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文檔簡介

《基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔抗震性能研究》一、引言隨著城市化進程的加速,橋梁作為城市交通的重要組成部分,其安全性和穩(wěn)定性越來越受到人們的關(guān)注。型鋼砼材料因其高強度、良好的延性和施工方便等優(yōu)點,在橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。然而,在地震頻發(fā)地區(qū),橋梁的抗震性能成為了關(guān)鍵問題。斜拉橋作為一種重要的橋型,其橋塔的抗震性能研究顯得尤為重要。本文將針對基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔的抗震性能進行研究,為實際工程提供理論依據(jù)。二、型鋼砼材料的特點型鋼砼材料是一種將型鋼與砼相結(jié)合的復(fù)合材料,具有高強度、良好的延性、抗裂性以及施工方便等優(yōu)點。在橋梁建設(shè)中,型鋼砼材料能夠有效地提高橋梁的承載能力和抗震性能。然而,型鋼砼材料的力學性能復(fù)雜,需要在實際工程中進行深入研究。三、斜拉橋橋塔的抗震性能研究(一)研究方法本文采用數(shù)值模擬和試驗研究相結(jié)合的方法,對基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔的抗震性能進行研究。數(shù)值模擬能夠全面地了解橋塔的力學性能和破壞模式,而試驗研究則能夠驗證數(shù)值模擬結(jié)果的準確性。(二)數(shù)值模擬分析通過有限元軟件建立斜拉橋橋塔的數(shù)值模型,分析橋塔在地震作用下的響應(yīng)。包括橋塔的位移、應(yīng)力分布、破壞模式等。同時,考慮不同參數(shù)對橋塔抗震性能的影響,如型鋼砼材料的配比、橋塔的尺寸、斜拉索的布置等。(三)試驗研究為了驗證數(shù)值模擬結(jié)果的準確性,進行了一系列縮尺模型試驗。通過模擬地震作用,觀察橋塔的破壞模式和地震響應(yīng)。試驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進行對比,驗證了數(shù)值模擬的可靠性。四、研究結(jié)果與分析(一)數(shù)值模擬結(jié)果數(shù)值模擬結(jié)果表明,基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔具有良好的抗震性能。在地震作用下,橋塔的位移和應(yīng)力分布均在合理范圍內(nèi),破壞模式表現(xiàn)為延性破壞,具有較好的能量耗散能力。同時,不同參數(shù)對橋塔抗震性能的影響也得到了分析。(二)試驗研究結(jié)果試驗研究結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果基本一致,驗證了數(shù)值模擬的可靠性。在模擬地震作用下,橋塔表現(xiàn)出良好的延性和抗裂性,具有較好的抗震性能。五、結(jié)論與建議(一)結(jié)論本文通過對基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔的抗震性能進行研究,得出以下結(jié)論:1.型鋼砼材料在斜拉橋橋塔中具有良好的應(yīng)用前景,能夠提高橋梁的承載能力和抗震性能。2.數(shù)值模擬和試驗研究均表明,基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔具有良好的抗震性能,能夠有效地抵抗地震作用。3.不同參數(shù)對橋塔抗震性能的影響得到了分析,為實際工程提供了理論依據(jù)。(二)建議為進一步提高斜拉橋橋塔的抗震性能,建議在實際工程中注意以下幾點:1.合理設(shè)計型鋼砼材料的配比,以提高橋塔的承載能力和延性。2.根據(jù)地震烈度、橋梁跨度等因素,合理確定橋塔的尺寸和斜拉索的布置。3.在實際工程中,應(yīng)進行充分的數(shù)值模擬和試驗研究,以驗證橋梁的抗震性能。4.加強橋梁的維護和檢測,及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)損傷,確保橋梁的安全性和穩(wěn)定性。六、展望隨著科技的不斷發(fā)展,新型材料和施工工藝的不斷涌現(xiàn),斜拉橋的抗震性能將得到進一步提高。未來,可以進一步研究其他新型材料在斜拉橋中的應(yīng)用,以及新的施工工藝對橋梁抗震性能的影響。同時,加強橋梁的智能化監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)建設(shè),提高橋梁的安全性和可靠性。(三)進一步的研究方向基于目前對型鋼砼材料在斜拉橋橋塔中應(yīng)用的抗震性能研究,未來的研究方向可以包括以下幾個方面:1.材料性能的深入研究:進一步研究型鋼砼材料的力學性能、耐久性能以及在極端環(huán)境下的性能變化,為橋梁設(shè)計提供更加準確和全面的材料性能數(shù)據(jù)。2.