一种钢拱架施工方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 109056548 A(43)申请公布日 2018.12.21

(21)申请号 201811094361.1(22)申请日 2018.09.19

(71)申请人 中交二公局第六工程有限公司

地址 710075 陕西省西安市高新四路一号

高科广场20层(72)发明人 黄维科　马小龙　张志荣　张利斌　

冯品昌　(74)专利代理机构 西安吉盛专利代理有限责任

公司 61108

代理人 高云(51)Int.Cl.

E01D 21/00(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页 附图3页

CN 109056548 A(54)发明名称

一种钢拱架施工方法(57)摘要

本发明属于拱桥钢拱架技术领域，具体涉及一种钢拱架施工方法，至少包括如下步骤：1)拼装钢拱架，2)将步骤1)拼装好的钢拱架进行安装，3)对步骤2)安装好的钢拱架的主拱圈进行混凝土浇筑，4)拆除步骤3)的钢拱架；解决了现有技术中在软弱地基、深山峡谷等不良施工条件下，常规方案施工的多种跨径拱桥施工不能满足施工需要和系杆贝雷钢拱架不能任意调整拱轴线线性，不能适应各种线性的拱桥施工需要的问题，本发明适用于软弱地基、深山峡谷等不良施工条件下，不能采用常规方案施工的多种跨径拱桥施工，通过调整连接杆件的长度来调整拱轴线线形，能调节出各种拱桥曲线线形，用于各种线形的拱桥施工需要。

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1.一种钢拱架施工方法，其特征在于，至少包括如下步骤：1)拼装钢拱架，至少包括如下步骤：首先，将钢拱架横桥向按组进行平卧拼装；其次，将平卧拼装好的钢拱架起吊竖立；最后，在起吊竖立的钢拱架的拱脚上安装螺纹钢(1)和分配梁(2)，完成拼装；

2)将步骤1)拼装好的钢拱架进行安装，至少包括如下步骤：首先，将钢拱架逐组进行安装定位；其次，对定位好的钢拱架的拱脚进行固定；最后，在钢拱架的架顶上从下向上依次铺设钢板条(3)、楔形钢板(4)、横桥向方木(5)和底模(6)，并在底模一侧安装侧模，完成安装；

3)对步骤2)安装好的钢拱架的主拱圈进行混凝土浇筑，至少包括如下步骤：首先将钢拱架的主拱圈在纵向上等距离分段，所述分段为：主拱圈的两端为拱脚段(7)，主拱圈的顶端为拱顶段(8)，拱脚段(7)与拱顶段(8)之间为中间段(9)；其次，对钢拱架的主拱圈进行分段浇筑，所述分段浇筑的顺序为：先同时对称浇筑两个拱脚段(7)，然后浇筑拱顶段(8)，最后同时对称浇筑两个中间段(9)；

4)拆除步骤3)的钢拱架；至少包括如下步骤：首先将滑动装置(13)与千斤顶(14)均固定安装在承重梁(11)上，确保每跨两拱脚所有千斤顶(14)标高一致，然后将分配梁(2)与承重梁(11)之间的支撑件(12)拆除；其次将千斤顶(14)下落至最低高度，使分配梁(2)落到滑动装置(13)上面；最后将千斤顶(14)卸落，拉动滑动装置(13)拆除钢拱架。

2.如权利要求1所述的钢拱架施工方法，其特征在于：所述步骤1)平卧拼装的具体步骤为：首先按拱轴悬链线线形水平按比例放出大样，根据大样确定出每片贝雷片的位置和旋转角度，做出定位卡形成拼装胎架；其次，从钢拱架一端拱脚向另一端拱脚方向进行拼装，拼装时，钢拱架标准节段间的下弦采用贝雷销(15)连接，钢拱架标准节段间的上弦杆之间通过连接杆件(16)调整拱架线型，逐节拼装完毕，在拼装好的钢拱架上安装贝雷支撑架，完成一榀拱架的拼装，最后，重复以上步骤拼装完一组钢拱架，所述比例为1：1，所述一组拱架至少由三榀拱架组成。

