金属波纹涵管设计的理论基础是板壳理论、材料力学、计算数学等。波纹管设计的参数较多，由于波纹管在系统中的用途不同，其设计计算的重点也不一样。例如，波纹管用于力平衡元件，要求波纹管在工作范围内其有效面积不变或变化很小，用于测量元件，要求波纹管的弹性特性是线性的；用于真空开关管作真空密封件，要求波纹管的真空密封性、轴向位移量和疲劳寿命；用于阀门作密封件，要求波纹管应具有一定的耐压力、耐腐蚀、耐温度、工作位移和疲劳寿命。
根据波纹管的结构特点，可以把波纹管当作圆环壳、扁锥壳或圆环板所组成。设计计算波纹管也就是设计计算圆外壳、扁锥壳或团环板。
波纹管设计计算的参数为刚度、应力、有效面积、失稳、允许位移、耐压力和使用寿命。
波纹管的刚度计算，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。目前在波纹管的应用中，绝大多数的受力情况是轴向载荷，位移方式为线位移。
金属波纹涵管是将薄金属板板面压成波纹后，卷制成管节，可以增加管节的刚度和对管轴压力的抵抗强度；出厂前采用热浸镀锌工艺和施工现场喷涂沥青，双层防腐处理保证了使用寿命；用此种管节修建的涵洞被称为波纹金属管涵。实践证明，用金属波纹涵管代替金属筋混凝土进行涵洞施工，无论从施工周期、施工造价、环保意义等方面都有其不可比拟的优越性，且用金属波纹涵管进行涵洞施工，可大大提高道路行车的舒适度与安全性，避免道路中涵洞的“错台跳车”现形，有利于解决西北地区寒冷霜冻对砼管涵结构的破坏问题。
公路工程的涵洞一般采用金属筋混凝土来制作。现采用金属波纹涵管代替金属筋混凝土进行涵洞施工在国内时一项新技术，金属波纹涵管以其性能稳定、安装方便、有利环保、造价低等优点迅速在公路施工中代替了金属筋混凝土施工的涵洞，发展前景非常广阔。在公路施工中，应用金属波纹涵管代替金属筋混凝土进行涵洞施工的历史已经有100多年了。1896年，美国率先进行波纹管涵通道、涵管的可行性研究。其后，在美国、加拿大、澳大利亚等国的公路建设中，均采用了金属波纹涵管进行涵洞的施工。1990年，日本高速公路设计，规范制定了波纹管涵设计技术规范。
随着波纹管涵在世界各地的安装使用，证明了此种结构在各种使用情况下的通用性。在我国改革开放后，深圳及大同煤矿开始从国外进口成品波纹管涵进行涵洞施工。之后，上海市公路管理处、上海市政工程设计研究院、上海同济大学对金属波纹涵管进行了动、静载试验，结果表明能满足设计使用要求，填补了国内的空白，且迅速得到推广应用。幕墙一贯反应用于我国各地公路设施建设当中。金属波纹涵管投入到了青海公路施工当中，三年的实践证明，金属波纹涵管在北方寒冷地区完全符合公路建设当中的涵洞施工要求。实践证明，用金属波纹涵管代替金属筋混凝土进行涵洞施工，无论从施工周期、施工造价、环保意义等方面都有其不可比拟的优越性，且用金属波纹涵管进行涵洞施工，可大大提高道路行车的舒适度与安全性，避免道路中涵洞的“错台跳车”现形，有利于解决西北地区寒冷霜冻对砼管涵结构的破坏问题。