地震動參數(shù)與橋塔響應(yīng)關(guān)系研究:深入研究地震動的頻率、振幅、持續(xù)時間等參數(shù)與橋塔結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的關(guān)系,為抗震設(shè)計和抗震加固提供更加精確的依據(jù)。3.橋塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計:在充分考慮地震作用、材料性能、施工工藝等因素的基礎(chǔ)上,對橋塔結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,提高其抗震性能和經(jīng)濟效益。4.智能化監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)研究:開發(fā)更加高效、準確的橋梁監(jiān)測技術(shù),實現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的實時監(jiān)測和預(yù)警,及時發(fā)現(xiàn)并處理橋梁損傷,提高橋梁的安全性和可靠性。5.新型施工工藝的研究:探索新型的施工工藝和方法,如預(yù)制裝配式施工、智能機器人施工等,以提高施工效率和質(zhì)量,同時減少對橋梁結(jié)構(gòu)的影響,進一步提高橋梁的抗震性能。(四)未來發(fā)展趨勢在未來,隨著科技的進步和新型材料、施工工藝的不斷涌現(xiàn),型鋼砼材料在斜拉橋橋塔中的應(yīng)用將更加廣泛。具體來說,未來可能的發(fā)展趨勢包括:1.材料創(chuàng)新:新型的高性能型鋼砼材料將不斷涌現(xiàn),具有更高的強度、更好的耐久性和更優(yōu)的施工性能,為斜拉橋的建設(shè)提供更加可靠的材料保障。2.數(shù)字化與智能化:數(shù)字化和智能化技術(shù)將更加深入地應(yīng)用于斜拉橋的設(shè)計、施工和監(jiān)測中,實現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的數(shù)字化管理和智能化預(yù)警,提高橋梁的安全性和可靠性。3.綠色環(huán)保:在斜拉橋的建設(shè)和運營中,將更加注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展,采用綠色材料和施工工藝,減少對環(huán)境的影響。4.跨海跨江工程的應(yīng)用:隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進,型鋼砼材料在跨??缃却笮凸こ讨械膽?yīng)用將更加廣泛,斜拉橋作為其中一種重要的橋型,其抗震性能的研究和應(yīng)用將更加重要。總之,基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔抗震性能研究具有重要的理論和實踐意義,未來將有更多的研究和應(yīng)用不斷涌現(xiàn),為斜拉橋的建設(shè)和發(fā)展提供更加可靠的技術(shù)支持。(五)研究方法與技術(shù)手段對于基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔抗震性能研究,需要綜合運用多種研究方法與技術(shù)手段。首先,理論研究是基礎(chǔ),需要建立橋塔的力學模型,分析其結(jié)構(gòu)特點及在地震作用下的響應(yīng)機制。此外,實驗研究也必不可少,包括對型鋼砼材料進行物理性能測試,以及在實驗室條件下模擬地震環(huán)境對橋塔進行振動實驗。在技術(shù)手段方面,數(shù)字化與智能化技術(shù)的應(yīng)用將起到關(guān)鍵作用。利用有限元分析軟件對橋塔進行精細化建模,通過數(shù)值模擬分析橋塔在不同地震作用下的響應(yīng),為抗震設(shè)計提供依據(jù)。同時,利用傳感器技術(shù)對橋塔進行實時監(jiān)測,收集結(jié)構(gòu)在地震作用下的動態(tài)數(shù)據(jù),為抗震性能評估提供數(shù)據(jù)支持。(六)智能機器人施工的潛在應(yīng)用智能機器人施工在提高施工效率和質(zhì)量、減少對橋梁結(jié)構(gòu)的影響以及提高橋梁的抗震性能等方面具有巨大潛力。首先,智能機器人可以應(yīng)用于橋梁建設(shè)的各個階段,包括預(yù)制構(gòu)件的加工、運輸、安裝等,實現(xiàn)自動化、精細化的施工。其次,智能機器人可以通過高精度的定位和操作,減少人為因素對橋梁結(jié)構(gòu)的影響,提高橋梁的施工質(zhì)量。此外,智能機器人還可以應(yīng)用于橋梁的維護和檢測,通過搭載傳感器和攝像頭等設(shè)備,實現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)的實時監(jiān)測和預(yù)警。(七)進一步提高橋梁抗震性能的措施除了材料創(chuàng)新、數(shù)字化與智能化、綠色環(huán)保等方面的發(fā)展趨勢外,還需要采取一系列措施進一步提高橋梁的抗震性能。