钢绞线作为索桥和预应力混凝土结构中主要的受拉构件,其应力状态是评估结构安全性的重要指标。近来传统的钢绞线应力检测方法得到了较好的发展,如振动频率法、压力传感器法、内埋传感器法和磁通量检测法等,但都存在一定的适用性和局限性。超声导波法由于穿透性强、检测范围广、便携高效等特点已在管道和锚杆的无损检测中得到发展和应用,也有学者基于该法进行钢绞线应力检测研究,但该法的传播机制还不够明确,存在诸如激励频率选取、信号能量衰减和应力敏感度低等问题。基于此,本文提出一种基于超声导波纵向模态的钢绞线单轴应力识别方法,主要开展以下研究工作:基于超声导波一阶纵向模态的单轴应力识别理论分析。本文将钢绞线简化成圆杆,基于圆杆的波动理论建立超声导波纵向模态的频散方程,在此基础上结合声弹性理论,采用GUIGUW计算软件研究了超声导波L(0,1)模态群速度对钢绞线单轴应力的敏感性,确定了群速度可作为应力识别的特征量,提出了基于群速度变化的钢绞线单轴应力识别方法。进而分析了典型直径钢质圆杆中群速度应力敏感度与频率的关系,揭示了不同激励频率下群速度与单轴应力的关系存在正相关和负相关的特性,最终给出了用于钢绞线单轴应力识别的激励频率优选方法。钢绞线单轴应力识别系统搭建及影响因素研究。根据单发单收的检测方式搭建了钢绞线单轴应力识别的硬件系统,同时针对超声导波信号的设计生成以及信号处理和数据获取的需求搭建了软件系统。在此基础上对该系统进行参数的合理选取,通过理论获取的应力敏感度与频率的关系曲线并结合试验确定了最优激励频率。利用超声导波在钢绞线中的多次反射,获取了信号能量随声程的衰减规律。最后提出了超声导波信号声时捕捉误差的控制方法。基于超声导波一阶纵向模态的单轴应力识别及验证。利用搭建的单轴应力识别系统首先对钢质圆杆进行了加载试验,获取了不同直径钢质圆杆中群速度与单轴应力的关系,并与理论结果进行对比验证;在此基础上对不同规格的钢绞线试件进行了加载试验及验证,实现了钢绞线单轴应力的识别;最后,开展了钢绞线拉伸变形对单轴应力识别的影响研究。