3.如权利要求1所述的钢拱架施工方法，其特征在于：所述步骤2)钢拱架逐组进行安装定位时，第一组安装定位后，在钢拱架上等间距设置多道横向缆风绳。

4.如权利要求1所述的钢拱架施工方法，其特征在于：所述步骤2)的钢拱架的拱脚纵向采用槽钢在分配梁上焊接小龙门(10)进行固定，钢拱架的拱脚横向采用贝雷支撑架进行连接。

5.如权利要求1所述的钢拱架施工方法，其特征在于：所述步骤2)底模(6)和侧模均采用竹胶板，铺设钢板条(3)、楔形钢板(4)、横桥向方木(5)和底模(6)时，方木(5)和钢拱架、底模(6)之间的缝隙采用木楔子进行填充和调整，底模(6)的横向拼缝留设3mm变形量。

6.如权利要求1所述的钢拱架施工方法，其特征在于：所述步骤3)分段的具体划分方法为：拱脚段(7)为3L/16以下，拱顶段(8)为3L/8以上，中间段(9)为3L/16至3L/8，L为钢拱架轴线长度；所述拱脚段(7)、拱顶段(8)和中间段(9)的浇筑方向均为从下往上浇筑。

7.如权利要求6所述的钢拱架施工方法，其特征在于：所述拱脚段(7)和中间段(9)、拱顶段(8)和中间段(9)之间采用插板进行混凝土封堵，所述插板的材料采用竹胶板。

8.如权利要求6所述的钢拱架施工方法，其特征在于：所述拱脚段(7)浇筑时可在拱脚段(7)上压木模。

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9.如权利要求1所述的钢拱架施工方法，其特征在于：所述步骤4)拆除钢拱架需在钢拱架主拱圈的混凝土强度达到95％后进行拆除。

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说　明　书一种钢拱架施工方法

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技术领域

[0001]本发明属于拱桥钢拱架技术领域，具体涉及一种钢拱架施工方法。

背景技术

[0002]现有拱桥拼接钢拱架的方法很多，例如万能杆件拼装方法，但是万能杆件拼装的施工周期很长，而且施工过程对环境造成较大的影响，同时会受到汛期等环境因素的影响，从而影响施工。

[0003]现有情况下，在软弱地基、深山峡谷等不良施工条件下，常规方案施工的多种跨径拱桥施工不能满足施工需要。[0004]同时，现有的系杆贝雷钢拱架不能任意调整拱轴线线性，不能适应各种线性的拱桥施工需要。

发明内容

[0005]本发明提供的钢拱架施工方法目的一是克服现有技术中在软弱地基、深山峡谷等不良施工条件下，常规方案施工的多种跨径拱桥施工不能满足施工需要的问题；目的二是克服现有技术中系杆贝雷钢拱架不能任意调整拱轴线线性，不能适应各种线性的拱桥施工需要问题。[0006]为此，本发明提供了一种钢拱架施工方法，至少包括如下步骤：[0007]1)拼装钢拱架，至少包括如下步骤：首先，将钢拱架横桥向按组进行平卧拼装；其次，将平卧拼装好的钢拱架起吊竖立；最后，在起吊竖立的钢拱架的拱脚上安装螺纹钢和分配梁，完成拼装；

[0008]2)将步骤1)拼装好的钢拱架进行安装，至少包括如下步骤：首先，将钢拱架逐组进行安装定位；其次，对定位好的钢拱架的拱脚进行固定；最后，在钢拱架的架顶上从下向上依次铺设钢板条、楔形钢板、横桥向方木和底模，并在底模一侧安装侧模，完成安装；[0009]3)对步骤2)安装好的钢拱架的主拱圈进行混凝土浇筑，至少包括如下步骤：首先将钢拱架的主拱圈在纵向上等距离分段，所述分段为：主拱圈的两端为拱脚段，主拱圈的顶端为拱顶段，拱脚段与拱顶段(8)之间为中间段；其次，对钢拱架的主拱圈进行分段浇筑，所述分段浇筑的顺序为：先同时对称浇筑两个拱脚段，然后浇筑拱顶段，最后同时对称浇筑两个中间段；

