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为提高响应面法在桥梁结构参数识别中的计算精度，提出了基于高维模型拟合响应面的参数识别方法．即采用HDMR响应面法拟合结构响应面，并基于该响应面进行结构参数的识别．研究了HDMR响应面的基本构造方法，阐述了在响应面基础上通过有约束最小二乘优化实现参数识别的一般过程．以一座连续梁及一座独塔斜拉桥为算例进行分析，探讨了该方法在结构参数识别中的计算精度及效率．结果表明，相比传统响应面法，该方法在计算精度上具有显著优势．同时也验证了该方法在大型桥梁结构参数识别中的可靠性和适用性．