为了解决现有的斜拉桥索力测量方法在精度、可靠性、效率等方面仍存在的不足,首次提出了一种由实测索形直接估计索力的新方法,简称索形法.采用在斜拉索上任意截取的拉索节段构建了悬链线力学模型,基于悬链线公式,首次推导了由实测索形点集精确估计拉索张力的计算公式.地面激光扫描技术被研究用于快速捕获斜拉索索形,开发了基于扫描点云自动化精确提取拉索中心线的算法.以在建的水土嘉陵江大桥为试验对象,详细分析了三维扫描测量误差、拉索截面弯曲刚度及边界条件和拉索局部弯曲变形、拉索振动等索形偏差因素及其对索力计算精度的影响.研究结果表明:已知拉索直径条件下,三维扫描实测索形误差为0.0004～0.0015 m之间,测量误差引起的索力计算误差在0.2％以内;拉索弯曲刚度与锚固边界条件引起的索形与标准悬链线形的偏差较小,对索力计算精度的影响可以忽略不计;当拉索自振振幅小于R/4时,三维扫描仍能精确测量拉索的索形;在多种索形偏差的叠加下,所提出的索力计算方法能够实现数值计算的最优估计.对比索形法和被精确标定的千斤顶的测试结果表明,索形法的索力测量值与千斤顶测量值吻合,最大偏差为0.9,证明了该方法具有较高的索力测量精度;与频率法对比结果表明,所提出方法的数据采集效率提高了8倍,并且具有自动化程度高、测量风险低、测量结果可靠性强等优点.