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Conferencia no 12 Tema IV. Aspectos de segurança no desenho geométrico Sobrelargo (Alargue) em curvas horizontais SOBRELARGURA EM CURVAS HORIZONTAIS. A necessidade do sobre largura é motivada porque os veículos ocupam um largo major quando circulam por uma curva, que quando o fazem pelas tangentes do traçado; além de que os condutores têm maior dificuldade para manter o veículo no centro da via pela qual circulam. Os factores que mais influem na determinação dos valores máximos de sobrelargura nas estradas de duas vias de circulação são: a) O veículo de desenho meio. b) O espaço livre lateral por veículo (C), O qual depende da largura da via de circulação. Assim para estrada de duas vias de circulação: Para a = 5,50 m ... C = 0,45 m Para a = 6,00 m ... C = 0,60 m Para a = 6,50 m ... C = 0,75 m Para a = 7,00 m ... C = 0,90 m Onde: a: largura da via; em metros. C: espaço livre lateral por veículo; em metros. c) A largura do voladizo frontal ou saliente do veículo, se designa por Fa; em metros. d) A tolerância em largo lateral por dificuldades de condução na curva. Designa-se por Z; em metros, e obedece a seguinte expressão: Onde: V: velocidade de desenho; em km/h. R: raio da curva no eixo; em metros. Está demonstrado que: W = (U +C) +Fa +Z Onde: Wn: largura duma via de circulação em curva; em metros. U: largura da trajectória do veículo na curva (medido entre os pneumáticos extremos); em metros. Na figura 1 se mostram todos os elementos anteriores: Figura 1. Factores que influem na sobrelargura máxima em estradas de dois vias. A faixa de trânsito no sentido contrário será igual em magnitude que a anterior, descontando o valor correspondente de Fa; já que não existe neste caso. Além disso, a tolerância em largo lateral (Z) é comum para ambos as vias. No ANEXO IV se encontram os valores de sobrelargura em função dos valores anteriormente assinalados (velocidade de desenho, largo de a via, e raio da curva). Os distintos tipos de sobrelargo estão relacionados directamente com os dois tipos de curvas horizontais que se apresentam nas estradas: curva circular simples e curva de transição. II. SOBRELARGO EM CURVA CIRCULAR SIMPLES Nas curvas circulares simples a transição da sobrelargura se realiza entre as secções B e D; a qual vem dada pela expressão já assinalada: LR = pmax.a1.e Onde: a1: distância do eixo até o bordo exterior da calçada incluindo a sobrelargura; em metros. O bordo do pavimento com o passar do desenvolvimento da sobrelargura deve ser suave e sem quebradas; para o qual o valor da sobrelargura num ponto qualquer se calcula pela expressão: Wx = EX. W Onde: Wx: sobrelargura a aplicar num ponto qualquer a uma distância lx do início do lance; em metros. W: sobrelargura total máxima, que se determina pelo ANEXO IV; em metros. Ex: coeficiente que se obtém da Tabela 1 e depende da relação: Onde: Lx: Distância do início do lance até o ponto analisado. LR: Distância da transição da sobrelargura (do início até alcançar a sobrelargura total máxima W) σ : O término σ responde a uma parábola cúbica e para valores intermédios de σ; Ex se obtém por interpolação da tabela 1: Tabela No 