单选题
40.对于正槽溢洪道的弯道泄槽,为了保持泄槽轴线的原底部高程及边墙高不变,以利施工,则应采用下列措施()。(△h为外墙水面与中心线水面高差)
A
外侧渠底抬高△h,内侧渠底降低△h
B
外侧渠底降低△h,内侧渠底抬高△h
C
外侧渠底抬高△h,内侧渠底抬高△h
D
外侧渠底降低△h,内侧渠底降低△h
E
U形槽身
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
在正槽溢洪道的弯道泄槽中,水流受离心力作用,会产生横向比降,导致外侧水面升高,内侧水面降低。设外侧水面与中心线水面的高差为 $\Delta h$,则内侧水面与中心线水面的高差也为 $\Delta h$(近似认为水面横坡为直线)。也就是说,外侧水面比内侧水面高出 $2\Delta h$。
题目要求“保持泄槽轴线的原底部高程及边墙高不变”。
1. **关于边墙高度**:为了防止水流溢出,边墙顶部高程通常需要高于最高水面。如果保持边墙高度不变,意味着我们需要通过调整渠底高程来适应水面的变化,使得相对于新的渠底,水深分布更加均匀,或者更准确地说,是为了让渠道底部的横向坡度与水面的横向坡度相匹配,从而保持水深沿横断面大致均匀,避免一侧过深一侧过浅导致的设计复杂化或施工困难。但题目的核心约束是“保持轴线原底部高程”和“边墙高不变”。
2. **核心逻辑推导**:
* 在弯道处,外侧水位升高 $\Delta h$(相对于中心线),内侧水位降低 $\Delta h$(相对于中心线)。
* 如果不调整渠底,外侧水深增加,内侧水深减小。
* 为了便于施工并保持结构对称性或简化设计,通常希望调整后的渠底能与水面平行,或者保持某种平衡。
* 然而,本题的关键在于理解“保持泄槽轴线的原底部高程”。这意味着中心线处的渠底高程不动。
* 如果要抵消水面超高带来的影响,使水流在横断面上的分布更利于结构稳定或施工简便(例如保持两侧墙顶到水面的安全超高一致,或者保持渠底横坡与水面横坡平行以维持均匀流态的假设),我们需要调整渠底。
* 实际上,这道题考察的是弯道泄槽的**渠底横向超高**处理。为了平衡离心力引起的水面超高,通常的做法是将渠底做成横向倾斜的。
* 若要保持**轴线(中心线)渠底高程不变**:
* 外侧水面高了 $\Delta h$,为了保持外侧水深不至于过大或为了配合水面线,理论上如果我们要让渠底平行于水面,外侧渠底应该抬高。但是,这里有一个常见的工程处理原则:为了抵消水面超高对边墙高度的要求,或者为了保持总的水深分布合理。
* 让我们重新审视选项和标准答案 A。
* 答案 A 说:外侧渠底抬高 $\Delta h$,内侧渠底降低 $\Delta h$。
* 如果外侧渠底抬高 $\Delta h$,内侧渠底降低 $\Delta h$,那么中心线(轴线)处的渠底高程保持不变(因为是从中心向两侧线性变化,中心点即为基准点,左右变动幅度相同方向相反,中心点不动)。这符合“保持泄槽轴线的原底部高程”这一条件。
* 这样做的结果是,渠底形成了一个横向坡度。外侧底高程 $+ \Delta h$,内侧底高程 $- \Delta h$。
* 此时,外侧的水深 = (原中心水深 + $\Delta h$ 水面超高) - ($\Delta h$ 底高程抬高) = 原中心水深。
* 内侧的水深 = (原中心水深 - $\Delta h$ 水面降低) - ($-\Delta h$ 底高程降低) = 原中心水深 + $\Delta h$ + $\Delta h$ ? 不对,让我们仔细计算。
* 设中心线处原水深为 $h_0$,中心线渠底高程为 $Z_0$,水面高程为 $Z_w = Z_0 + h_0$。
* 弯道外侧:水面高程 $Z_{w,out} = Z_w + \Delta h$。若采用措施 A,外侧渠底高程 $Z_{b,out} = Z_0 + \Delta h$。则外侧水深 $h_{out} = Z_{w,out} - Z_{b,out} = (Z_w + \Delta h) - (Z_0 + \Delta h) = Z_w - Z_0 = h_0$。
* 弯道内侧:水面高程 $Z_{w,in} = Z_w - \Delta h$。若采用措施 A,内侧渠底高程 $Z_{b,in} = Z_0 - \Delta h$。则内侧水深 $h_{in} = Z_{w,in} - Z_{b,in} = (Z_w - \Delta h) - (Z_0 - \Delta h) = Z_w - Z_0 = h_0$。
* **结论**:采用措施 A 后,整个断面上的水深都恢复到了 $h_0$(即中心线处的原水深)。这意味着水深沿横断面变得均匀了。
* 既然水深均匀了,且最大水深没有增加(仍为 $h_0$),那么所需的**边墙高度**就可以保持一致,不需要因为外侧水面超高而额外加高外侧边墙。这完全符合题目中“保持...边墙高不变,以利施工”的要求。同时,由于是围绕中心线旋转抬降,中心线(轴线)的渠底高程 $Z_0$ 确实保持不变。
因此,为了使弯道段水深均匀,从而可以使用统一高度的边墙并简化施工,同时保持轴线高程不变,应将外侧渠底抬高 $\Delta h$,内侧渠底降低 $\Delta h$。
故正确答案为 **A**。
相关知识点:
正槽溢洪道弯道外侧抬底
题目纠错
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