大跨度桥梁结构的动态行为预测分析通常是基于数值有限元模型进行。然而,有限元模型中所采用的多是理想化的材料参数,实际材料参数,如密度、弹性模量等,均与之存在偏差。同时,有限元模型往往是对真实结构的简化,简化后的边界条件往往难以反映结构真实的约束状况。为对非对称塔梁分离式悬索桥结构行为进行精确预测与分析,本文采用了一种基于响应面的模型分步修正方法。首先,建立初始有限元模型分析了非对称塔梁分离式悬索桥的结构静、动力特性,并与实测结构进行了比较。然后,并针对传统一次修正所有参数的方法得到的结果存在失真,且面临计算量庞大,难以迭代收敛等问题,提出了基于灵敏度分析的分步修正方法。最后,采用改进的高斯径向基函数构建响应面模型进行模型修正,并通过实桥测试对修正结果进行了验证,主要结论如下:（1）温度荷载或汽车荷载作用下,塔梁分离侧端吊索和塔梁分离侧靠近端吊索的地锚索索力变化均远远高于其他吊索。温度荷载作用下,塔梁分离侧梁端纵向位移小于桥塔侧梁端纵向位移,加劲梁上、下弦杆应力在塔梁分离侧梁端取最大值,其温度应力具有明显的非对称分布特征,温度每增加1℃,塔梁分离侧梁端上弦杆应力变化0.41MPa,下弦杆应力变化0.72MPa。（2）结构基频较低,仅为0.097364Hz,属于典型的柔性体系。主梁横向刚度较弱,横风作用下的结构响应不容忽视。结构振动以横弯、纵飘和竖弯为主,直到第8阶才出现扭转振型。（3）初始有限元模型计算结果与结构实测静动力响应基本吻合,但实测响应与计算值仍存在一定偏差。其中,支座位移实测值与有限元模型计算结果误差最大,达到43.20%。需要对有限元模型进行修正,以建立能够准确反映实际结构静动力特性的有限元模型。（4）吊索弹性模量、吊索密度、桥塔密度对所有结构静动力响应特征量的灵敏度较小,可不进行修正。复合索鞍纵向刚度仅影响复合索鞍纵向位移,复合索鞍纵向位移也仅受复合索鞍纵向刚度的影响,二者存在唯一对应关系。因此,可先利用实测复合索鞍纵向位移对复合索鞍纵向刚度进行修正。材料密度参数和荷载参数仅影响结构动力响应,仅采用结构动力响应特征量即可对主缆密度、加劲梁密度、桥面系及二恒重量进行修正。（5）采用改进径向基函数响应面修正后,塔偏、支座位移误差均在15%以内,其余结构静、动力响应误差均在10%以内,较未修正前误差大幅降低,且误差分布更为均匀。将实测静、动力响应作为特征量,采用改进高斯径向基函数响应面对非对称塔梁分离式悬索桥进行分步修正,可有效提高有限元模型计算精度。梁端纵向刚度和复合索鞍纵向刚度的建议值分别为1156.3k N/m、211760k N/m。