1. Coeficientes Ex Ex Ex 0,05 0,0005 0,55 0,6355 0,10 0,0040 0,60 0,7440 0,15 0,0135 0,65 0,8285 0,20 0,0320 0,70 0,8920 0,25 0,0625 0,75 0,9375 0,30 0,1080 0,80 0,9680 0,35 0,1715 0,85 0,9865 0,40 0,2560 0,90 0,9960 0,45 0,3645 0,95 0,9995 0,50 0,5000 1,00 1,0000 Figura 2. Alargue (sobrelargura) em curva circular simples. Nas curvas circulares simples a sobrelargura deve realizar-se no bordo interior da calçada (figura 2); embora em condições difíceis da topografia do terreno, pode executar-se por ambos lados; além disso, nos casos em que a berma não esteja prevista como via de emergência e não afecte a visibilidade, a sobrelargura podem ser tomado a apoie de reduzir a berma até 1,50 metros. Em outras situações se tomará ampliando a faixa da rodagem. Exemplo de cálculo do sobrelargura (alargamento) numa curva circular simples. Calcular os valores do sobrelargo na curva circular simples cujos dados são: Dados: ∆ = 24º12' EST PI = 378 + 5,34 Gc = 2º00' À ENTRADA DA CURVA: À SAÍDA DA CURVA Rc = 572,96 m EST A = 364 + 5,63 EST A = 392 + 1,39 VD = 50 km/h EST B = 365 + 4,63 EST B = 391 + 2,39 a = 6,00 m EST D = 367 + 3,63 EST D = 389 + 3,39 LR = pmax. a1. e = 150. 3. 0,025 = 11,25 m Este exemplo correspondesse ao da conferência 11, mas LR = 19 m porque o troço CD= 2.25 foi aproximado á 10,00 m, portanto BC + CD= 19,00m [Lembrar que LR: longitude entre as estações B e D em metros] No ANEXO IV com: VD = 50 km/h; a= 6,00 m e Gc = 2º00': obtém-se W = 0,70 m Aplicando Wx = Ex. W; na longitude de transição LR e utilizando a tabela 1; obtém-se: - Para a entrada da curva: Est (365+4,63) Lx/Lr =0/19= 0,00; W(365 +4,63)=0,00000.0, 70 =0,00m (puntoB) Est (366+0, 00) Lx/Lr=5.37/19 = 0,282631; W (366 +0,00) =0,0898.0, 70 =0,06m Est (366 +3, 63) Lx/Lr= 9/19 = 0,47368; W (366+3,63) =0,4187.0, 70 =0,29m (puntoC) Est(367+3,63) Lx/Lr = 19/19 =1,00; W (367 +3,63) =1,00000.0, 70 =0,70m (puntoD) - Para a saída da curva: Est (391+2,39) Lx/Lr= 0,00/19; W (391+2,39) =0,00000.0, 70 =0,06m (puntoB) Est (390+3, 39) Lx/Lr = 9/19 =0,4736; W (390 +3,39) =0,4187.0, 70 =0,29m (puntoC) Est (390+0, 00) Lx/Lr= 12,39/19 =0,6521; W (390 +0,00) =0,8285.0, 70 =0,58 W (389 +3,39) =1,00000.0, 70 =0,70m (puntoD) Estes resultados se apresentam em forma de registo na tabela 2: Tabela 2. Registo de alargamento em curva circular simples ESTAÇÃO DISTANCIA SOBRELARGO DISTANCIA A EIXO B 365 +4,65 0,00 0,00 3,00 366 + 0,00 5,37 0,06 3,06 PC 366 + 2,51 7,86 0,19 3,19 C 366 +3,63 9,00 0,29 3,29 D 367 +3,63 19,00 0,70 3,70 B 391 +2,39 0,00 - 3,00 PT 390 + 4,51 7,88 0,20 3,20 C 390 +3,39 9,00 0,29 3,29 390 +0,00 12,39 0,58 3,58 D 389 +3,39 19,00 0,70 3,70 III. SOBRELARGO NAS CURVAS DE TRANSIÇÃO. A longitude para o desenvolvimento do sobrelargo é quão mesma para o desenvolvimento do pêralte (ls). A sobrelargura se introduz progressivamente a partir dos pontos notáveis TS e ST e termina nos pontos notáveis CS e SC. São válidas as expressões, tabelas e anexos anteriormente desenvolvidos. Tanto para as curvas circulares simples; como para as curvas de transição, uma vez implantado no terreno os valores da sobrelargura, devesse marcar o eixo da via pelos pontos meios da largura do pavimento