金屬波紋涵管的設計過程中進行力學計算的前提假設為：不考慮波紋管的搭接頭，設波紋管沿周向是均勻、連續(xù)、光滑的，然而金屬波紋涵管實際施工過程中是采用片狀波紋板，并利用高強螺栓連接拼裝起來的，由于金屬波紋涵管的設計和現(xiàn)場施工的這一對矛盾的存在，決定了金屬波紋涵管安裝施工的關鍵是金屬波紋板材的環(huán)向連接和軸向連接的強度能否與不考慮搭接頭的整體波紋涵管的強度相一致，根據(jù)金屬波紋涵管的受力特性及傳力特點，結(jié)合有關鋼結(jié)構施工技術規(guī)范，分析鋼波紋管涵螺栓設計要點為：
　　(1)螺栓的預緊力；
　　(2)螺栓的選型；
　　(3)螺栓孔的分布(孔徑大小、孔間距、邊距值、孔位置的布列)；
　　以上三方面是確保拼裝后的鋼波紋涵管與設計的鋼質(zhì)波紋涵管的整體受力特性及整體剛度相一致的關鍵。
　　2.1螺栓預緊力的工作原理
　　根據(jù)前蘇聯(lián)E.и.別列尼亞主編的《金屬結(jié)構》1988年8月第一版關于高強螺栓工作原理的描述表明：“高強螺栓達到很大的預緊力，將連接構件緊密拉牢，保證連接成為整體，當這樣的連接作用剪力時，被連接件間產(chǎn)生摩擦力，阻止這些構件彼此間相對剪移。這樣，高強螺栓本身受軸向拉力，能保證靠被連接件之間的摩擦力傳遞剪力。”結(jié)合螺栓連接的工作過程原理：“第一階段，當被連接構件的摩擦力尚未被克服時，螺栓本身不受剪力而僅受拉力，整個連接彈性工作，用高強螺栓的耐剪連接就是這樣工作。外剪力增大，內(nèi)摩擦力被克服，并進入第二階段，即整個連接剪移了由孔表面到螺栓桿之間的縫隙量。第三階段，剪切基本上靠孔表面對螺栓桿壓力來傳遞；螺栓桿及孔邊逐漸擠壓；螺栓彎曲、受拉，因為螺栓頭和螺帽阻礙螺桿自由彎曲。漸漸連接的緊密性破壞，摩擦力減小，連接進入第四工作階段，即彈塑性階段。連接因螺栓剪切、被連接件之一擠壓和穿破或者螺栓頭拉掉而破壞”。
　　因此，金屬波紋涵管在拼裝過程中高強螺栓的預緊力是高強螺栓靠摩擦力傳遞剪力的根本保證，只有高強螺栓達到足夠的預緊力，才能使得被連接件(波紋板)產(chǎn)生足夠大的摩擦力滿足波紋管在荷載作用下產(chǎn)生的剪力的要求。如果摩擦力過小，則被連接件的摩擦力被克服，高強螺栓迅速進入第二、三、四工作階段，使得螺栓或被連接件(波紋板)受損破壞。
　　2.2螺栓預緊力的理論依據(jù)
　　由于柔性涵洞管與地基之間的相互作用十分復雜，目前雖然已有考慮到地基塑性變形、極限平衡的計算理論，但涉及到的土體參數(shù)較多、計算復雜，不便于工程應用。因此，可以從工程設計的角度用有限元分析的方法根據(jù)鋼波紋涵管參數(shù)(管道形狀、幾何尺寸、截面幾何形狀、彈性模量、泊松比、管頂至路面的距離)、土體參數(shù)(容重、彈性模量、內(nèi)摩擦角)、車輛荷載參數(shù)(設計荷載、驗算荷載、荷載分布角)等，將波紋管采用殼體單元，土體采用實體單元，選取半個波紋按對稱條件，利用美國MacNeal-Schwendler公司的大型商用有限元計算程序NASTRAN計算出鋼質(zhì)波紋管的各項應力：
　　①、波峰應力σf
　�、�、波谷應力σg
　　③、剪應力τ
