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金屬波紋涵管設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是板殼理論、材料力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等。波紋管設(shè)計(jì)的參數(shù)較多，由于波紋管在系統(tǒng)中的用途不同，其設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn)也不一樣。例如，波紋管用于力平衡元件，要求波紋管在工作范圍內(nèi)其有效面積不變或變化很小，用于測量元件，要求波紋管的彈性特性是線性的；用于真空開關(guān)管作真空密封件，要求波紋管的真空密封性、軸向位移量和疲勞壽命；用于閥門作密封件，要求波紋管應(yīng)具有一定的耐壓力、耐腐蝕、耐溫度、工作位移和疲勞壽命。

  根據(jù)波紋管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以把波紋管當(dāng)作圓環(huán)殼、扁錐殼或圓環(huán)板所組成。設(shè)計(jì)計(jì)算波紋管也就是設(shè)計(jì)計(jì)算圓外殼、扁錐殼或團(tuán)環(huán)板。

  波紋管設(shè)計(jì)計(jì)算的參數(shù)為剛度、應(yīng)力、有效面積、失穩(wěn)、允許位移、耐壓力和使用壽命。

  波紋管的剛度計(jì)算，波紋管的剛度按照載荷及位移性質(zhì)不同，分為軸向剛度、彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度等。目前在波紋管的應(yīng)用中，絕大多數(shù)的受力情況是軸向載荷，位移方式為線位移。

  金屬波紋涵管是將薄金屬板板面壓成波紋后，卷制成管節(jié)，可以增加管節(jié)的剛度和對管軸壓力的抵抗強(qiáng)度；出廠前采用熱浸鍍鋅工藝和施工現(xiàn)場噴涂瀝青，雙層防腐處理保證了使用壽命；用此種管節(jié)修建的涵洞被稱為波紋金屬管涵。實(shí)踐證明，用金屬波紋涵管代替金屬筋混凝土進(jìn)行涵洞施工，無論從施工周期、施工造價(jià)、環(huán)保意義等方面都有其不可比擬的優(yōu)越性，且用金屬波紋涵管進(jìn)行涵洞施工，可大大提高道路行車的舒適度與安全性，避免道路中涵洞的“錯(cuò)臺(tái)跳車”現(xiàn)形，有利于解決西北地區(qū)寒冷霜凍對砼管涵結(jié)構(gòu)的破壞問題。

  公路工程的涵洞一般采用金屬筋混凝土制作。現(xiàn)采用金屬波紋涵管代替金屬筋混凝土進(jìn)行涵洞施工在國內(nèi)時(shí)一項(xiàng)新技術(shù)，金屬波紋涵管以其性能穩(wěn)定、安裝方便、有利環(huán)保、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)迅速在公路施工中代替了金屬筋混凝土施工的涵洞，發(fā)展前景非常廣闊。在公路施工中，應(yīng)用金屬波紋涵管代替金屬筋混凝土進(jìn)行涵洞施工的歷史已經(jīng)有100多年了。1896年，美國率先進(jìn)行波紋管涵通道、涵管的可行性研究。其后，在美國、加拿大、澳大利亞等國的公路建設(shè)中，均采用了金屬波紋涵管進(jìn)行涵洞的施工。1990年，日本高速公路設(shè)計(jì)，規(guī)范制定了波紋管涵設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范。

隨著波紋管涵在世界各地的安裝使用，證明了此種結(jié)構(gòu)在各種使用情況下的通用性。在我國改革開放后，深圳及大同煤礦開始從國外進(jìn)口成品波紋管涵進(jìn)行涵洞施工。之后，上海市公路管理處、上海市政工程設(shè)計(jì)研究院、上海同濟(jì)大學(xué)對金屬波紋涵管進(jìn)行了動(dòng)、靜載試驗(yàn)，結(jié)果表明能滿足設(shè)計(jì)使用要求，填補(bǔ)了國內(nèi)的空白，且迅速得到推廣應(yīng)用。幕墻一貫反應(yīng)用于我國各地公路設(shè)施建設(shè)當(dāng)中。金屬波紋涵管投入到了青海公路施工當(dāng)中，三年的實(shí)踐證明，金屬波紋涵管在北方寒冷地區(qū)完全符合公路建設(shè)當(dāng)中的涵洞施工要求。實(shí)踐證明，用金屬波紋涵管代替金屬筋混凝土進(jìn)行涵洞施工，無論從施工周期、施工造價(jià)、環(huán)保意義等方面都有其不可比擬的優(yōu)越性，且用金屬波紋涵管進(jìn)行涵洞施工，可大大提高道路行車的舒適度與安全性，避免道路中涵洞的“錯(cuò)臺(tái)跳車”現(xiàn)形，有利于解決西北地區(qū)寒冷霜凍對砼管涵結(jié)構(gòu)的破壞問題。