resultante; de modo que o benefício da sobrelargura se reparta entre as duas vias de circulação. Na figura 3 se mostram a sobrelargura numa curva de transição. Figura 3. Alargue em curva de transição Exemplo de cálculo do sobrelargo numa curva de transição. Calcular os valores de sobrelargo na curva de transição cujos dados são: Dados: Gc = 2º00' EST TS = 190 + 8,71 Rc = 572, 96 m EST SC = 198 + 3, 71 V a = 7,00 m EST ST = 218 + 3,71 Ls = 75,00 m EST CS = 210 + 8, 71 VD = 80 km/h Este exemplo se corresponde ao da conferência 11: No ANEXO IV com: VD = 80 km/h; a= 7,00 m e Gc = 2º00': obtém-se W = 0,50 m Aplicando a expressão Wx = Ex. W na longitude de transição ls e utilizando a Tabela 1; obtêm-se os valores da sobrelargura e as distâncias ao eixo, mostrados na Tabela 3.Est(192+0,00) Lx/lr=11,29/75= 0,1505; Wx=0,0135.0,50=0,01 Est(194+0,00) Lx/Lr=31,29/75= 0,4172; Wx=0,2994.0,50=0,15 Est(216+0,00) Lx/Lr=23,71/75=0,3161; Wx=0,1334.0,50=0,07 Est(214+0,00) Lx/Lr=43,71/75=0,5828; Wx=0,70.0,50=0,35 e assim para as restantes estacões � Tabela 3. Registo de alargamento em curva de transição ESTAÇÃO DISTANCIA SOBRELARGO DISTANCIA AL EIXO TS 190 + 8,71 0,00 0,00 3,50 192 + 0,00 11,29 0,01 3,51 194 + 0,00 31,29 0,15 3,65 196 + 0,00 51,29 0,43 3,93 198 + 0,00 71,29 0,49 3,99 SC 198 + 3,71 75,00 0,50 4,00 ST 218 + 3,71 0,00 0,00 3,50 218 + 0,00 3,71 0,00 3,50 216 + 0,00 23,71 0,07 3,57 214 + 0,00 43,71 0,35 3,85 212 + 0,00 63,71 0,49 3,99 CS 210 + 8,71 75,00 1,00 4,00 Exemplo misturas de sobrelevação e sobrelargo nas curvas circular simples. Se se observar com atenção o ANEXO IV, chega-se à conclusão de que a maioria das curvas do traçado, para as distintas velocidades de desenho, larga da calçada e raio de curvatura; necessitam de sobrelargura ou alargamento para garantir uma circulação veicular com segurança. É por isso que nesta epígrafe resolverão problemas misturas de sobrelevação e sobrelargo, por ser a situação que mais probabilidade tem de ocorrência com o passar do traçado. Giro pelo eixo. Calcular o registo da sobrelevação na curva circular simples cujos dados se mostram na conferência 11 (pag 12); se o giro se realizar pelo eixo da via: Cálculo do peralte e sobrelargo. Estes valores já foram calculados na conferência 10: e = 0,025 m/m No ANEXO IV com: VD = 50 km/h; a= 6,00 m e Gc = 2º00': obtém-se W = 0,70m Cálculos básicos: Determina-se o bombeo B = a/2. b = 6/2. 0,02 = 0,06 m Determina-se a sobrelevação máxima S: S = a.e Agora a = 6,00 + W S = a.e = (6,00 + 0,70). 0, 025 = 0,1675m Determina-se a longitude do lance AB = BC = N N = 9,00m Determina-se LR: LR =pmax.a1.e =150 (3,00 +0,70).0,025 =13,86m Determina-se a longitude de transição: Longitude de transição = LR + N = 13,86 + 9,00 = 22,86 m Determina-se a longitude do troço CD: CD = Longitude de transição - 2N = 22,86 - 2. 