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PAGE報(bào)告編號(hào):SXGSJC/BG-QL-2008-012延壺S303二級(jí)公路第三合同段K50+121小橋橋梁荷載試驗(yàn)報(bào)告陜西高速公路工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司二〇〇八年九月報(bào)告編號(hào):SXGSJC/BG-QL-2008-012延壺S303二級(jí)公路第三合同段K50+121小橋橋梁荷載試驗(yàn)報(bào)告報(bào)告年月日審核年月日簽發(fā)年月日?qǐng)?bào)告附件無陜西高速公路工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司二〇〇八年九月目錄HYPERLINK\l"_Toc195685900"1概述1HYPERLINK\l"_Toc195685901"2試驗(yàn)依據(jù)1HYPERLINK\l"_Toc195685902"3試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容2HYPERLINK\l"_Toc195685903"3.1試驗(yàn)?zāi)康?HYPERLINK\l"_Toc195685904"3.2試驗(yàn)內(nèi)容2HYPERLINK\l"_Toc195685905"4主要儀器設(shè)備2HYPERLINK\l"_Toc195685906"5靜載試驗(yàn)3HYPERLINK\l"_Toc195685907"5.1結(jié)構(gòu)計(jì)算3HYPERLINK\l"_Toc195685908"5.2測(cè)試截面3HYPERLINK\l"_Toc195685909"5.3測(cè)點(diǎn)布置3HYPERLINK\l"_Toc195685910"5.4試驗(yàn)荷載4HYPERLINK\l"_Toc195685911"5.5試驗(yàn)工況5HYPERLINK\l"_Toc195685912"5.6試驗(yàn)的實(shí)施過程6HYPERLINK\l"_Toc195685913"6動(dòng)載試驗(yàn)7HYPERLINK\l"_Toc195685914"7結(jié)果分析8HYPERLINK\l"_Toc195685915"7.1結(jié)構(gòu)檢算結(jié)果8HYPERLINK\l"_Toc195685916"7.2靜載試驗(yàn)結(jié)果8HYPERLINK\l"_Toc195685917"7.3動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果9HYPERLINK\l"_Toc195685918"8結(jié)論10陜西高速公路工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司報(bào)告編號(hào):SXGSJC/BG-QL-2008-012第24頁共19頁延壺二級(jí)公路第三合同段K50+121.00小橋橋梁荷載試驗(yàn)報(bào)告1概述K50+121.00小橋位于省道(S303)延安至壺口二級(jí)公路K50+121.00處,橋梁起點(diǎn)樁號(hào)K50+101.666,終點(diǎn)樁號(hào)K50+139.556,全長(zhǎng)37.89米。上部結(jié)構(gòu)為2×13米預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁,橋面寬度:0.5米(防護(hù)欄)+9.0米(行車道)+0.5米(防護(hù)欄)。下部結(jié)構(gòu)橋臺(tái)采用U型臺(tái),橋墩采用實(shí)體墩,墩臺(tái)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。橋梁平面位于直線上,橋面橫坡為單向5%,縱斷面縱坡-0.85%,墩臺(tái)徑向布置。設(shè)計(jì)荷載:公路-II級(jí)。為評(píng)價(jià)該橋的承載能力和施工質(zhì)量,為該橋竣工驗(yàn)收提供技術(shù)資料,受寶雞市寶天高速公路建設(shè)管理處委托,陜西高速公路工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司對(duì)該橋進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)?,F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作在業(yè)主、監(jiān)理、施工單位三方的共同配合下,于2008年6月25日順利完成。2試驗(yàn)依據(jù)(1)交通部:《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程(報(bào)批稿)》.2004;(2)交通部科研院:《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法(最終建議)》.1982;(3)交通部:《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTJD60-2004)》.2004;(4)交通部:《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJD62-2004)》.2004;(5)陜西省交通廳:《陜西省公路工程竣(交)工驗(yàn)收辦法實(shí)施細(xì)則》(DBJTJ/T-003-2005);(6)西安公路研究所:K50+121.00覺德3號(hào)小橋施工圖紙。3試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容3.1試驗(yàn)?zāi)康模?)