首先,加強橋塔與主梁、斜拉索等結(jié)構(gòu)的連接,提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其次,優(yōu)化橋塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計,使其在地震作用下能夠更好地吸收和分散地震能量。此外,還需要加強橋梁的監(jiān)測和維護工作,及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)潛在的安全隱患。(八)結(jié)論綜上所述,基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔抗震性能研究具有重要的理論和實踐意義。通過綜合運用多種研究方法與技術(shù)手段,可以深入分析橋塔的結(jié)構(gòu)特點及在地震作用下的響應(yīng)機制。智能機器人施工等新技術(shù)的應(yīng)用將進一步提高施工效率和質(zhì)量,減少對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。未來隨著科技的進步和新型材料、施工工藝的不斷涌現(xiàn),型鋼砼材料在斜拉橋橋塔中的應(yīng)用將更加廣泛,為斜拉橋的建設(shè)和發(fā)展提供更加可靠的技術(shù)支持。同時,采取一系列措施進一步提高橋梁的抗震性能,保障橋梁的安全性和可靠性。(九)未來研究方向與展望隨著科技的進步和新型材料、施工工藝的不斷發(fā)展,基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔抗震性能研究將有更多的可能性。未來,研究將更加注重多學科交叉融合,包括結(jié)構(gòu)力學、材料科學、地震工程學等,以推動斜拉橋橋塔抗震性能的進一步提升。首先,需要進一步研究型鋼砼材料在地震作用下的力學性能和損傷機理,以了解其在地震作用下的變形、裂縫擴展等行為,為優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。其次,數(shù)字化與智能化技術(shù)將進一步應(yīng)用于斜拉橋橋塔的監(jiān)測和維護。通過搭載更多先進的傳感器和攝像頭等設(shè)備,實現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)的全面、實時監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患并采取相應(yīng)的維護措施。此外,利用人工智能、機器學習等技術(shù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理和分析,實現(xiàn)預(yù)警和預(yù)測,進一步提高橋梁的安全性和可靠性。再者,綠色環(huán)保將是未來研究的另一個重要方向。在斜拉橋橋塔的建設(shè)和維護過程中,應(yīng)注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展,采用環(huán)保材料和工藝,減少對環(huán)境的影響。同時,研究如何利用自然資源和能源,實現(xiàn)橋梁的自我修復(fù)和再生,以延長其使用壽命。此外,隨著新型施工技術(shù)的不斷發(fā)展,如智能機器人施工、3D打印等,這些新技術(shù)在斜拉橋橋塔建設(shè)中的應(yīng)用也將成為未來研究的重要方向。這些新技術(shù)將進一步提高施工效率和質(zhì)量,減少對橋梁結(jié)構(gòu)的影響,為斜拉橋的建設(shè)和發(fā)展提供更加可靠的技術(shù)支持。最后,需要加強國際合作與交流,推動型鋼砼材料在斜拉橋橋塔中的應(yīng)用經(jīng)驗和技術(shù)成果的共享。通過合作與交流,吸收借鑒其他國家和地區(qū)的先進經(jīng)驗和技術(shù)成果,推動型鋼砼材料在斜拉橋橋塔中的應(yīng)用向更高水平發(fā)展。總之,基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔抗震性能研究具有廣闊的發(fā)展前景和重要的實踐意義。未來,隨著科技的進步和新型材料、施工工藝的不斷涌現(xiàn),相信將為斜拉橋的建設(shè)和發(fā)展提供更加可靠的技術(shù)支持和保障。當然,基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔抗震性能研究,不僅需要關(guān)注其結(jié)構(gòu)特性和力學性能,還需要在多個方面進行深入的研究和探索。一、深化理論研究和模擬分析在理論研究方面,應(yīng)進一步研究型鋼砼材料的力學性能、本構(gòu)關(guān)系以及在地震作用下的損傷演化規(guī)律。通過建立更為精確的數(shù)學模型和仿真分析,預(yù)測斜拉橋橋塔在地震作用下的響應(yīng)和破壞模式。此外,應(yīng)加強對地震波傳播規(guī)律的研究,了解地震波在型鋼砼結(jié)構(gòu)中的傳播特性和對結(jié)構(gòu)的影響。二、強化實驗研究和驗證實驗研究是驗證理論研究和模擬分析結(jié)果的重要手段。應(yīng)建立大型的斜拉橋橋塔實驗?zāi)P?,通過模擬地震環(huán)境,測試型鋼砼結(jié)構(gòu)的抗震性能。