9,00 = 4,86 m Esta distancia CD se aproxima de 10,00 metros; portanto: CD = 10,00 m Ao variar esta distância, variam também as inclinações longitudinais dos bordos com relação ao eixo. Obtém-se: = iCD A qual é menor que a máxima permissível de 1/150 = 0,00667 m/m. A distância entre o PC e a estação C, não varia-se com relação ao exemplo da conferência 11; portanto: PC-C = PT-C = 1,12 m Cálculo das estações básicas para o desenvolvimento da sobrelevação Não variam com relação às determinadas na conferência 11. Portanto: À ENTRADA DA CURVA: EST A = 364 + 5, 63 EST B = 365 + 4, 63 EST C = 366 + 3, 63 EST D = 367 + 3, 63 À SAÍDA DA CURVA: EST A = 392 + 1, 39 EST B = 391 + 2, 39 EST C = 390 + 3, 39 EST D = 389 + 3, 39 Cálculo dos factores: Quando se calculou a sobrelevação; utilizou-se o conceito de inclinação longitudinal para calcular o que se elevam e deprimem os bordos com relação ao eixo da via; entretanto, nos casos em que se apresenta o sobrelargo, é mais racional a utilização do conceito dos factores para calcular a sobrelevação, tal como se realizou nos exemplos de sobrelevação em curvas de transição: Factor (1) = b / BC = 0,02/9,00 =0,002222m / m / m O domínio do Factor (1) é no lance BC e o do Factor (2) no lance CD. Cálculo do prerregisto de sobrelevação: Assim; por exemplo, para calcular o que se eleva e deprime o bordo exterior e interior, respectivamente, na EST 366 + 0,00; procede-se da forma seguinte: -Para o bordo exterior: S (366) = Factor (1).Dist (B − 366). a /2 S (366) =0,002222.5,37.3,00 S (366) =0,036m Para o bordo interior: S (366) = b. [a/2 +W(366)] S (366) =0,02.3,06; S(366) =0,061m Estes valores calculados aparecem na Tabela 4 para sortes estações. Para calcular o que se eleva e deprime o bordo exterior e interior, respectivamente, na EST 390 + 0,00; procede-se da forma seguinte: -Para o bordo exterior: S (390) = [Factor (2). Dist (C − 390) +b]. a /2 S (390) = [0,0005. 3,39 +0,02]. 3,00 S (390) =0,065m - Para o bordo interior: S (390) = [Factor (2). Dist (C − 390) + b]. [a /2 +W (390)] S (390) = [0,0005. 3,39 +0,02]. [3,00 + 0,58] S (390) =0,078m Neste caso 0,065 é a sobrelevação total nessa estação sem alargamento, quer dizer pelo bordo exterior e 0.078 é a sobrelevação total nessa estação com alargamento no bordo interior. Estes valores calculados aparecem na Tabela 4 para as estações. Tabela 4. Pré registo de sobrelevação com alargamento de curva circular simples ESTAÇÃO DISTANCIA INCLINAÇÃO TRNSAVERSAL POR EL SEMILARGO DE LA VIA BI BE B 365 + 4,63 0,00 Cálculo em BI Cálculo em BE - - 366 + 0,00 5,37 0,02. 3,06 0,01193. 3,00 0,061 0,036 PC 366 + 2,51 7,88 0,02. 3,19 0, 01751. 3,00 0,064 0,053 C 366 + 3,63 9,00 0,02. 3,30 0, 02. 3,00 0,066 0,06 D 367 + 3,63 10,00 0,025. 3,70 0,025. 3,00 0,0925 0,075 B 391 + 2,39 0,00 - - - - PT 390 + 4,51 7,88 0, 02. 3,20 0, 01751. 3,00 0,064 0,053 C 390 + 3,39 9,00 0, 02. 3,30 0, 02. 3,00 0,0666 0,06 390 + 0,00 3,39 0, 0217. 3,58 0, 0217. 3,00 0,078 0,065 D 389 + 3,39 10,00 0,025. 3,70 0,025. 3,00 0,0925 0,075 O registro de sobrelevação aparece na Tabela 5. O lance AB se calcula pelo conceito de inclinação longitudinal. Além disso, os valores devem ser aproximados até o centímetro, mas para a melhor compreensão dos resultados, não se efectuo a aproximação. � Tabela 5. Registo de sobrelevação com alargamento de curva circular simples CARRETERA VD = 50 k/h Curva No = 4 (Clotoide) b = 2% a = 6,00 m Δ = 24º12’ B = 0,06 m (C-D) = 10,00 m/m Gc = 2º00’ AB= BC= 9,00 m pend(C-D) = 0,002375 m/m Rc = 572,96 m e = 0,025 m/m Dc = 242,00 m S= 0,1675m