[0010]4)拆除步骤3)的钢拱架；至少包括如下步骤：首先将滑动装置与千斤顶均固定安装在承重梁上，确保每跨两拱脚所有千斤顶标高一致，然后将分配梁与承重梁之间的支撑件拆除；其次将千斤顶下落至最低高度，使分配梁落到滑动装置上面；最后将千斤顶卸落，拉动滑动装置拆除钢拱架。

[0011]所述步骤1)平卧拼装的具体步骤为：首先按拱轴悬链线线形水平按比例放出大样，根据大样确定出每片贝雷片的位置和旋转角度，做出定位卡形成拼装胎架；其次，从钢拱架一端拱脚向另一端拱脚方向进行拼装，拼装时，钢拱架标准节段间的下弦采用贝雷销

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连接，钢拱架标准节段间的上弦杆之间通过连接杆件调整拱架线型，逐节拼装完毕，在拼装好的钢拱架上安装贝雷支撑架，完成一榀拱架的拼装，最后，重复以上步骤拼装完一组钢拱架，所述比例为1：1，所述一组拱架至少由三榀拱架组成。[0012]所述步骤2)钢拱架逐组进行安装定位时，第一组安装定位后，在钢拱架上等间距设置多道横向缆风绳。

[0013]所述步骤2)的钢拱架的拱脚纵向采用槽钢在分配梁上焊接小龙门进行固定，钢拱架的拱脚横向采用贝雷支撑架进行连接。

[0014]所述步骤2)底模和侧模均采用竹胶板，铺设钢板条、楔形钢板、横桥向方木和底模时，方木和钢拱架、底模之间的缝隙采用木楔子进行填充和调整，底模的横向拼缝留设3mm变形量。

[0015]所述步骤3)分段的具体划分方法为：拱脚段为3L/16以下，拱顶段为3L/8以上，中间段为3L/16至3L/8，L为钢拱架轴线长度；所述拱脚段、拱顶段和中间段的浇筑方向均为从下往上浇筑。

[0016]所述拱脚段和中间段、拱顶段和中间段之间采用插板进行混凝土封堵，所述插板的材料采用竹胶板。

[0017]所述拱脚段浇筑时可在拱脚段上压木模。

[0018]所述步骤4)拆除钢拱架需在钢拱架主拱圈的混凝土强度达到95％后进行拆除。[0019]本发明的有益效果：本发明提供的这种钢拱架施工方法，通过特制少数部分异形件，下弦采用贝雷销连接，上弦杆之间通过连接杆件调整拱架线型，充分灵活利用成品贝雷梁加水平拉杆消除水平推力，组拼成系杆贝雷钢拱架，适用于软弱地基、深山峡谷等不良施工条件下，不能采用常规方案施工的多种跨径拱桥施工，通过调整连接杆件的长度来调整拱轴线线形，能调节出各种拱桥曲线线形，用于各种线形的拱桥施工需要。附图说明

[0020]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。[0021]图1是单跨钢拱架结构示意图；[0022]图2是钢拱架拱脚结构示意图；

[0023]图3是钢拱架拱座限位装置结构示意图；[0024]图4是拆除钢拱架流程结构图；

[0025]图5是钢拱架的主拱圈进行混凝土分段浇筑的流程平面图；[0026]图6是钢拱架的主拱圈进行混凝土分段浇筑的流程立面图。[0027]附图标记说明：1、螺纹钢；2、分配梁；3、钢板条；4、楔形钢板；5、横桥向方木；6、底模；7、拱脚段；8、拱顶段；9、中间段；10、小龙门；11、承重梁；12、支撑件；13、滑动装置；14、千斤顶；15、贝雷销；16、连接杆件。具体实施方式

[0028]实施例1：[0029]如图1-4所示，一种钢拱架施工方法，至少包括如下步骤：[0030]1)拼装钢拱架，至少包括如下步骤：首先，将钢拱架横桥向按组进行平卧拼装；其

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次，将平卧拼装好的钢拱架起吊竖立；最后，在起吊竖立的钢拱架的拱脚上安装螺纹钢1和分配梁2，完成拼装；

