本实用新型涉及一种钢管外包混凝土的组合结构，尤其涉及一种新型无粘结钢管外包混凝土的组合结构，可以用于水利工程中的高压输水管道以穿越公路、或埋设于路下或河底等特殊地段。
背景技术：
在水利工程中，设计大型长距离输水管道时，受地形、地质条件的限制，常常会遇到高压输水管道需要穿越公路、或埋设于路下或河底等特殊地段需要采用钢管外包混凝土的结构。
在输水压力不高的情况下，钢管与外包混凝土通常都采用粘结型式，能够满足内外荷载作用和变形的要求。
但是，在高压输水时，如果钢管与外包混凝土仍然采用粘结型式，钢管及外包混凝土在高压内水荷载作用下会产生较大的应力和径向变形，容易导致外包混凝土开裂。为了满足应力要求，约束裂缝宽度，则需要加大外包混凝土的厚度和配筋量，大大地增大工程投资。
为此，本实用新型提出了一种新型无粘结钢管外包混凝土的组合结构。
技术实现要素：
针对以上不足，本实用新型旨在解决水利工程中高压输水管道穿越公路、或埋设于路下或河底等特殊地段时，采用粘结外包混凝土的结构时容易开裂，而为了满足应力要求，约束裂缝宽度，需要加大外包混凝土的厚度和配筋量，增大了工程投资的问题，提出了一种新型无粘结钢管外包混凝土的组合结构，既满足结构设计要求，又大大节省工程投资。
本实用新型通过以下方案达到上述目的：
新型无粘结钢管外包混凝土的组合结构，包括钢管内层和混凝土外层，所述钢管内层和混凝土外层之间还设置有无粘结薄层材料中间层，所述无粘结薄层材料的厚度为0.5厘米-2 厘米，所述无粘结薄层材料中间层为包括橡胶、聚乙烯、或硅胶材料的中间层。
本实用新型提供的新型无粘结钢管外包混凝土的组合结构，由钢管内层、变形模量较小的无粘结薄层材料中间层，混凝土结构外层三部分组成，中间层变形模量小的无粘结薄层材料将钢管和外包混凝土分开，由钢管承受高压水的内荷载，外包混凝土结构承受包括车辆荷载、土压力等在内的外荷载，中间薄层材料形成的空间有效吸纳钢管的径向变形，从而实现特别是高压输水时，不易变形和开裂，并且不需要增加外包混凝土结构的厚度和配筋量，节省投资的目的。
优选的，所述无粘结薄层材料的厚度为1厘米。
在一个优选的实施例中，所述无粘结薄层材料中间层为聚乙烯闭孔泡沫板。
优选的，所述钢管外壁还设置有防腐涂料层。
其中，该防腐涂料层可以为永久防腐涂料层。
进一步优选的，所述防腐涂料层为无溶剂环氧重防腐涂料层。
进一步优选的，所述防腐涂料层的厚度在600μm以上。
优选的，所述钢管的径向变形量小于无粘结薄层材料中间层的厚度。
所述钢管的径向变形量小于无粘结薄层材料中间层的厚度，使得钢管不会挤压混凝土导致混凝土受拉应力过大，特别是在高压输水时。
优选的，所述钢管的管壁厚度由内水压力和钢管直径决定。
例如，在一个优选的实施例中，所述钢管的管壁厚度为18mm。
应该理解，本实用新型的组合结构中的钢管层不再需要承受包括车辆荷载、土压力等外荷载作用，特别是在高压输水时同样适用，从而与现有技术的结构相比，可以减小钢管管壁厚度，节省工程投资。
优选的，所述外包混凝土层的厚度由外荷载作用决定。
其中，所述外荷载作用包括车辆荷载、土压力等。
例如，在一个优选的实施例中，所述外包混凝土层的厚度为500mm。
优选的，所述外包混凝土层的配筋量由外荷载作用决定。
其中，所述外荷载作用包括车辆荷载、土压力等。
例如，在一个优选的实施例中，所述外包混凝土层的配筋量为
应该理解，本实用新型的组合结构中的混凝土外层不再需要承受高压水的内荷载作用，特别是在高压输水时同样适用，从而与现有技术的结构相比，可以减小混凝土外层的厚度和配筋量，大大节省工程投资。
综上，本实用新型的有益效果在于：与通常采用的粘结结构相比，该组合结构减小了钢管管壁的厚度，减小了外包混凝土的厚度和配筋量，从而大大节省了工程投资，特别是在高压输水时仍然适用，而且不易开裂和变形，使用周期长，稳定性好。
附图说明
图1为本实用新型实施例的新型无粘结钢管外包混凝土的组合结构的剖面结构示意图。
图2为图1的组合结构在作为供水工程高压输水管道时穿越公路、或埋设于路下或河底时的断面配筋图。
图3为现有技术的钢管外包混凝土粘结组合结构作为供水工程高压输水管道时穿越公路、或埋设于路下或河底时的断面配筋图。
其中，1-钢管内层，2-无粘结薄层材料中间层，3-混凝土外层。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本实用新型进行进一步说明。
如图1所示，为本实用新型的新型无粘结钢管外包混凝土的组合结构，该组合结构由三层结构构成，分别是最内层的钢管内层1和中间的无粘结薄层材料中间层2以及最外层的混凝土外层3构成，其中，中间的无粘结薄层材料中间层2与钢管内层1之间、中间的无粘结薄层材料中间层2与混凝土外层3之间都没有粘结力，无粘结薄层材料中间层2的厚度为1 厘米，薄层材料可以为橡胶、或聚乙烯、或硅胶材料，例如无粘结薄层材料中间层2可以为聚乙烯泡沫板中间层。
在上述实施例中，中间层变形模量小的无粘结薄层材料中间层2将钢管内层1和外包混凝土外层3分开，钢管内层1的径向变形量小于无粘结薄层材料中间层2的厚度，使得钢管内层1不会挤压混凝土导致混凝土外层3受拉应力过大，由钢管内层1承受高压水的内荷载，外包混凝土外层3结构承受包括车辆荷载、土压力等在内的外荷载，中间薄层材料中间层2 形成的空间有效吸纳钢管的径向变形，在高压输水时，不易变形和开裂，不需要增加外包混凝土结构的厚度和配筋量，节省投资。
如图2所示为本实施例的组合结构使用在穿越公路、或埋设于路下或河底时，作为输水管道该组合结构的断面配筋图，与图3所示的现有技术的粘结组合结构作为相同情况下的输水管道时断面配筋图相比，钢管及外包混凝土厚度减小、钢筋量降低，大大减少了工程投资。
应该理解，在实施例中，钢管内层1的外壁还设置有无溶剂环氧重防腐涂料层，该防腐涂料层的厚度在600μm以上，钢管的管壁厚度为18mm，外包混凝土层的厚度为500mm，配筋为
以上所述，仅为本实用新型的较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。