　　根據(jù)波峰、波谷應力可以計算出鋼質(zhì)波紋管的：
　�、�、薄膜應力σn=(of+σg)/2
　�、�、彎曲應力σw=(σf-σg)/2
　　根據(jù)鋼質(zhì)波紋管的薄膜應力(σn)和剪應力(τ)可以計算出螺栓的剪力Q：
　�、�、環(huán)向正壓力=N=σn×A
　　②、橫剪力=Qh=×A
　�、�、合剪力Q=(N+Qh)1/2
　　其中----A為高強螺栓的與構件的接觸面面積
　　2.3螺栓預緊力的計算
　　根據(jù)《德國鋼結(jié)構委員會標準010》1974年1月版關于高強螺栓摩擦連接(GV連接)的計算方法：在摩擦連接中，當螺栓孔的間隙為lmm時，每根螺栓的預拉力：
　　Pv=υ×NGV/μ
　　式中Pv--------表示每根螺栓的預拉力；
　　υ---------表示抗滑安全系數(shù)；
　　μ---------表示接觸面的摩擦系數(shù)；
　　NGV-------表示一根螺栓一個摩擦面的剪力，等于螺栓的合剪力Q
　　因此，波紋涵管拼裝過程中的螺栓的預緊力：
　　P=υ×Q/μ
　　其中υ、μ可以根據(jù)實際情況查表，Q為有限元分析計算結(jié)果，將有關數(shù)值帶人上式就可以計算出施工中需要達到的預緊力(P)。
　　2.4螺栓的選型
　　根據(jù)實際施工中需要的預緊力，可以參照下表(引用《鋼結(jié)構高強螺栓連接的設計、施工及驗收規(guī)程》)選用合適的高強螺栓應用于工程施工。
　　表1每個高強螺栓的預拉力P(kN)
　　
　　2.5螺栓孔的分布設計
　　根據(jù)鋼波紋管涵施工工藝及結(jié)構特性，金屬波紋管涵施工屬于鋼結(jié)構施工的一種，鋼質(zhì)波紋管施工應該根據(jù)設計要求、鋼結(jié)構施工規(guī)范等進行施工，并必須達到鋼結(jié)構施工的驗收標準。
　　2.5.1孔徑大小
　　根據(jù)預緊力的要求選用的螺栓可以參照《鋼結(jié)構高強螺栓連接的設計、施工及驗收規(guī)程》中的高強螺栓孔徑選配表選擇適當?shù)目讖剑�以滿足工程施工的規(guī)范要求；
　　表2高強度螺栓孔徑選配表(引用《鋼結(jié)構高強螺栓連接的設計、施工及驗收規(guī)程》)
　　
　　注：承壓型連接中高強螺栓孔徑可按表中值減小0.5-1.1mm。
　　2.5.2孔間距及邊距值
　　根據(jù)《鋼結(jié)構高強螺栓連接的設計、施工及驗收規(guī)程》要求，波紋板螺栓孔的孔間距及邊距值可以參照下表確定適當?shù)膮��?shù)，以滿足工程施工的規(guī)范要求；
　　表3高強度螺栓的孔距和邊距值(引用《鋼結(jié)構高強螺栓連接的設計。施工及驗收規(guī)程》)
　　
　　注：1)d0為高強度螺栓的孔徑，t為外層較薄板件的厚度；
　　2)鋼板邊緣與剛性構件相連的高強度螺栓的最大間距，可按中間排數(shù)值采用；
　　2.5.3孔位置的布列
　　根據(jù)蘇聯(lián)E.и.別列尼亞主編的《金屬結(jié)構))1988年8月第一版以及《建筑施工手冊))1977年4月第三版關于螺栓的分布原理分析和結(jié)論，構件連接的螺栓分布宜采用并列或錯列。