[0031]2)将步骤1)拼装好的钢拱架进行安装，至少包括如下步骤：首先，将钢拱架逐组进行安装定位；其次，对定位好的钢拱架的拱脚进行固定；最后，在钢拱架的架顶上从下向上依次铺设钢板条3、楔形钢板4、横桥向方木5和底模6，并在底模一侧安装侧模，完成安装；[0032]3)对步骤2)安装好的钢拱架的主拱圈进行混凝土浇筑，至少包括如下步骤：首先将钢拱架的主拱圈在纵向上等距离分段，所述分段为：主拱圈的两端为拱脚段7，主拱圈的顶端为拱顶段8，拱脚段7与拱顶段(8)之间为中间段9；其次，对钢拱架的主拱圈进行分段浇筑，所述分段浇筑的顺序为：先同时对称浇筑两个拱脚段7，然后浇筑拱顶段8，最后同时对称浇筑两个中间段9；

[0033]4)拆除步骤3)的钢拱架；至少包括如下步骤：首先将滑动装置13与千斤顶14均固定安装在承重梁11上，确保每跨两拱脚所有千斤顶14标高一致，然后将分配梁2与承重梁11之间的支撑件12拆除；其次将千斤顶14下落至最低高度，使分配梁2落到滑动装置13上面；最后将千斤顶14卸落，拉动滑动装置13拆除钢拱架。[0034]本发明提供的这种钢拱架施工方法，适用于软弱地基、深山峡谷等不良施工条件下，不能采用常规方案施工的多种跨径拱桥施工。[0035]实施例2：

[0036]在实施例1的基础上，一种钢拱架施工方法，至少包括如下步骤：[0037]1)拼装钢拱架，至少包括如下步骤：首先，将钢拱架横桥向按组进行平卧拼装；其次，将平卧拼装好的钢拱架起吊竖立；最后，在起吊竖立的钢拱架的拱脚上安装螺纹钢1和分配梁2，完成拼装；所述步骤1)平卧拼装的具体步骤为：首先按拱轴悬链线线形水平按比例放出大样，根据大样确定出每片贝雷片的位置和旋转角度，做出定位卡形成拼装胎架；其次，从钢拱架一端拱脚向另一端拱脚方向进行拼装，拼装时，钢拱架标准节段间的下弦采用贝雷销15连接，钢拱架标准节段间的上弦杆之间通过连接杆件16调整拱架线型，逐节拼装完毕，在拼装好的钢拱架上安装贝雷支撑架，完成一榀拱架的拼装，最后，重复以上步骤拼装完一组钢拱架，所述比例为1：1，所述一组拱架至少由三榀拱架组成。[0038]在经过地基处理的硬化场地上，预先按拱轴悬链线线形水平放出1:1大样，确定出每片贝雷片的具体位置和旋转角度，做出定位卡形成拼装胎架，使贝雷片快速定位方便连接，拼装时先从拱架一端拱脚向另一端拱脚方向拼装，标准节段间下弦用贝雷销直接进行连接，上弦杆之间加特制连接杆件以调整拱架线型，逐节拼装完毕，拼装好一榀拱架后在拼装好的拱架上安装90cm的贝雷支撑架，然后再拼装另外一榀，然后再安装支撑架，最后再安装一榀，三榀组成一组，然后用50吨履带吊起吊、转向，使平卧的拱架竖立，然后安装螺纹钢1和分配梁2，螺纹钢1为精轧螺纹钢，分配梁2为横向双拼I12a工字钢分配梁，再进行精轧螺纹钢预张拉，拱脚精轧螺纹钢对拉拉杆的预紧须缓慢匀速对称进行，拼装完成后出场转运至安装现场进行安装，拼装简单快捷，适应性强，拱架拼装过程中，必须保证拱脚处双拼工字钢的平整度及标高。拱脚节段的长度根据拱轴线长度与贝雷片标准节段长度确定，拱脚节段的定位是钢拱架现场安装的关键，安装时必须由测量人员对拱脚节段的位置、角度进行精确定位，并保证两拱脚标高一致，确保拱架标高及线形与设计一致。[0039]2)将步骤1)拼装好的钢拱架进行安装，至少包括如下步骤：首先，将钢拱架逐组进

