既有連續(xù)梁頂升工程的監(jiān)理控制

范 兵 福州諾成工程項目管理有限公司，福建 廈門 361000

1 前言

近年來，隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的推進，需要對不滿足通行能力的道路橋梁進行改擴建，經(jīng)常碰到對既有連續(xù)梁的頂升改造。既有連續(xù)梁頂升是梁體在豎直方向上的移位。對于超靜定結(jié)構(gòu)，由于多余約束的存在，頂升位移誤差會產(chǎn)生次內(nèi)力，嚴重時會影響結(jié)構(gòu)的安全。因此，連續(xù)梁頂升，控制的核心是確保梁體在頂升過程中為剛體移位。連續(xù)梁頂升不改變結(jié)構(gòu)體系，但是有可能通過鋪裝層來調(diào)整橋面標高和線形，這涉及到結(jié)構(gòu)荷載的改變，進而影響結(jié)構(gòu)受力。因此，要進行頂升前后的主梁的分析和驗算，必要時要對主梁進行加固。連續(xù)梁主梁頂升后墩、臺、支座等要進行相應(yīng)的改造。

連續(xù)梁頂升使用PLC 液壓同步頂升控制技術(shù)。頂升系統(tǒng)的構(gòu)成包括臨時支撐子系統(tǒng)、液壓頂升子系統(tǒng)、PLC 控制子系統(tǒng)、隨動支撐子系統(tǒng)、縱橫限位子系統(tǒng)、監(jiān)控量測子系統(tǒng)，根據(jù)工程不同，各子系統(tǒng)的設(shè)計會有差異。目前，連續(xù)梁頂升改造成功的案例越來越多［1-3］，但由于連續(xù)梁頂升技術(shù)復雜、安全責任重大，而且沒有相應(yīng)的規(guī)范規(guī)定，給監(jiān)理工作帶來了困難和挑戰(zhàn)。文章以某連續(xù)梁頂升為工程背景，細述了其監(jiān)理工作流程和監(jiān)理控制要點及目標值，以期為同類工程的監(jiān)理工作提供借鑒。

2 工程概況

某跨線橋孔跨布置為(5 ×30)+(2 ×30 +40 +2 ×30)+(3 ×30)m，共三聯(lián)，均采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。第二聯(lián)設(shè)置下牛腿，第一、三聯(lián)設(shè)置上牛腿支承于第二聯(lián)下牛腿上。根據(jù)規(guī)劃該路段要改造為全線高架，擬對既有跨線橋進行改造利用。跨線橋第一聯(lián)改造前后縱斷面高差較大，為0.069～1.433m，需對第一聯(lián)進行頂升改造處理，通過頂升、旋轉(zhuǎn)后，原橋臺處箱梁末端比新橋面低47cm，采用增設(shè)混凝土調(diào)平層+PP 管及在箱內(nèi)布置體外預(yù)應(yīng)力加固的改造方案。

第一聯(lián)箱梁位于半徑2000m 的圓曲線上，位于上坡處，坡度1.52%。箱梁梁高1.8m、梁寬13.25m，外側(cè)腹板為流線形。既有橋臺為一字輕型橋臺，每個橋臺布置6 根直徑1.2m 鉆孔灌注樁。橋墩采用花瓶式板式墩。對本聯(lián)連續(xù)箱梁進行同步頂升，具體參數(shù)見表1。

表1 第一聯(lián)箱梁頂升參數(shù)表

3 專業(yè)工程特點

(1)該橋頂升工程為變坡頂升，頂升高度雖然不高，但頂升支點集中在箱梁中部縱向隔板位置，且0 號臺拆除并新建擴大基礎(chǔ)，新建橋墩和擬頂升的箱梁緊鄰，相互影響較大。

(2)為防止在頂升過程中液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障導致千斤頂失效而造成落梁事故，頂升千斤頂采取系統(tǒng)自動封閉和機械鎖緊等多重鎖定裝置，并采用跟隨裝置，確保在頂升過程中安全可靠。

