數(shù)1和2時(shí)間(d)混凝土收縮、徐變應(yīng)力損失L6的完成率1()鋼筋松弛應(yīng)力損失L5的完成率2()20.50100.33(用內(nèi)插法計(jì)算)200.37(用內(nèi)插法計(jì)算)300.40(用內(nèi)插法計(jì)算)400.431.00600.501.00900.601.001800.751.003650.851.0010951.001.00注:表中“時(shí)間”為力筋與混凝土同時(shí)(后張梁)施加預(yù)應(yīng)力至靜載試驗(yàn)的天數(shù)。0附表2 靜載試驗(yàn)撓度記錄表試驗(yàn)梁號設(shè)計(jì)圖號通橋(2007)

19、2224-I跨 度31.5梁 別曲線試驗(yàn)日期量測儀表百分表梁內(nèi)外側(cè)南加載情況階段第一循環(huán)第二循環(huán)加載級別初始狀態(tài)0.60Ka0.80Kb1.00初始狀態(tài)0.60Ka0.80Kb1.001.051.101.151.20加載值(kN)0.00865.051007.771376.511788.781887.960.00865.051007.771376.511788.781887.962015.832143.692271.552399.4各測點(diǎn)讀數(shù)九江端支點(diǎn)0跨中fL/2南昌端支點(diǎn)L撓度值附 注1.每個(gè)循環(huán)每側(cè)撓度計(jì)算:靜活載級撓度值減基數(shù)級撓度值再減去兩端支座沉陷量的平均值;2.靜活載及基數(shù)級的撓

20、度測量值為持荷3min的測量值; 制造工廠中鐵四局集團(tuán)有限公司昌九城際鐵路永修制梁場操 作記 錄計(jì) 算復(fù) 核附表3預(yù)應(yīng)力混凝土梁靜載試驗(yàn)報(bào)告表試驗(yàn)梁號1灌注日期設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度(MPa)C50設(shè)計(jì)圖號通橋(2007)2224-I張拉日期終張混凝土強(qiáng)度(MPa)設(shè)計(jì)安全抗裂系數(shù)Kf1.35試驗(yàn)日期梁體混凝土28天強(qiáng)度(MPa)設(shè)計(jì)撓跨比f/LL/1500檢驗(yàn)類別出廠檢驗(yàn)梁體混凝土28天彈模(GPa)靜載試驗(yàn)情況第一循環(huán)加載級別初始狀態(tài)0.60Ka0.80Kb1.00荷載P(kN)0.00865.051007.771376.511788.781887.96跨中撓度值(mm)撓跨比f1×/L

21、=0.9957(fkb-fka)/31500梁體出現(xiàn)裂紋情況無第二循環(huán)加載級別初始狀態(tài)0.60Ka0.80Kb1.001.051.101.151.20荷載P(kN)0.00865.051007.771376.511788.781887.962015.832143.692271.552399.4跨中撓度值(mm)撓跨比f1×/L=0.9957(fkb-fka)/31500梁體出現(xiàn)裂紋情況無加載圖式裂紋示意圖試驗(yàn)結(jié)論7.75444 47.7531.5生產(chǎn)企業(yè)名稱中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司永修制梁場試驗(yàn)負(fù)責(zé)人企業(yè)主管檢驗(yàn)單位名稱中鐵四局集團(tuán)有限公司技術(shù)負(fù)責(zé)人檢驗(yàn)主管十、靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算一

22、、計(jì)算依據(jù)TB/T2092-2003預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路簡支梁靜載彎曲試驗(yàn)方法及評定標(biāo)準(zhǔn)二、試驗(yàn)梁基本數(shù)據(jù)表1試驗(yàn)梁號12設(shè)計(jì)圖號通橋(2007)2224-I3跨度(m)31.54設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度(MPa)C505設(shè)計(jì)彈性模量(GPa)35.5 6R2860.7 7R終張60.0 8E2839.4 9E終張38.7 10混凝土灌注時(shí)間2008-6-1211終張拉時(shí)間2008-10-112靜載試驗(yàn)時(shí)間13終張靜載試驗(yàn)的天數(shù)32 三、設(shè)計(jì)院提供靜載試驗(yàn)參數(shù)1跨度L(m)31.52預(yù)應(yīng)力鋼束面積Ay(m2)0.0403 3跨中換算截面面積A0(m2)7.6394對跨中截面下邊緣換算截面抵抗矩W0(m3)4

23、.5615預(yù)應(yīng)力合力中心至換算截面重心軸的距離e0(m)1.326沖擊系數(shù)11.12707二期恒載對跨中彎矩 Md(kN.m)200718防水層質(zhì)量對跨中的彎矩 Mf(kN.m)15399活載對跨中的彎矩 Mh(kN.m)24095.2 10梁體質(zhì)量對跨中的彎矩 Mz(kN.m)2430011收縮、徐變損失L6(MPa)126.612鋼束松弛損失L5(MPa)32.913跨中截面均布荷載剪力滯系數(shù)Kq1.01714跨中截面集中荷載剪力滯系數(shù)Kp1.031915設(shè)計(jì)抗裂安全系數(shù)kf1.3516設(shè)計(jì)撓跨比f/LL/1500四、加載圖式P P P P P7.75m4m 4m 4m4m7.75m五、計(jì)算相關(guān)系數(shù)R2.5PM=

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