金属波纹管的设计方法

金属波纹管的设计计算方法主要有三种：解析法、工程设计法和有限元法。

在20世纪70年代之前，金属波纹管结构分析主要采用解析法，其主要思想是：根据近似简单梁、近似圆柱体、近似壳体的假设，依据材料力学理论了解波纹管壳体的应力-应变值。但由于波纹管本身是一种较为复杂的轴对称薄壁壳体，且在绝大多数工况下材料处于塑性大变形范围内，因而在解析解与波纹管材料的实际响应之间存在着较大的误差。现解析法在行业内应用较少。

为了适应工程设计需要，引入了工程设计法，该方法的主要思想是在解析法了解的近似解中引出了图表形式的修正系数，经过近似修正，得出简单的设计计算公式，并在工程设计中应用。我国较有影响的工程设计方法是美国膨胀节制造者协会（EJMA）标准公式，它对波纹管的应力分析，假设条件较合理，加上计算式对实际的影响因素做了修正，故计算结构与实验数据较为接近，国内相关波纹管标准大多采用EJMA标准中的计算公式。现在，随着特种波纹管在石油石化，水泥等行业的大量应用，工程设计方法已较难满足复杂工况下的波纹管设计要求，需要应用设计计算方法。

近几年，随着计算机和计算数学的发展而产生，有限元法在波纹管的数值分析中的应用。有限元法的主要思想是将波纹管本体进行离散化，分成若干个单元，通过原理建立起以结点位移为基本未知量的代数方程组，通过求解结点位移，进而求出应变和应力，是对波纹管进行综合性能分析的方法。

做好一下保养工作可以增加金属波纹管的使用期限：

金属波纹管采用钢管热浸镀锌，使用期限长达80-100年。在腐蚀性的环境中使用时，可采用内外表面分层浸出的钢波纹管，在原有使用期限的基础上可增加20年左右。钢波纹管涵洞采用套筒或法兰连接，长度可根据需要定制。即使是不熟练的工人也能操作它。需少量人工操作，即可在短时间内完成施工，快捷方便。

金属波纹管经热浸镀锌进行金属防腐处理时，热浸镀锌使用的锌应为1号或0号锌。金属波纹管的锌附着应合要求。锌的附着力用法测定，锌层厚度也可直接用镀层测厚仪测定。如有争议，采用法作为仲裁试验方法。金属波纹管表面涂层应均匀完整，颜色一致，表面实用光滑，不得流挂、滴瘤或多余结块。电镀件的表面应无漏镀、露铁等缺陷。热浸镀锌后，应对螺纹构件进行清洁或离心处理。金属波纹管的锌层应均匀，样品用硫酸铜溶液腐蚀5次，不泛红。金属波纹管的新层应与母材结合牢 固，锤击试验后镀锌层不得剥落或鼓包。

波纹管结构作为钢结构的一种，已广泛应用于公路涵洞、城市景观桥梁、地下公用隧道等领域。与传统的混凝土地下结构相比，波纹管具有上述优点:

　　1、波纹钢管涵洞具有刚性和柔性，结构受力合理，荷载分布均匀，有一定的抗变形能力。

　　2、采用标准化设计，工厂规模化生产，生产周期短，，有利于降低成本，提高质量。

　　3、对地基承载力要求较低，更换填一定厚度的碎石、碎石、碎石土进行压实就足够了。

　　4、重量轻，运输方便，现场安装快，工期短，社会效益明显。

　　5、施工可全年进行，施工不受季节或环境影响。