(3)由于是連續(xù)梁變坡頂升，其梁的水平投影變長，梁底與千斤頂之間有坡度變化，由此引起頂升系統(tǒng)與支持系統(tǒng)位置的變化等問題。為防止梁體縱向移動，采用在5 號墩制作縱向限位裝置控制梁體在頂升過程中的縱向位移。在頂升過程中，梁體縱坡的變化會導致千斤頂頂點與梁底產(chǎn)生偏角，因此，在頂升之前在千斤頂與分配梁之間采用楔形鋼板進行抄墊，隨著頂升高度的增加，角度的變化，楔形鋼板隨之減少，同時，充分考慮因偏角引起的水平分力對支撐系統(tǒng)的影響，選用的千斤頂頂帽允許3°以下的角度偏轉(zhuǎn)。為消除安裝在梁底的千斤頂與支撐系統(tǒng)間的相對位移，采用千斤頂?shù)锥嗽O(shè)置可移動的調(diào)節(jié)裝置，不斷調(diào)節(jié)千斤頂?shù)目v向位置，確保支撐系統(tǒng)不出現(xiàn)偏心受壓的情況。

(4)梁體頂升過程中對主梁的縱橫向位移進行控制。為確保在梁體頂升過程中位移的變化始終控制在設(shè)計值及誤差范圍內(nèi)，縱橫向限位采用可調(diào)節(jié)裝置，并保證此裝置有足夠的剛度，滿足梁體縱橫向限位的要求，并應(yīng)有足夠的安全儲備。在頂升過程中，加強觀測。

(5)頂升后更換5 號橋墩牛腿處的支座。先以5 號墩為旋轉(zhuǎn)中心進行變坡頂升，頂升結(jié)束后將梁體整體頂升20cm，將原有支座拆除，安裝新支座。

4 監(jiān)理工作流程

連續(xù)梁頂升監(jiān)理工作流程與頂升施工流程緊密相關(guān)，包含監(jiān)理對“人、機、料、法、環(huán)”五大要素的控制。該橋連續(xù)梁頂升監(jiān)理工作流程見圖1。

圖1 連續(xù)梁頂升監(jiān)理工作流程圖

5 監(jiān)理控制要點和目標值

5.1 審查施組(方案)

連續(xù)梁頂升是專業(yè)性、技術(shù)性要求很高的工程實踐活動。其成敗關(guān)鍵在于合理制定施工方案，并嚴格按照方案實施。因此，方案的審查是監(jiān)理前期控制的重點。需要特別指出的是連續(xù)梁頂升工程屬于危險性較大的分部分項工程，應(yīng)按照《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》的規(guī)定召開專家論證會。監(jiān)理應(yīng)控制施工方案按照專家論證意見進行修改和完善。

5.2 承臺加寬、擴大基礎(chǔ)

(1)凡進場的鋼筋、植筋膠、灌漿料、水泥、鋼材等原材料必須由施工單位向監(jiān)理機構(gòu)填報《建筑材料報驗單》，各材料必須有出廠合格證及出廠檢驗報告單。施工單位應(yīng)按批完成材料送檢，檢驗合格后方可用于本工程。涉及結(jié)構(gòu)安全的試塊、試件和材料見證取樣和送檢的比例不得低于有關(guān)技術(shù)標準中規(guī)定應(yīng)取樣數(shù)量的30%。

(2)監(jiān)理工程師對現(xiàn)場的建筑材料，應(yīng)到現(xiàn)場對所進材料品種、規(guī)格、數(shù)量和外觀質(zhì)量按設(shè)計要求，根據(jù)出廠合格證、出廠檢驗報告，對照施工方送檢的報告進行核查確認。

(3)承臺加固施工工序為:基坑開挖-＞鑿毛-＞植筋孔定位-＞鉆孔-＞清孔-＞注膠-＞植筋-＞綁扎鋼筋-＞支模-＞澆筑混凝土-＞養(yǎng)生。各工序不可顛倒。

(4)混凝土的鑿毛要求鑿除混凝土表面的浮漿，見到粗骨料為止，混凝土表面可采用風鎬機鑿毛和人工鑿毛，在無法使用風鎬機的部位采用人工鑿毛。鑿毛應(yīng)使露出新鮮混凝土面積不低于75%。人工鑿毛時混凝土應(yīng)達到2.5MPa，風鎬機鑿毛時混凝土應(yīng)達到10MPa。鑿除混凝土表面的水泥砂漿和松軟層，清除混凝土鑿毛面的雜物，用水清洗干凈混凝土表面，充分濕潤，但不得有積水。

