钢结构在实际工况环境中受到瞬态和重复载荷影响会发生损伤，为保障设备的安全运行，需要针对较易发生损伤的关键性钢结构进行健康监测和寿命评估。首先，利用非线性超声导波具有对微纳尺度损伤敏感以及检测效率高等优点，分别采用离线和在线非线性超声导波检测方法对Q460高强钢疲劳损伤试样进行检测和表征，构建了非线性超声参量与疲劳寿命之间的关系曲线；其次，利用非线性超声参量与疲劳寿命之间的关系曲线构建了Q460高强钢疲劳寿命评估方法，在损伤状态检测的同时实现剩余寿命的预测。离线和在线检测试验结果表明，非线性超声参量随疲劳寿命呈现先增后减的变化趋势，且在疲劳寿命为60%附近出现峰值。