CON ENSACHE= 0,70 m GIRO = EJE PRIMER TANGENTE CIRCULAR SEGUNDA TANGENTE EST. BI EJE BE EST. BI EJE BE EST. BI EJE BE A 364+5,63 R-0,06 R R-0,06 PC366+2,51 R-0,064 R R+0,053 A392+1,39 R-0,06 R R-0,06 B 365+4,63 R-0,06 R R C366+3,63 R-0,066 R R+0,05 392+0,00 R-0,06 R R-0,05 366+0,00 R-0,061 R R+0,036 D 367+3,63 R-0,0925 R R+0,075 B 391+2,39 R-0,06 R R PC 366+2,51 R-0,64 R R+0,053 368+0,00 R-0,0925 R R+0,075 PT390+4,51 R-0,064 R R+0,053 370+0,00 R-0,925 R R+0,075 272+0,00 R-0,925 R R+0,075 . . . . 388+0,00 R-0,0925 R R+0,075 D 389+3,39 R-0,0925 R R+0,075 390+0,00 R-0,078 R R+0,065 C390+3,39 R-0,067 R R+0,06 PT390+4,51 R-0,064 R R+0,053 Exemplo misturas de sobrelevação e sobrelargo nas curvas de transição. Giro pelo eixo. Calcular o registo de sobrelevação da curva de transição cujos dados se encontram na conferência 11; se o giro se realizar pelo eixo da via. Cálculo do peralte e sobrelargo. Estes valores já foram calculados: e = 0,06 m/m W = 0,50 m Cálculos básicos: B = 0,07 m S =a.e = (7,00 +0,50). 0, 06 =0,45m Determina-se a máxima: Determina-se a longitude dos troços AB = BC = N N = 14,00 m Determina-se a longitude do troço CD: CD = ls −BC =75,00 −14,00 =61,00m Comprova-se a inclinação do troço CD: Menor que a máxima permissível de 1/200 = 0,005 m/m. Cálculo das estações básicas: Não variam com relaçãoàs determinadas na conferência 11 Portanto: À ENTRADA DA CURVA: EST A = 189 + 4, 71 EST B = 190 + 8, 71 (TS) EST C = 192 + 2, 71 EST D = 198 + 3, 71 (SC) À SAÍDA DA CURVA: EST A = 219 + 7, 71 EST B = 218 + 3, 71 (ST) EST C = 216 + 9, 71 EST D = 210 + 8, 71 (CS) Cálculo dos factores: Não variam com relação aos calculados na conferência 11: Factor (1) = b/BC = 0,02/61,00 = 0,00142857 m/m/m Cálculo do préregistro de sobrelevação: Na tabela 6 se observa o prerregisto de sobrelevação. Assim; por exemplo, para calcular o que se eleva e deprime o bordo exterior e interior, respectivamente, na estação EST 192 + 0,00; procede-se da forma seguinte: -Para o bordo exterior: S(192) = Factor(1).DIST (B −192).a /2 S(192) =0,00142857.11,29(7,00/2) S(192)=0,056m -Para o bordo interior: S (192) = Factor (1).DIST (B −192). [a /2 +W (192)] S(192)=(0,00142857.11,29).((7,00/2) +0,01) S (192)=0,0702m Para calcular o que se eleva e deprime o bordo exterior e interior, respectivamente, na EST 212 + 0,00; procede-se da forma seguinte: -Para o bordo exterior: S(212) =(Factor(2).DIST (C − 212) +b).a /2 S(212) =(0,0006557.49,71+0,02).7,00/2 S(212) = 0,184m -Para o bordo interior: S(212)=[Factor(2).DIST (C − 212) +b].[a /2 +W (212)] S(212)=[0,0006557.49,71+0,02].[7,00/2 +0,49] S (212) = 0,21m Tabela 6. Pre registo ESTAÇÃO DIST. INCLINAÇÃO TRANSVERSAL BI BE TS (B) 190 + 8,71 0,00 - - - - 192 + 0,00 11,29 0, 02. 3,51 0, 01613. 3,50 0,0702 0,056 C 192 + 2,71 14,00 0, 02. 3,52 0, 2. 3,50 0,0704 0,07 194 + 0,00 17,29 0, 03134. 3,65 0, 03134. 3,50 0,111 0,110 196 + 0,00 37,29 0, 4445. 3,93 0, 4445. 3,50 0,170 0,156 198 + 0,00 57,29 0, 05756. 3,99 0, 05756. 3,50 0,230 0,201 SC (D) 198 + 3,71 61,00 0, 06. 4,00 0, 06. 3,50 0,24 0,21 ST (B) 218 + 3,71 0,00 - - - - 218 + 0,00 3,71 0, 00530. 3,50 0, 00530. 3,50 0,018 0,018 C 216 + 9,71 14,00 0, 02. 3,52 0, 02. 