(5)植筋按照《公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范》(JTGT J23-2008)附錄A 驗收。鉆孔直徑大于鋼筋直徑4～8mm，孔深大于15d，且小于15d+20mm，平面偏差小于10mm，垂直度偏差小于5°。植筋后應(yīng)做抗拔試驗，同規(guī)格、同型號，基本相同部位的植筋組成一個檢驗批。抽取數(shù)量按每批植筋總數(shù)的1‰計算，且不少于3 根。

(6)承臺鋼筋要求鋼筋級別、直徑、根數(shù)、間距、保護層、加工尺寸、安裝位置均應(yīng)符合設(shè)計要求，綁扎或焊接鋼筋網(wǎng)和鋼筋骨架不得有變形、松脫和開焊。加工安裝的允許偏差應(yīng)符合規(guī)范要求。模板的支設(shè)必須在保證幾何尺寸的情況下牢固可靠，模板在混凝土澆筑過程中不得變形走樣。

(7)混凝土的配合比必須作到嚴格控制，每盤材料用量過秤拌和，合理振搗，不得出現(xiàn)離析現(xiàn)象。每一臺班機拌混凝土，制取試塊不得少于2 組，每組3 塊。拆模后不得出現(xiàn)蜂窩麻面，更不能出現(xiàn)空洞現(xiàn)象?；炷翝仓髴?yīng)及時進行養(yǎng)護，且養(yǎng)護齡期不得少于7 天。

(8)承臺加寬子分部工程每個基坑的開挖、模板、鋼筋(含植筋)、混凝土分項工程完工后，應(yīng)報監(jiān)理驗收。

(9)0 號臺擴大基礎(chǔ)子分部工程的基坑開挖、地基、模板與支架、鋼筋、混凝土、土方回填分項工程完工后，應(yīng)報監(jiān)理驗收。

5.3 主梁體外預(yù)應(yīng)力加固

體外預(yù)應(yīng)力加固按照土建工程進行報驗。

(1)體外預(yù)應(yīng)力加固分為鋼筋、混凝土、預(yù)應(yīng)力三個分項工程，按每跨進行檢驗批劃分。在分項工程完成后施工單位應(yīng)向監(jiān)理機構(gòu)報驗。

(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)在使用前檢驗。監(jiān)理工程師應(yīng)到現(xiàn)場對所進預(yù)應(yīng)力鋼筋原材品種、規(guī)格、數(shù)量和外觀質(zhì)量按設(shè)計要求，根據(jù)出廠合格證、出廠檢驗報告，對照施工方送檢的報告進行核查確認。

(3)預(yù)應(yīng)力張拉過程，監(jiān)理工程師應(yīng)全程旁站。按張拉力和伸長量雙控對張拉進行驗收。

5.4 頂升系統(tǒng)安裝

(1)鋼支撐螺栓的固定使用兩塊模板固定，按設(shè)計圖上螺栓直徑鉆孔，鉆孔直徑大于螺栓直徑2mm，模板厚度一般為6-12mm。鋼支撐預(yù)埋螺栓的位置應(yīng)準確無誤。露出承臺面的螺栓應(yīng)加塑料護套防止沾上混凝土及水。