通過靜載試驗(yàn),測(cè)試橋跨結(jié)構(gòu)在靜載作用下的應(yīng)變、撓度,觀察裂縫的開展情況,評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和抗裂性能;(2)通過動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)定結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下自振頻率,對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能進(jìn)行評(píng)價(jià);(3)根據(jù)靜載和動(dòng)載測(cè)試結(jié)果綜合評(píng)價(jià)該橋的整體承載能力和施工質(zhì)量。3.2試驗(yàn)內(nèi)容(1)各工況測(cè)試控制截面砼的應(yīng)變;(2)各工況測(cè)試控制截面的撓度;(3)測(cè)試結(jié)構(gòu)的自振頻率;(4)觀測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)在各工況荷載作用下裂縫的開展情況;(5)全橋各孔異常變形觀察。4主要儀器設(shè)備本次荷載試驗(yàn)采用的主要儀器、設(shè)備見表1。表1荷載試驗(yàn)采用的主要儀器、設(shè)備序號(hào)儀器設(shè)備名稱型號(hào)儀器編號(hào)1靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試系系統(tǒng)DH-38166QL0147--001--022機(jī)電百分表WBD-50GF051-001-1223裂縫觀測(cè)儀SW-LW-1101QL0153--007--014動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分分析系統(tǒng)DEWE-BOOOK-88QL0148--002--015拾振器891-4GF052-0016動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試系系統(tǒng)DEWE-BOOOK-88QL0148--002--025靜載試驗(yàn)5.1結(jié)構(gòu)計(jì)算為了確定該橋的承載能力,檢測(cè)前對(duì)該橋上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算。檢算根據(jù)施工單位提供的施工圖紙,用橋梁結(jié)構(gòu)專用計(jì)算程序公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)GQJS9.3和橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)分析系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果作為荷載試驗(yàn)的理論計(jì)算結(jié)果。5.2測(cè)試截面測(cè)試截面選擇橋梁在使用活載作用下內(nèi)力最不利的截面。按照施工圖進(jìn)行分析計(jì)算,該橋在設(shè)計(jì)荷載作用下的最大正彎矩和最大撓度將發(fā)生在各孔的跨中截面。依據(jù)計(jì)算結(jié)果和《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》的建議和要求,應(yīng)變測(cè)試截面選擇在第1孔、第2孔跨中截面,撓度測(cè)試截面選擇在第1孔、第2孔跨中截面,如圖1所示。圖1測(cè)試截面面位置示意意圖5.3測(cè)點(diǎn)布布置為了測(cè)試板梁在在試驗(yàn)荷載載下的應(yīng)力力(應(yīng)變)狀況,分分別在第1孔、第2孔跨中截面面每片板梁梁底部布置置應(yīng)變測(cè)點(diǎn)點(diǎn),具體位位置和編號(hào)號(hào)見圖2(不含補(bǔ)補(bǔ)償片)。為了測(cè)量板梁在在試驗(yàn)荷載載下的變形形情況,在在第1孔、第2孔的跨中截面面處每片板板梁的梁底底布設(shè)撓度度測(cè)點(diǎn),具具體位置見見圖2。為了扣扣除支座變變形對(duì)測(cè)量量結(jié)果的影影響,在兩兩端支座處處板梁底板各各布設(shè)一個(gè)個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)支座變變形進(jìn)行觀觀測(cè)。圖2應(yīng)變與撓度度測(cè)點(diǎn)位置置示意圖5.4試驗(yàn)荷荷載根據(jù)《大跨徑混混凝土橋梁梁的試驗(yàn)方方法》中的的規(guī)定,靜靜力試驗(yàn)荷荷載的效率率系數(shù)η的取值范范圍為1.005≥η≥0.8其中η=SSstatt/(S×(1+μ))經(jīng)過計(jì)算確定,本本次試驗(yàn)共共需要2輛三軸載載重汽車。試試驗(yàn)前對(duì)每每輛車都進(jìn)進(jìn)行配重,并并記錄下各各輛車的實(shí)實(shí)際軸重、總總重、輪間間距和軸間間距,詳見見表2。應(yīng)力分分析計(jì)算過過程中的車車輛荷載都都是按實(shí)際際的軸距、輪輪距和軸重重取值的。表2試驗(yàn)用車輛的參數(shù)數(shù)表車號(hào)軸重(噸)軸間距(米)前軸重中軸重后軸重總重前-中中-后1號(hào)車8.8317.6617.6644.153.501.302號(hào)車9.3210.2124.8544.381.953.9合計(jì)18.1527.8742.5188.535.5試驗(yàn)工工況靜載試驗(yàn)共分為為7種試驗(yàn)工工況,各工工況均采用用兩輛車加載。