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行安装定位；其次，对定位好的钢拱架的拱脚进行固定；最后，在钢拱架的架顶上从下向上依次铺设钢板条3、楔形钢板4、横桥向方木5和底模6，并在底模一侧安装侧模，完成安装；[0040]所述步骤2)钢拱架逐组进行安装定位时，第一组安装定位后，在钢拱架上等间距设置多道横向缆风绳。钢拱架的上、下游各设置3道横向缆风绳，分别设置在L/4、L/2、3L/4处，设置横向缆风绳增加钢拱架稳定性，防止钢拱架因风力或者吊装物撞击等产生位移或变形。

[0041]所述步骤2)的钢拱架的拱脚纵向采用槽钢在分配梁上焊接小龙门10进行固定，钢拱架的拱脚横向采用贝雷支撑架进行连接。保证拱脚节段不产生位移，且结构简单，固定后结构稳定。

[0042]所述步骤2)底模6和侧模均采用竹胶板，铺设钢板条3、楔形钢板4、横桥向方木5和底模6时，方木5和钢拱架、底模6之间的缝隙采用木楔子进行填充和调整，底模6的横向拼缝留设3mm变形量。整跨钢拱架安装完成后在钢拱架顶铺设2cm厚钢板条，安装楔形钢板，摆放横桥向方木，铺设底模竹胶板，对于高程不能满足要求的可在铺设底模时进行适当的调整。底模6采用1.5cm厚竹胶板，铺在10cm分配梁方木5上，侧模用2cm厚竹胶板，在调整成型的钢拱架上直接铺设横向10×10cm方木作模板底梁，方木中对中间距为30cm，然后在上面铺底模竹胶板；模板铺设过程中，方木搭接头用钉子钉牢，并严格控制方木与拱架、底模板的缝隙，有缝隙处可用木楔子进行塞实调整，方木铺装前对方木进行逐根检查，剔除不规则的方木，保证拱圈线形，竹胶板横向拼缝留设3mm变形量，以免在钢拱架正常变形范围内竹胶板挤压隆起，影响拱圈混凝土线形，侧模采取侧包底的方式进行安装，待钢筋绑扎完成后再进行安装。

[0043]3)对步骤2)安装好的钢拱架的主拱圈进行混凝土浇筑，至少包括如下步骤：首先将钢拱架的主拱圈在纵向上等距离分段，所述分段为：主拱圈的两端为拱脚段7，主拱圈的顶端为拱顶段8，拱脚段7与拱顶段(8)之间为中间段9；其次，对钢拱架的主拱圈进行分段浇筑，所述分段浇筑的顺序为(如图5-6所示)：先同时对称浇筑两个拱脚段7，然后浇筑拱顶段8，最后同时对称浇筑两个中间段9；所述步骤3)分段的具体划分方法为：拱脚段7为3L/16以下，拱顶段8为3L/8以上，中间段9为3L/16至3L/8，L为钢拱架轴线长度；所述拱脚段7、拱顶段8和中间段9的浇筑方向均为从下往上浇筑。钢拱架的主拱圈进行混凝土浇筑按纵向分段的方式进行，并遵循纵向、横向对称、均衡的原则进行施工，为了使钢拱架能够全断面充分受力，钢拱架的主拱圈进行混凝土浇筑时纵向上分为长度相当的五大段，分别为拱脚段(两段)、拱顶段(一段)、中间段(两段)。浇筑顺序为，先浇筑拱脚段(两拱脚段对称同时浇筑)，拱角段浇筑完成后，随即开始拱顶段的浇筑，最后浇筑中间段(两中间段对称同时浇筑)，其中拱脚段浇筑方向为从下往上，拱顶段浇筑方向为从拱圈两拱脚往跨中方向对称进行，中间段浇筑方向是从3L/16往3L/8位置浇筑，分段具体划分方法为：3L/16以下为拱脚段，3L/8以上为拱顶段，3L/16至3L/8为中间段，L为钢拱架轴线长度。[0044]所述拱脚段7和中间段9、拱顶段8和中间段9之间采用插板进行混凝土封堵，所述插板的材料采用竹胶板。通过测量放样确定拱脚段与中间段、中间段与拱顶段分界线，用竹胶板加工插板进行混凝土封堵，保证两段混凝土结合面垂直。中间段与拱顶段混凝土合龙前，施工缝附近主筋接头事先不焊接，待混凝土浇筑至该施工缝处前，再进行主筋焊接。选择在当天气温最低时或气温开始升高时间段进行主拱圈混凝土的合龙。在拱圈施工全过程