同時,利用先進的測試技術(shù)和設(shè)備,對結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位進行實時監(jiān)測和記錄,為后續(xù)的數(shù)值模擬和理論分析提供可靠的實驗數(shù)據(jù)。三、完善設(shè)計規(guī)范和施工指南根據(jù)研究結(jié)果,應(yīng)完善斜拉橋橋塔的設(shè)計規(guī)范和施工指南,明確型鋼砼材料在橋塔建設(shè)中的應(yīng)用標準和要求。同時,加強對施工人員的技術(shù)培訓和指導,提高施工質(zhì)量和效率。四、發(fā)展智能監(jiān)測與控制系統(tǒng)利用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù),發(fā)展智能監(jiān)測與控制系統(tǒng),對斜拉橋橋塔進行實時監(jiān)測和預(yù)警。通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù),預(yù)測結(jié)構(gòu)的性能狀態(tài)和可能出現(xiàn)的風險,及時采取相應(yīng)的維護和修復(fù)措施,確保橋梁的安全性和可靠性。五、推動綠色可持續(xù)發(fā)展在斜拉橋橋塔的建設(shè)和維護過程中,應(yīng)注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。采用環(huán)保材料和工藝,減少對環(huán)境的影響。同時,研究如何利用自然資源和能源,實現(xiàn)橋梁的自我修復(fù)和再生,以延長其使用壽命。這不僅可以保護環(huán)境,還可以實現(xiàn)資源的循環(huán)利用,推動橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。六、加強國際合作與交流型鋼砼材料在斜拉橋橋塔中的應(yīng)用是一個全球性的課題,需要各國之間的合作與交流。應(yīng)加強與國際同行的合作與交流,共同研究、分享經(jīng)驗和技術(shù)成果,推動型鋼砼材料在斜拉橋橋塔中的應(yīng)用向更高水平發(fā)展。綜上所述,基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔抗震性能研究具有廣闊的發(fā)展前景和重要的實踐意義。未來,隨著科技的進步和新型材料、施工工藝的不斷涌現(xiàn),我們將有更多的手段和方法來提高斜拉橋的抗震性能和可靠性。這將為斜拉橋的建設(shè)和發(fā)展提供更加可靠的技術(shù)支持和保障。七、深化理論研究與實驗驗證在型鋼砼材料斜拉橋橋塔抗震性能的研究中,理論研究和實驗驗證是相輔相成的。除了利用計算機仿真技術(shù)進行數(shù)值模擬外,還需要進行實際模型的振動臺試驗等實驗研究,以驗證理論分析的正確性和可靠性。通過深入的理論研究和實驗驗證,可以更加準確地掌握型鋼砼材料在斜拉橋橋塔中的應(yīng)用規(guī)律,為工程實踐提供更加科學的依據(jù)。八、推動技術(shù)創(chuàng)新與智能化發(fā)展在智能監(jiān)測與控制系統(tǒng)的研究中,應(yīng)注重技術(shù)創(chuàng)新和智能化發(fā)展。通過引入人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù),開發(fā)更加高效、智能的監(jiān)測與控制系統(tǒng),實現(xiàn)對斜拉橋橋塔的實時監(jiān)測和預(yù)警。同時,應(yīng)研究新型的傳感器和監(jiān)測技術(shù),提高監(jiān)測的精度和可靠性,為斜拉橋的安全性和可靠性提供更加有力的保障。九、強化人才培養(yǎng)與團隊建設(shè)在型鋼砼材料斜拉橋橋塔抗震性能的研究中,人才是關(guān)鍵。應(yīng)加強人才培養(yǎng)和團隊建設(shè),培養(yǎng)一支具有創(chuàng)新能力和實踐經(jīng)驗的科研團隊。通過開展學術(shù)交流、合作研究等方式,提高團隊的整體素質(zhì)和水平,為斜拉橋的建設(shè)和發(fā)展提供更加堅實的人才保障。十、完善標準與規(guī)范在型鋼砼材料斜拉橋橋塔的建設(shè)和維護過程中,應(yīng)制定和完善相關(guān)的標準與規(guī)范。通過制定科學、合理的標準與規(guī)范,規(guī)范工程實踐中的設(shè)計和施工過程,確保橋梁的安全性和可靠性。同時,應(yīng)加強標準的宣傳和推廣,提高工程人員的標準和規(guī)范意識,推動斜拉橋建設(shè)的規(guī)范化、標準化發(fā)展。十一、加強安全意識與風險管理在斜拉橋的建設(shè)和維護過程中,應(yīng)加強安全意識和風險管理。通過建立完善的安全管理制度和風險評估體系,及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全風險,確保橋梁的建設(shè)和維護過程中的安全。同時,應(yīng)加強公眾的安全教育,提高公眾的安全意識和自我保護能力,共同維護橋梁的安全??