本发明公开了一种主梁分段式顶推施工的线形控制方法，涉及桥梁施工技术领域，该方法包括：判断拼装平台最前端支墩按目标标高抄垫后的状态；若处于压实状态，根据待拼装梁段测点位置、已拼装梁段尾端测点位置、导梁尾端测点位置和目标拼装线形，确定待拼装梁段测点与已拼装梁段尾端梁底的相对标高；若处于脱空状态，根据待拼装梁段测点位置、已拼装梁段上两个测点的位置、已拼装梁段尾端测点位置，确定待拼装梁段测点到设定水平线的竖直距离；根据待拼装梁段测点与已拼装梁段尾端测点位置梁底的相对标高或者待拼装梁段测点到设定水平线的竖直距离，将待拼装梁段与已拼装梁段拼装。解决了在脱空状态下，梁段拼装的精确线形控制问题。