在役钢结构构件内部初始应力是钢结构安全性评价的重要指标。传统的应力检测方法，如电阻应变计法、X射线法、磁弹性法等，不能同时满足在役钢结构构件内部应力、初始应力和无损检测的要求。针对上述问题，鉴于超声波法在焊接、铁路等领域应力检测的应用，本文提出了采用超声波对钢结构构件内部初始应力进行检测的方法，内容主要包括下列三个方面：基于超声波法的钢结构构件应力检测公式推导。本文在声弹性理论的基础上，选择了临界折射纵波作为应力检测的波型，推导了适合在役钢结构构件内部初始应力检测的公式。鉴于钢结构构件暴露于室外，温度对测量结果的影响不可忽视，分别给出了在考虑温度变化和不考虑温度变化两种情况下的应力-声时表达式。基于超声波法的钢结构构件应力检测系统搭建。根据理论推导和临界折射纵波法的特点，本文搭建了基于超声波法的钢结构构件应力检测系统。明确了各个仪器需要满足的参数和组合方法，完成了硬件系统的搭建；编译了对信号和数据处理的软件系统，建立了信号去噪、脉冲来临时刻捕捉、应力-声时差系数标定及钢结构构件应力求解等模块；给出了应力检测在本文搭建测试系统上的实现过程。基于超声波法的钢结构构件应力检测试验和验证。通过本文搭建的钢构件应力检测系统进行了应力检测试验，并用电阻应变片法对测量结果进行了验证。结果表明，超声波法应力检测结果真实可靠。通过对试验过程中可能造成误差的过程进行分析，给出了试验过程中需要注意的事项。最后，鉴于应力-声时差系数的重要性，重点研究了探头位置、声程等因素对应力-声时差系数的影响。从试验和分析结果可以看出，本文实现了用超声波法对使用状态下钢结构构件内部工作应力进行检测这一目标，且检测结果准确、操作方便。