(2)托架體系由支撐鋼筒、臨時墊塊以及水平連系桿等組成。支撐鋼筒、水平連系桿進場后應(yīng)檢驗其外觀尺寸，嚴格按方案執(zhí)行。

(3)支撐鋼筒、水平連系桿的安裝嚴格按方案執(zhí)行。支撐缸筒的垂直度偏差小于H‰。按照支撐穩(wěn)定高度不超過3m 即安裝縱橫向聯(lián)系。

(4)頂升專用臨時鋼墊塊用在千斤頂與臨時支撐之間。臨時鋼墊塊與頂升托架體系的鋼管相對應(yīng)，也采用圓鋼管，兩端焊接厚為12mm的法蘭。每個臨時支撐頂部均配置一對楔塊和薄厚不一的鋼板，以滿足不同頂升高度的要求。為避免頂升過程中支撐失穩(wěn)，鋼墊塊間通過法蘭連接)。當頂升高度到達1.0 米時，增加一節(jié)鋼管支撐用以替換臨時墊塊，以增強支撐穩(wěn)定性。支撐結(jié)構(gòu)之間連結(jié)牢固，即臨時墊塊之間栓接、鋼管支撐與承臺栓接、鋼管支撐間及臨時墊塊間均用螺栓進行連接。通過以上措施保證支撐結(jié)構(gòu)有良好的整體性，防止因橋梁頂升可能發(fā)生的滑移造成支撐體系的失穩(wěn)破壞。

(5)梁底墊塊平面尺寸設(shè)置為0.8m* 0.8m，墊塊最薄處不小于0.2m，其余各處高度根據(jù)梁體的橫坡進行調(diào)節(jié)，確保同一斷面各梁底墊塊底標高在同一水平線上。梁底墊塊采用高強度無收縮灌漿料進行澆筑，梁底墊塊底部設(shè)置一塊8mm 厚預(yù)埋鋼板，鋼板與分配梁進行焊接連接。

(6)分配梁采用20mm 厚鋼板焊接800mm 寬、500mm 高箱型斷面，設(shè)置3 條豎向肋板，縱向用10mm 鋼板間距250mm 加勁。應(yīng)控制分配梁尺寸與方案一致。

(7)千斤頂?shù)男吞?、?guī)格應(yīng)于方案一致，千斤頂?shù)男首C書應(yīng)在有效期內(nèi)。液壓同步頂升系統(tǒng)(PLC)應(yīng)有出廠合格證、使用說明書，檢校證書應(yīng)在有效期內(nèi)，各位移傳感器的檢校證書在有效期內(nèi)。連接千斤頂與油泵的油管應(yīng)有出廠合格證書，外觀不應(yīng)有鼓包、開裂、油污等外觀缺陷，分油閥不應(yīng)有銹蝕、缺損、油污等。

(8)千斤頂?shù)某跏及惭b誤差要求控制住0.5%H 范圍內(nèi)，即千斤頂?shù)撞科?mm。在頂升過程中每頂升10cm 調(diào)整一次千斤頂?shù)奈恢煤蛢A斜度。油管須做架空或埋設(shè)處理，當不得不在地面布設(shè)時，須做保護措施。各管路、閥門必須有明確的標示。

(9)梁底分配梁墊塊應(yīng)嚴格按照方案控制其位置，確保其中心與腹板或梁體實心段對應(yīng)。梁底墊塊位置偏差應(yīng)小于3cm，當偏差過大時應(yīng)征求第三方監(jiān)測單位意見。

(10)限位系統(tǒng)的材料、安裝尺寸應(yīng)嚴格按照方案設(shè)置。限位架的尺寸偏差按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001 執(zhí)行。

(11)頂升操作屬于特殊工種，對于特殊工種人員應(yīng)持證上崗。施工單位應(yīng)報告主要操作人員的名單及持證情況。

5.5 試頂升

正式頂升之前應(yīng)進行試頂升，試頂升高度20mm。試頂升過程必須加強各關(guān)鍵點的監(jiān)控監(jiān)測，確定頂升系統(tǒng)、支撐體系、監(jiān)控系統(tǒng)及第三方監(jiān)測單位的各組成系統(tǒng)安全可靠運行。對于試頂升過程中出現(xiàn)各種非正常情況必須記錄備案，制定專項處理辦法。試頂升主要控制以下內(nèi)容:油缸、油管、泵站操縱臺、監(jiān)測儀等安裝完畢檢查無誤;檢查整個系統(tǒng)的工作情況，油路情況;為保證頂升過程的同步進行，在頂升前應(yīng)測定每個頂升點處的實際荷載，按計算荷載的90%加壓，進行油缸的保壓試驗2 小時;依據(jù)計算頂升荷載，采用逐級加載的方式進行，在一定的頂升高度內(nèi)(1～10mm)，通過反復調(diào)整各組的油壓，可以設(shè)定一組頂升油壓值，使每個頂點的頂升壓力與其上部荷載基本平衡;為觀察頂升處是否脫離，需用百分表測定其行程;將每點的實測值與理論計算值比較，計算其差異量，由液壓工程師和結(jié)構(gòu)工程師共同分析原因，最終由指揮組確定該點實測值能否作為頂升時的基準值。如差異較大，將作相應(yīng)調(diào)整;試頂升結(jié)束后，提供整體姿態(tài)、結(jié)構(gòu)位移等情況，為正式頂升提供依據(jù)。

