多年來，波紋金屬板被證明是耐久性的、經(jīng)濟性的和通用性的工程料。用波紋金屬板制造的柔性拱形結(jié)構(gòu)在用于公路、鐵路、機場、市政程、區(qū)域改造、工業(yè)園、防洪和環(huán)保工程、水污染治理項目以及許多其工程項目中的涵洞、雨水通道、地下排水管道、泄水管道、地下通道、輸管道和工作隧道等的建設(shè)中發(fā)揮著很重要的作用。

對于埋入式波紋金屬板拱形結(jié)構(gòu)，主要的設(shè)計挑戰(zhàn)之一一是， 相對薄的金屬板殼體要在其外周承受較大的負荷如側(cè)向土壤壓力、地下水壓、上覆蓋層壓力，以及其它作用在該結(jié)構(gòu)上的動態(tài)或靜態(tài)負荷。這種結(jié)構(gòu)承受周向載荷的能力，除了是周圍土壤強度的函數(shù)外，還直接同波紋輪廓和金屬板殼體的厚度有關(guān)。盡管均勻分布的周向載荷如土壤壓力和水壓力一般在安裝好的該結(jié)構(gòu)中不會導(dǎo)致失穩(wěn)，但該結(jié)構(gòu)對非均勻或局部載荷，如在回填料過程中的非均勻的土壤壓力分布或者由車輛交通導(dǎo)致的施加在安裝好的該結(jié)構(gòu)上的動態(tài)載荷，會更加敏感。在該拱形結(jié)構(gòu)土料回填過程中，非均勻土壤壓力分布導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)變形或出現(xiàn)載荷峰值，使該結(jié)構(gòu)的最終形狀不同于期望的理想形狀.另一方面，在該結(jié)構(gòu)上部的動態(tài)載荷產(chǎn)生能導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)頂部斷裂的局部載荷狀態(tài)。

施加在拱形結(jié)構(gòu)上方的局部垂直載荷如動態(tài)車輛載荷會在該結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和軸向應(yīng)力。因頂部向下變形而導(dǎo)致彎曲應(yīng)力，從而在該結(jié)構(gòu)的拱頂部分產(chǎn)生正彎矩，并在該結(jié)構(gòu)的斜脊部分產(chǎn)生負彎矩。軸向應(yīng)力是由沿該拱形結(jié)構(gòu)橫截面纖維方向作用的動態(tài)載荷的個分量導(dǎo)致的壓縮應(yīng)力。在埋入式金屬拱形結(jié)構(gòu)設(shè)計中，在一特定垂直載荷作用下，彎曲應(yīng)力與軸向應(yīng)力的比率隨上覆蓋層的厚度而變化。上覆蓋層越厚，則垂直載荷抵達拱形結(jié)構(gòu)時越分散，使該結(jié)構(gòu)承受更小的彎曲應(yīng)力。因此，在厚的覆蓋層下面的拱形結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力主要是軸向應(yīng)力。

波紋金屬板在彎曲作用下比在軸向壓縮作用下更易斷裂?，F(xiàn)有技術(shù)的波紋金屬拱形結(jié)構(gòu)設(shè)計通過增加上覆蓋層的厚度來處理由動態(tài)載荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，這樣可把局部動態(tài)載荷分配到上覆蓋層整個厚度中和拱形的較大表面上，從而使作用在拱形上的彎曲應(yīng)力最小化，大部分載荷轉(zhuǎn)化為軸向力?？墒牵苊黠@，隨上覆蓋層厚度的增加，在該結(jié)構(gòu)上的土壤壓力增加，于是需要更高強度的金屬板。需要厚的上覆蓋層，也產(chǎn)生嚴重的設(shè)計局限，如在拱形結(jié)構(gòu)下方圍成的空間大小或該結(jié)構(gòu)上方路面引道的角度的限制。在上覆蓋層厚度受限制而且較薄的情況下，傳統(tǒng)解央動態(tài)載荷方法，是在路面下方附近或緊鄰處且在淺回填土區(qū)域上方布置一個通常由強化混凝土制造的細長的應(yīng)力緩沖厚板。這個細長厚板作為一個載荷分散裝置，使得局部車輛載荷分散在金屬拱形表面上的一個較大區(qū)域上.應(yīng)力緩沖厚板的問題在于需要現(xiàn)場制作，這就涉及附加的制作時間和大量的勞動力和原材料的花費。而且，在沒有混凝土的區(qū)域，這不是一個可行的選擇。