各各工況中汽汽車荷載的的位置如下下:工況1:第1孔跨中截面最大正正彎矩中載載工況。順順橋向按跨跨中截面最最大正應(yīng)力力和最大撓撓度的最不不利位置布布載,橫橋橋向?qū)ΨQ布布載。工況2:第1孔跨中截面最大正正彎矩右偏偏載工況。順順橋向布載載位置與工工況1相同,橫橫橋向?yàn)槠也驾d。工況3:第1孔孔跨中截面面最大正彎彎矩左偏載工況況。順橋向向布載位置置與工況1相同,橫橫橋向?yàn)槠蟛驾d。工況4:第2孔孔跨中截面面最大正彎彎矩中載工工況。順橋橋向按跨中中截面最大大正應(yīng)力和和最大撓度度的最不利利位置布載載,橫橋向向?qū)ΨQ布載載。工況5:第2孔孔跨中截面面最大正彎彎矩右偏載載工況。順順橋向布載載位置與工工況4相同,橫橫橋向?yàn)槠也驾d。工況6:第2孔孔跨中截面面最大正彎彎矩左偏載工況況。順橋向向布載位置置與工況44相同,橫橫橋向?yàn)槠蟛驾d。工況7:全橋異異常變形觀觀察工況。按按正彎矩最最不利加載載位置布置置車列沿全全橋慢速行行駛。觀察察荷載作用用下不同部部位的混凝凝土是否出出現(xiàn)開裂現(xiàn)現(xiàn)象及橋跨跨結(jié)構(gòu)是否否出現(xiàn)異常常變形。各工況車輛加載載位置詳見見圖3和圖4。上述各工況中試試驗(yàn)荷載對(duì)對(duì)觀測(cè)截面面產(chǎn)生的荷荷載效應(yīng)與與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)活荷載效效應(yīng)的最大大值的荷載載效率見表表3。表3荷載試驗(yàn)荷荷載效率一一覽表工況控制指標(biāo)試驗(yàn)荷載計(jì)算值值①設(shè)計(jì)荷載計(jì)算值值②荷載效率η⑤=①/②第1孔跨中截面最大大正彎矩工工況跨中彎矩(kNN·m)200119541.024第2孔跨中截面最大大正彎矩工工況跨中彎矩(kNN·m)200119541.024注:該橋全橋設(shè)設(shè)計(jì)荷載采采用公路II級(jí),汽車車荷載效應(yīng)應(yīng)計(jì)算考慮慮了車道折減減系數(shù)和沖沖擊系數(shù)。試驗(yàn)荷載載效應(yīng)的計(jì)計(jì)算值和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)活荷載載效應(yīng)的計(jì)計(jì)算值中均均未計(jì)入偏偏載的影響響。工況77僅進(jìn)行觀察,不實(shí)測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)。由表3可見,各工況測(cè)測(cè)試截面在在試驗(yàn)荷載載下的彎矩矩值均超過過設(shè)計(jì)荷載載效應(yīng)的0.8以上,低于于或略高于上限限值1.05,符合《大大跨徑混凝凝土橋梁的的試驗(yàn)方法法》的規(guī)定定,保證了了試驗(yàn)的有有效性。圖3各工況車輛順橋橋向布置示示意圖5.6試驗(yàn)的的實(shí)施過程程2008年6月月25日上午,完完成了如下下各項(xiàng)準(zhǔn)備備工作:(1)按應(yīng)變和位移移測(cè)點(diǎn)布置置方案進(jìn)行行放樣。對(duì)對(duì)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位置進(jìn)行行打磨、找找平處理后后,粘貼電電阻應(yīng)變片片并焊接導(dǎo)導(dǎo)線。在位位移測(cè)點(diǎn)架架設(shè)機(jī)電百百分表,并并與應(yīng)變平平衡箱進(jìn)行行導(dǎo)線連接接。(2)根據(jù)計(jì)算和車車輛配重結(jié)結(jié)果,對(duì)各各工況車輛輛加載位置置劃線放樣樣。(3)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試試,用一輛汽車進(jìn)進(jìn)行預(yù)加載載,以檢驗(yàn)驗(yàn)各測(cè)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)變片、機(jī)機(jī)電百分表表及應(yīng)變平平衡箱工作作的可靠性性。圖4各工況加載車輛輛的橫橋向向布置本次靜載試驗(yàn)每每一工況分分兩次逐級(jí)加加載。在檢檢測(cè)過程中中,為減少少混凝土流流變特性對(duì)對(duì)測(cè)讀結(jié)果果的影響,各各級(jí)荷載到到位后關(guān)閉閉汽車發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)5分鐘以上上,待結(jié)構(gòu)構(gòu)變形完全全穩(wěn)定后再再測(cè)取數(shù)據(jù)據(jù),并將所所測(cè)的最大大撓度和應(yīng)應(yīng)變與理論論計(jì)算結(jié)果果進(jìn)行比較較,確信安安全。若檢檢測(cè)過程中中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)據(jù)出現(xiàn)異常常,立即卸卸掉加載車車輛,以防防發(fā)生意外外事故。每次卸載后至下下一次加載載的間隔時(shí)時(shí)間均不少少于10分鐘。同同一工況按按上述加載載、卸載程程序重復(fù)進(jìn)進(jìn)行測(cè)試,直直至兩次測(cè)測(cè)試結(jié)果相相對(duì)誤差不不超過5%,該工況況測(cè)試完成成,可以進(jìn)進(jìn)行下一工工況測(cè)試。6動(dòng)載試驗(yàn)為了有效地測(cè)取取結(jié)構(gòu)的動(dòng)動(dòng)力性能,應(yīng)應(yīng)將測(cè)點(diǎn)布布置在一階階、二階振振型中振幅幅較大的位位置。依據(jù)據(jù)主橋振型型圖確定,在在第1孔、第2孔的L/4截面面處安裝加加速度傳感感器。