試頂升是對整套頂升各系統(tǒng)的檢驗，試頂升時監(jiān)理應(yīng)全程旁站檢查。試頂升成功后施工單位、第三方監(jiān)測單位、設(shè)計單位、監(jiān)理機構(gòu)、建設(shè)單位共同確認，進入正式頂升階段。

5.6 正式頂升

(1)橋梁頂升施工完成后的線形與設(shè)計線形在各測點的誤差均控制在規(guī)范規(guī)定和設(shè)計要求的范圍之內(nèi)。按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTGTF 50-2011)、《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》(CJJ 2-2008)要求，設(shè)計制定了如下的高程誤差及鋼管支撐應(yīng)力控制水平:頂升施工總目標是成橋后橋面高程與設(shè)計值誤差控制在±5mm 以內(nèi)，橫向控制在±2mm 以內(nèi);在頂升過程中，墩柱之間的沉降差報警值為3.5mm;頂升過程中，主梁附加應(yīng)力處于合理范圍內(nèi)，不出現(xiàn)新的裂縫，原有裂縫寬度無明顯增大，滿足相關(guān)規(guī)范要求。頂升過程中，鋼管支撐軸向壓應(yīng)力均應(yīng)控制在滿足規(guī)范規(guī)定的材料強度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定范圍之內(nèi)。

(2)正式頂升，每一頂升標準行程為100mm，最大頂升速度3～4mm/min。正式頂升時，監(jiān)理應(yīng)進行旁站檢查主要工種的操作，應(yīng)嚴格按照方案執(zhí)行，確保安全。在千斤頂達到最大行程，接長支撐柱期間，施工單位應(yīng)檢驗支架系統(tǒng)、限位系統(tǒng)、液壓頂升系統(tǒng)的安全性，排除安全隱患，并向監(jiān)理機構(gòu)報驗。

(3)正式頂升時，當某組千斤頂達到標準行程時，施工單位、第三方監(jiān)測單位應(yīng)進行橋梁狀態(tài)測量，并報送監(jiān)理。監(jiān)理機構(gòu)匯總施工單位與第三方監(jiān)測單位的監(jiān)測數(shù)據(jù)，報送至現(xiàn)場指揮組，參與對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，并為決策提供建議。施工單位進行支架、液壓系統(tǒng)的自檢，填報支架檢查記錄表、液壓系統(tǒng)檢查記錄表。

5.7 橋墩接長、臺改墩、支座安裝

(1)墩柱鋼筋接長采用I 級接頭，施工單位應(yīng)在監(jiān)理見證下取樣，對機械連接接頭送檢。接頭抗拉強度、變形性能應(yīng)滿足《鋼筋機械連接技術(shù)規(guī)程》JGJ 107-2010 要求。

(2)橋墩頂升系統(tǒng)、限位系統(tǒng)安裝的控制要點參照主梁頂升執(zhí)行。頂升控制以控制墩頂標高以及墩身偏位為主。墩頂高程誤差控制在±5mm 以內(nèi)，橫向偏位控制在±2mm 以內(nèi)。

(3)墩柱頂升就位，在主梁支撐系統(tǒng)輔助下臨時固定墩柱頂節(jié)段。為確保墩柱連接線性及外觀質(zhì)量，墩柱鑿毛外圍鋼筋鑿出時，按照連接要求，至少鑿出25cm 原墩柱混凝土，此時需要在鑿出高度25cm 處劃線標記，采用切割機將混凝土沿水平面切入深度10mm，混凝土鑿出以此為界，切割機切入深度嚴格控制在10mm 以內(nèi)，不得切入過深，以免切斷墩柱鋼筋。墩柱鑿除完畢后須用清水沖洗，不得留有灰塵和雜物。

