应力为在役桥梁结构安全的重要指标,应力测试的便捷与精准是主要研究热点。众多现有混凝土应力测试研究中,超声应力测试便捷优势明显,但测试精度难以稳定和保障。超声应力测试在工程应用前,需在不确定度框架下进行计量研究,找到影响测试结果的不确定度因素,提高测试精度。本文以混凝土工字梁为研究对象,设计实施了混凝土工字梁三点弯曲荷载超声尾波应力测试,在奇异值分解基础上,提取了尾波幅值与应力变化线性关系,从不确定度角度出发,发现了凡士林耦合剂、仪器温度、混凝土受力记忆、环境温湿度等外界因素影响测试精度,主要工作内容如下:(1)针对现有超声应力测试技术与计量不确定度进行调研。首先,调研现有混凝土超声应力测试技术,参考其它技术测试方法与结果,提出了建立声学参数与应力变化相关性的技术路线。其次,调研计量不确定度理论与计算,从不确定度测试模型与分类评定,初步明确了本次试验条件控制、不确定度分量确定及其量化方法;(2)设计实施混凝土工字梁超声测试方案,完成数据采集与处理。设计钢筋混凝土工字梁三点弯曲荷载测试装置,重复逐级加卸载超声应力测试,每次测试加卸载8组,每组加卸载22个荷载等级,每级荷载移点重复采集11条波形。编制数据处理Matlab程序,将测试数据进行预处理分析,考察尾波波形特征与信号质量,在奇异值分解特征提取与矩阵运算等优势的基础上,处理分析预处理后测试数据,建立了尾波幅值与应力变化之间的线性关系;(3)考察数据及其结果的稳定性、重复性和复现性。对混凝土工字梁空载状态进行连续测试,考察天内波形能量的变化,发现了耦合剂与仪器温度对测试波形能量的稳定性影响。在重复逐级加卸载测试的基础上,考察数据组间特征向量重复性,发现组间特征向量随逐级加载组数的增加而向下偏移,通过排除橡胶垫记忆性的影响,与组间特征向量偏移随最大荷载等级的降低而减小,验证了混凝土对加载历史最大荷载具有记忆性。消除混凝土加载记忆与加载位置微动对试验结果的影响后,经过连续多天严格重复测试,发现环境的温湿度变化对特征向量偏移具有显著影响。