采用用過往兩輛輛加載車輛輛跑車激振振后,測(cè)取取橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)的振動(dòng)信信號(hào),分析析自振頻率率。7結(jié)果分析7.1結(jié)構(gòu)檢檢算結(jié)果為了確保計(jì)算的的準(zhǔn)確性,荷荷載作用下下的應(yīng)力按按空間有限限元方法計(jì)計(jì)算,采用用結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)動(dòng)力分析通通用程序JFDJ完成計(jì)算算,內(nèi)力和和應(yīng)變的計(jì)計(jì)算值具有有較高的準(zhǔn)準(zhǔn)確性,為為正確地分分析試驗(yàn)結(jié)結(jié)果和評(píng)估估結(jié)構(gòu)狀況況奠定了基基礎(chǔ)。結(jié)果果詳見靜載載和動(dòng)載結(jié)結(jié)果分析中中的計(jì)算值值。7.2靜載試試驗(yàn)結(jié)果該橋第1、2孔孔在各工況況試驗(yàn)荷載載作用下各各測(cè)點(diǎn)的撓撓度實(shí)測(cè)值值、計(jì)算值值對(duì)比詳見見表4,各測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)變實(shí)實(shí)測(cè)值、計(jì)計(jì)算值對(duì)比比詳見表5。該橋第1、2孔孔在各工況況試驗(yàn)荷載載作用下各各測(cè)點(diǎn)的撓撓度實(shí)測(cè)值值與計(jì)算值對(duì)對(duì)比曲線見圖5、圖6,各測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)變實(shí)實(shí)測(cè)值與計(jì)算值對(duì)對(duì)比詳見圖圖7、圖8。表4各工況撓度計(jì)算算值、實(shí)測(cè)測(cè)值與校驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)荷載工況測(cè)點(diǎn)位置撓度計(jì)算值(mmm)①撓度實(shí)測(cè)值(mm)校驗(yàn)系數(shù)⑤=④④/①截面位置測(cè)點(diǎn)編號(hào)第一次②第二次③平均值④工況1:第1孔跨中截面最大正正彎矩中載載工況跨中截面514.111.041.161.100.268524.871.711.771.740.357535.561.771.921.850.332545.662.222.322.270.401555.181.521.551.540.296564.311.061.041.050.244校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.316工況2:第1孔跨中截面最大正正彎矩右偏偏載工況跨中截面512.960.870.880.880.296523.661.411.421.420.387535.011.851.841.850.368545.562.322.322.320.417556.221.921.921.920.309566.111.471.471.470.241校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.336續(xù)表4各工況撓度計(jì)算算值、實(shí)測(cè)測(cè)值與校驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)荷載工況測(cè)點(diǎn)位置撓度計(jì)算值(mmm)①撓度實(shí)測(cè)值(mm)校驗(yàn)系數(shù)⑤=④④/①截面位置測(cè)點(diǎn)編號(hào)第一次②第二次③平均值④工況3:第1孔跨中截面最大正正彎矩左偏偏載工況跨中截面515.801.831.811.820.314526.012.252.252.250.374535.761.942.011.980.343545.292.172.272.220.420553.911.101.211.160.295563.090.530.520.530.170校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.319工況4:第2孔孔跨中截面面最大正彎彎矩中載工工況跨中截面574.110.880.880.880.214584.871.992.012.000.411595.562.152.172.160.388605.662.012.022.020.356615.182.052.092.070.400624.310.480.490.490.113校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.314工況5:第2孔孔跨中截面面最大正彎彎矩右偏載載工況跨中截面572.960.590.590.590.199583.661.571.561.570.428595.011.901.901.900.379605.561.901.901.900.342616.222.412.402.410.387626.110.970.970.970.159校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.316工況6:第2孔孔跨中截面面最大正彎彎矩左偏載載工況跨中截面575.801.551.541.550.266586.012.392.382.390.397595.762.172.172.170.377605.291.841.831.840.347613.911.581.581.580.404623.090.180.180.180.058校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.308表5各工況應(yīng)應(yīng)變計(jì)算值值、實(shí)