傊?,基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔抗震性能研究是一個綜合性、系統(tǒng)性的工程問題,需要多方面的研究和探索。未來,我們應(yīng)該繼續(xù)加強相關(guān)研究和實踐探索,不斷提高斜拉橋的抗震性能和可靠性,為橋梁建設(shè)和發(fā)展提供更加可靠的技術(shù)支持和保障。十二、持續(xù)的監(jiān)測與維護對于基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔,持續(xù)的監(jiān)測和維護工作是確保其長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。應(yīng)建立一套完善的監(jiān)測系統(tǒng),實時監(jiān)測橋梁的結(jié)構(gòu)狀態(tài),包括應(yīng)力、變形、裂縫等關(guān)鍵指標。通過這些數(shù)據(jù),可以及時發(fā)現(xiàn)橋梁可能存在的安全隱患,為維護和修復(fù)工作提供依據(jù)。十三、研發(fā)新型材料與技術(shù)隨著科技的發(fā)展,新型材料和技術(shù)不斷涌現(xiàn),為斜拉橋的建設(shè)提供了更多的可能性。應(yīng)加強新型材料和技術(shù)的研發(fā),如高強度、輕質(zhì)、耐腐蝕的材料,以及先進的施工技術(shù)和監(jiān)測技術(shù)等。這些新技術(shù)和新材料的應(yīng)用,將進一步提高斜拉橋的抗震性能和壽命。十四、加強國際交流與合作型鋼砼材料斜拉橋的抗震性能研究是一個全球性的課題,需要各國之間的交流與合作。應(yīng)加強與國際同行的交流,學習借鑒先進的經(jīng)驗和技術(shù),共同推動斜拉橋抗震性能研究的進步。同時,也應(yīng)積極參與國際標準的制定和修訂工作,為全球斜拉橋的建設(shè)和發(fā)展做出貢獻。十五、重視環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展在型鋼砼材料斜拉橋的建設(shè)和維護過程中,應(yīng)重視環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展。盡可能采用環(huán)保材料和工藝,減少對環(huán)境的影響。同時,應(yīng)考慮橋梁的長期發(fā)展,實現(xiàn)橋梁與環(huán)境的和諧共生。通過可持續(xù)發(fā)展的理念,推動斜拉橋的建設(shè)和發(fā)展,為人類創(chuàng)造更加美好的生活環(huán)境。十六、完善應(yīng)急預(yù)案與救援體系為了應(yīng)對可能發(fā)生的自然災(zāi)害和其他緊急情況,應(yīng)完善應(yīng)急預(yù)案和救援體系。制定科學的應(yīng)急預(yù)案,明確各級責任人、應(yīng)急隊伍、物資儲備、通信聯(lián)絡(luò)等要素。同時,應(yīng)加強應(yīng)急演練,提高應(yīng)急處置能力。在災(zāi)害發(fā)生時,能夠迅速、有效地應(yīng)對,減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。十七、推進數(shù)字化與智能化建設(shè)隨著信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化與智能化技術(shù)為斜拉橋的建設(shè)和維護提供了新的手段。應(yīng)推進數(shù)字化與智能化建設(shè),實現(xiàn)橋梁的智能化監(jiān)測、管理和控制。通過大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),提高橋梁的運營效率和安全性。十八、培養(yǎng)公眾的橋梁文化意識橋梁是一個地區(qū)的文化象征和歷史見證。應(yīng)加強公眾的橋梁文化意識,讓公眾了解斜拉橋的建設(shè)意義、技術(shù)特點和文化價值。通過宣傳和教育,提高公眾的橋梁保護意識,共同維護橋梁的安全和完整??傊?,基于型鋼砼材料的斜拉橋橋塔抗震性能研究是一個長期、系統(tǒng)性的工程問題,需要多方面的研究和探索。未來,我們應(yīng)該繼續(xù)加強相關(guān)研究和實踐探索,不斷提高斜拉橋的抗震性能和可靠性,為人類創(chuàng)造更加安全、美好的生活環(huán)境。十九、深化型鋼砼材料研究在型鋼砼材料的研究上,我們應(yīng)繼續(xù)深化其物理性能、力學性能以及耐久性能的研究。這包括對材料在不同環(huán)境、不同荷載條件下的性能變化進行長期跟蹤觀察和研究,從而為斜拉橋橋塔的設(shè)計和施工提供更為準確和可靠的依據(jù)。二十、加強結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗震性能的關(guān)聯(lián)性研究在斜拉橋橋塔的設(shè)計階段,我們需要更深入地理解結(jié)構(gòu)設(shè)計

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