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中必须加强对各监控点的观测。拱圈成型后测量各高程控制点及柱座标高，掌握钢拱架和拱圈变形量。

[0045]所述拱脚段7浇筑时可在拱脚段7上压木模。浇筑拱脚段时，因坡度较大，需上压木模防止混凝土流至低处。

[0046]4)拆除步骤3)的钢拱架；至少包括如下步骤：首先将滑动装置13与千斤顶14均固定安装在承重梁11上，确保每跨两拱脚所有千斤顶14标高一致，然后将分配梁2与承重梁11之间的支撑件12拆除；其次将千斤顶14下落至最低高度，使分配梁2落到滑动装置13上面；最后将千斤顶(14)卸落，拉动滑动装置13拆除钢拱架。所述步骤4)拆除钢拱架需在钢拱架主拱圈的混凝土强度达到95％后进行拆除。[0047]拆除钢拱架的具体操作为：[0048]首先，将滑动装置13与千斤顶14均固定安装在分配梁2的下横梁11上，确保每跨两拱脚所有千斤顶14标高一致；将钢拱架与上横梁固定，卸落装置与下横梁固定，卸落装置由I20a工字钢与100*20mm钢管组成，I20a四周焊接15*50*100mm钢板形成矩形槽，100*20mm放进里面形成滑动装置；主拱圈混凝土浇筑完成后，在主拱圈顶面纵横向布置监控点，对主拱圈各断面标高、位移进行严密监控，并定时检查主拱圈混凝土的外观有无开裂现象；待混凝土强度达到设计强度的95％后，先将拱座千斤顶安装就位，保证每跨两拱脚所有千斤顶标高一致，且距离拱脚2I36a双拼工字钢分配梁控制在3mm以内间隙，并锁死千斤顶。[0049]然后将分配梁2与承重梁11之间的支撑件12拆除；其次将千斤顶14下落至最低高度，使分配梁2落到滑动装置13上面；割除2I36a分配梁与3I40a承重梁之间的支撑，遵循横向对称、两拱脚对称的原则进行支撑件的拆除，保证拱圈混凝土与钢拱架受力平衡，防止横向失稳、纵向受力不均；支撑件拆除后，检查主拱圈混凝土有无开裂现象、监测主拱圈监控点的变化，确定主拱圈无异常情况后，方可继续进行钢拱架的卸落施工；减小横向缆风绳的拉力。

[0050]最后将千斤顶14卸落，拉动滑动装置13拆除钢拱架。机械千斤顶的泄压，同样遵循横向、两拱脚对称的原则进行缓慢泄压，保证两拱脚所有千斤顶同步、同高度的泄压，过程中用水准仪监测2I36a分配梁两端标高，已达到同步泄压，防止拱架倾覆；千斤顶泄压开始时，安排专人检查拱顶处主拱圈混凝土与拱架底模的分离与否情况，并做好主拱圈监控点的监控记录。待主拱圈混凝土与拱架底模完全脱离后，加大主拱圈监控点的监测频率，确保主拱圈无异常变化后，方可继续进行拱架的卸落；将千斤顶泄压，至2I36a分配梁降至滚动装置时，拆除拱架底模、方木；进行钢拱架的横移，然后拆分主拱圈范围外侧的钢拱架，将该榀钢拱架吊转运离，然后依次循环进行拱架的横移、拆除作业，直至每榀钢拱架卸落完成。[0051]本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的。

[0052]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

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