測(cè)值值與校驗(yàn)系系數(shù)荷載工況測(cè)點(diǎn)應(yīng)變計(jì)算值(μμε)①應(yīng)變實(shí)測(cè)值(με)校驗(yàn)系數(shù)⑤=④④/①截面位置測(cè)點(diǎn)編號(hào)第一次②第二次③平均值④工況1:第1孔跨中截面最大正正彎矩中載載工況跨中截面1884452480.5452904853510.56131035971650.63141085165580.53751197079750.62661225671640.52071156151560.48781127061660.5859985545500.51010935647520.554校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.500工況2:第1孔跨中截面最大正正彎矩右偏偏載工況跨中截面1644040400.6252664242420.6363744344440.5884884848480.54551066464640.60461176868680.58171245455550.44081356869690.50791365958590.430101366463640.467校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.496工況3:第1孔跨中截面最大正正彎矩左偏偏載工況跨中截面11266060600.47621276966680.53131277372730.57141246770690.55251256767670.53661155847530.4577966360620.6418796661640.8049694642440.63810674441430.634校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.521續(xù)表5各工況應(yīng)應(yīng)變計(jì)算值值、實(shí)測(cè)值值與校驗(yàn)系系數(shù)荷載工況測(cè)點(diǎn)應(yīng)變計(jì)算值(μμε)①應(yīng)變實(shí)測(cè)值(με)校驗(yàn)系數(shù)⑤=④④/①截面位置測(cè)點(diǎn)編號(hào)第一次②第二次③平均值④工況4:第2孔孔跨中截面面最大正彎彎矩中載工工況跨中截面11885252520.59112904850490.544131035052510.495141085761590.546151197076730.613161225562590.480171155359560.487181126573690.61619984851500.50520934647470.500校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.488工況5:第2孔孔跨中截面面最大正彎彎矩右偏載載工況跨中截面11643536360.55512663232320.48513743334340.45314884040400.455151065253530.495161175657570.483171246363630.508181357676760.563191366061610.445201366565650.478校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.444工況6:第2孔孔跨中截面面最大正彎彎矩左偏載載工況跨中截面111267475750.591121276668670.528131276263630.492141246868680.548151257070700.560161155050500.43517964444440.45818794445450.56319693233330.47120672929290.433校驗(yàn)系數(shù)平均值值0.465圖5工況1--3各測(cè)點(diǎn)點(diǎn)撓度實(shí)測(cè)測(cè)值與計(jì)算算值對(duì)比曲曲線圖6工況4--6各測(cè)點(diǎn)點(diǎn)撓度實(shí)測(cè)測(cè)值與計(jì)算算值對(duì)比曲曲線圖7工況1--3各測(cè)點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)變實(shí)測(cè)測(cè)值與計(jì)算算值對(duì)比曲曲線圖8工況4-6各測(cè)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)變實(shí)測(cè)值值與計(jì)算值值對(duì)比曲線線7.3動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果K50+121..00小橋結(jié)構(gòu)計(jì)算算振型與自自振頻率見見圖9。橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)自振頻頻率計(jì)算值值和實(shí)測(cè)值值對(duì)比見表表6。實(shí)測(cè)時(shí)時(shí)域曲線和和頻域分析析曲線分別別見圖10、圖11。一階振型對(duì)應(yīng)自自振頻率f1=6.477Hz二階振型對(duì)應(yīng)自自振頻率f2=10.117Hzz圖9K50++121..00小橋結(jié)構(gòu)計(jì)算算振型圖表6結(jié)構(gòu)自振振頻率實(shí)測(cè)測(cè)值和計(jì)算算值對(duì)比測(cè)試位置階序自振頻率實(shí)測(cè)值(Hz)①計(jì)算值(Hz)②校驗(yàn)系數(shù)③=①/②第1孔L/4110.746.471.670215.9910.171.572第2孔L/4110.256.

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