3,50 0,0704 0,07 216 + 0,00 9,71 0, 2637. 3,57 0, 02637. 3,50 0,094 0,092 214 + 0,00 29,71 0, 3948. 3,85 0, 03948. 3,50 0,152 0,138 212 + 0,00 49,71 0, 5259. 3,99 0, 05259. 3,50 0,210 0,184 CS (D)210 + 8,71 61,00 0, 06. 4,00 0, 06. 3,50 0,24 0,21 O registro de sobrelevação aparece na Tabela 7; o lance AB se calcula pelo conceito de inclinação longitudinal. Além disso, os valores devem ser aproximados até o centímetro, mas para a melhor compreensão dos resultados não se efectuou a aproximação. IV. INCLINAÇÃO TRANSVERSAL DAS BERMAS NAS CURVAS. Nas secções transversais das curvas curvadas deve emprestar-se atenção à forma de proceder com as bermas, com o objectivo de evitar ângulos salientes indesejáveis e perigosos, que possam dificultar a circulação dos veículos pela via. A berma correspondente ao lado deprimido (bordo interior), poderá manter sua inclinação de projecto (secção transversal típica), se se cumprir que: Inclinação da berma > ep Onde: ep: peralte numa secção qualquer da curva. Quando a condição anterior não se cumpre, deve subministrar-se à berma uma inclinação igual ao peralte da secção transversal, com o qual se consegue um plano inclinado com uma inclinação igual a ep. Para a berma correspondente ao bordo exterior da curva, recomenda-se que a diferença algébrica entre a inclinação da berma e a inclinação da secção transversal (ep), cumpra com a condição: Inclinação da berma - ep = 7 % (máximo) Esta recomendação trata de evitar o efeito perigoso que se produz na aresta saliente no bordo do pavimento nesse lado. Quando não se cumpre a condição anterior, será necessário dar à berma uma inclinação tal que cumpra com a regulação enunciada. Estas duas condições são válidas para os dois diferentes tipos de curvas horizontais de estrada. Tabela 7. Registo de sobrelevação com alargamento na curva de transição CARRETERA VD = 80 km/h Curva No = 4 (Clotoide) b = 2% a = 7,00 m Δ = 20º00’ B = 0,07 m pend(A-C) = 0,005 m/m Gc = 2º00’ AB= BC= 14,00 m pend(C-D) = 0,002541 m/m Rc = 572,96 m e = 0,06 m/m S = 0,45 m Com sobrelargo = 0,50 m GIRO = EJE PRIMERA RECTA SEGUNDA RECTA EST. BI EJE BE EST. BI EJE BE A 189+4,71 R-0,07 R R-0,07 A 219+7,71 R-0,07 R R-0,07 190+0,00 R-0,07 R R-0,04 219+0,00 R-0,07 R R-0,03 TS (B) 190+8,71 R-0,07 R R ST (B) 218+3,71 R-0,07 R R PRIMERA CLOTOIDE CIRCULAR SEGUNDA CLOTOIDE EST. BI EJE BE EST. BI EJE BE EST. BI EJE BE TS (B) 190+8,71 R-0,07 R R SC (D) 198+3,71 R-0,24 R R+0,21 ST (B) 218+3,71 R-0,07 R R 192+0,00 R-0,072 R R+0,056 200+0,00 R-0,24 R R+0,21 218+0,00 R-0,18 R R+0,018 C192+2,71 R-0,0704 R R+0,07 202+0,00 R-0,24 R R+0,21 C 216+9,71 R-0,0704 R R+0,07 194+0,00 R-0,111 R R+0,110 204+0,00 R-0,24 R R+0,21 216+0,00 R-0,094 R R+0,092 196+0,00 R-0,170 R R+0,156 206+0,00 R-0,24 R R+0,21 214+0,00 R-0,152 R R+0,138 198+0,00 R-0,230 R R+0,201 208+0,00 R-0,24 R R+0,21 212+0,00 R-0,210 R R+0,184 SC (D) 198+3,71 R-0,24 R R+0,21 210+0,00 R-0,24 R R+0,21 CS (D) 210+8,71 R-0,241 R R+0,21 CS (D) 210+8,71 R-0,24 R R+0,21 �PAGE � �PAGE �1� _1335084114.unknown _1335092225.unknown _1404677292.unknown _1404677293.unknown _1404677291.unknown _1335091912.unknown _1335083270.unknown
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