(4)鋼模板按設(shè)計制作，由原墩柱頂面向上拼接，以方便混凝土的澆筑，模板與模板之間用螺栓連接，整個模板用鋼管架固定。應(yīng)盡量減輕模板安裝對主梁及橋墩支撐系統(tǒng)的擾動。

(5)墩柱接高混凝土澆筑時，監(jiān)理應(yīng)旁站檢查?；炷恋乃涠瓤刂圃?10～130mm。通過總的混凝土用量，推算出澆筑混凝土的高度，每隔30cm 左右為一層，使用振搗棒澆搗密實?；炷翝仓?2 小時應(yīng)進行養(yǎng)護，當氣溫較高時養(yǎng)護次數(shù)每天不小于3 次，澆水養(yǎng)護時間不少于七晝夜。每一墩臺應(yīng)制作2 組六塊試塊。

(6)墩柱接長到位后，需重新制作支座墊石、安裝支座。支座安裝質(zhì)量按《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》(CJJ 2-2008)驗收。

5.8 落梁

(1)利用各墩的頂升設(shè)備進行整體落梁，落梁最大高度在施工前根據(jù)工況模擬計算確定，并考慮到豎向千斤頂最大行程，落梁完成后再次進行縱橫向調(diào)整，線形滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

(2)落梁過程中監(jiān)理要進行旁站檢查。落梁過程中，各墩柱之間的沉降差報警值為3.5mm，落梁過程中，主梁附加應(yīng)力處于合理范圍內(nèi)，不出現(xiàn)新的裂縫，原有裂縫寬度無明顯增大，滿足相關(guān)規(guī)范要求。落梁過程中，當某組千斤頂達到最大行程，需要撤換支撐時。施工單位、第三方監(jiān)測單位應(yīng)測量橋梁狀態(tài)，并報送監(jiān)理。監(jiān)理機構(gòu)匯總施工單位與第三方監(jiān)測單位的監(jiān)測數(shù)據(jù)，報送至現(xiàn)場指揮組，參與對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，并為決策提供建議。

(3)落梁完成后橋面高程與設(shè)計值誤差控制在±5mm 以內(nèi)，橫向控制在±2mm 以內(nèi)。落梁完成后施工單位、第三方監(jiān)測單位提供最終橋梁狀態(tài)，監(jiān)理機構(gòu)協(xié)調(diào)施工單位、監(jiān)測單位、設(shè)計單位、監(jiān)理機構(gòu)、建設(shè)單位共同確認橋梁狀態(tài)。

5.9 施工監(jiān)控

(1)施工監(jiān)控由施工方和第三方監(jiān)測同時進行，兩方須保持工作的獨立性，數(shù)據(jù)相互校核。

(2)監(jiān)測所采用的儀器須經(jīng)有資質(zhì)的計量單位檢定合格或出具校準證書，并且在有效期內(nèi)。

(3)第三方監(jiān)測方案需經(jīng)專家論證通過后采用?，F(xiàn)場測點布置應(yīng)嚴格按照方案執(zhí)行。

(4)監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)采用正式的記錄表格現(xiàn)場填報，不得隨意記錄或補記錄，原始記錄應(yīng)信息齊全，并經(jīng)現(xiàn)場檢測人員、復核人員簽字。

6 結(jié)語

目前，該橋的頂升施工已經(jīng)順利完成。監(jiān)理工程師重視事前控制，嚴格審查方案。頂升過程中監(jiān)理工程師遵照監(jiān)理實施細則進行控制，確保了頂升施工過程的平穩(wěn)、有序、可控。該橋梁頂升成功取得了較好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。

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［3］陳舟，余曉琳.北江大橋引橋整體頂升施工技術(shù)［J］.橋梁建設(shè)，2014(01).

［4］姚玲森.橋梁工程［M］.人民交通出版社，2008.

［5］GB/T50319-2013.建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范［S］.2013.

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