波纹管上的应力是由系统中的压力和波纹管变形所产生的。压力在波纹管上产生环(周向)应力,而在波的侧壁、波谷和波峰处产生径向的薄膜和弯曲应力。不能抗弯的薄壳有时称为薄膜,忽略弯曲而算得的应力则称为薄膜应力。波纹管变形时产生径向薄膜应力和弯曲应力。波纹管在工作时,有的承受内压,有的承受外压,而用于阀门阀杆密封的波纹管一般情况下承受外压在这里主要分析波纹管承受内压时的应力,波纹管承受外压的能力一般情况下高于耐内压能力。
使金属波纹管或其它弹性元件产生单位位移所需要的载荷值称为元件的刚度,一般用“K”表示。如果元件的弹性特性是非线性的,则刚度不再是常数,而是随着载荷的增大发生变化。一般工程用的波纹管类弹性元件,刚度允差可限定在 /-50%之内。波纹管的刚度按照载荷及位移性质不同,分为轴向刚度、弯曲刚度、扭转刚度等。在波纹管的应用中,绝大多数的受力情况是轴向载荷,位移方式为线位移。
1、波纹钢管主要用在各式各种土建工程的排水管、渗水井;排水用一住宅小区等土地开发时用的排水管,高尔夫球场,管道,
2、波纹钢管主要用在铁路纵横的排水管、工厂排水管道、农业灌溉用水管、供输水管道等。公路,铁路地下通讯电缆,煤气等线路外保护管,也可用于建筑现场,保护棚等。
3、波纹钢管主要用在钢波纹板挡土墙、围堰板桩等。
4、山区高填土时可使用波纹管施工。在高填方公路施工中,由于建材运输,现场往沟底的倒卸等困难以及无法修建临时便道可利用波纹涵管半幅施工`安装速度快`施工工期短等特点,同时也可避免由于回填造成的不均匀沉降等问题。
5、在煤矿采空区修建的公路,由于地下采空可造成地面不同程度的下降,产生不均匀沉降,对一般水泥构造物产生不同程度的破坏,钢波纹管涵是一种柔性结构,波纹管在结构上具有横向补偿位移的优良特性,可充分发挥钢材抗拉性能强,变形性能优越的特点,具有较大的抗变形和抗沉降能力,特别适合于软土,膨胀土地,湿陷性黄土地基承载力较低地区和地震多发地区。
6、在地基承载力较低的情况下无须对地基特殊处理,只要换填一定厚度的沙砾片石垫层。
7、有些地区阵发性暴雨比较多,对桥涵构造物容易造成破坏,而混凝土构造物冲毁后不能被再次利用,必须修建新的涵洞,造成断交,重新修建,增加了施工费用,施工时间长,而波纹管水毁后可重复利用。