南京長江大橋是雙層雙線公路、鐵路兩用橋，正橋長1576米，其余為引橋。這座大橋當年做為南京的標志性建筑也承載了太多人的記憶，那時候很多人到了南京都要跑到這里留個影。尤其對于五零后和六零后的人們來說，更是印象深刻。

大橋上層為4車道公路橋，車行道寬15米，兩側(cè)人行道各寬2.25米，全長4588米。公路橋的引橋采用富有中國特色的雙孔雙曲拱橋形式，北引橋33孔，南引橋48孔，其中南引橋設(shè)分岔落地橋（俗稱回龍橋）11孔共316米。雙曲拱橋的平面曲線部分采用“曲橋正做”做法，即采用直梁按曲線拼裝，而不是直接使用曲線梁。

南京長江大橋的橋頭建筑選用了南京工學院建筑系鐘訓正等設(shè)計的復式橋頭堡方案，具有鮮明的時代特色。大橋正橋南北兩端各設(shè)大橋頭堡一對、小橋頭堡一對。大堡塔樓高70米、寬11米，米黃色，分立于大橋兩側(cè)，大堡高高凸出公路橋面，頂端為高5米、長8米的鋼制“三面紅旗”，呈飛躍前進狀。橋頭堡建成后，“三面紅旗”的特色風格風靡全國，被多次模仿。

公路正橋兩邊的護欄上嵌著202幅鑄鐵浮雕，包括100塊向日葵鏤空浮雕、96塊風景浮雕和6塊國徽浮雕。風景浮雕中共有20幅不重復的浮雕，以描繪中國山河風貌和歌頌當時社會主義中國的成就為主題。

大橋下層為14米寬、雙軌復線的鐵路橋，全長6772米，設(shè)有單獨的鐵路引橋。鐵路引橋為后張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁，橋墩為雙柱式框架結(jié)構(gòu)，每孔跨31.7米。南北鐵路引橋共長5196.16米，最大坡度4‰，最小彎道半徑1200米。北引橋109孔，落地后通往京滬鐵路林場火車站；南引橋50孔，落地后通往南京火車站。

公路正橋兩邊的人行道旁設(shè)150對白玉蘭花形的路燈，造型與北京長安街路燈完全一致。

大橋南堡下方的江岸設(shè)大橋南堡公園，面積18.5公頃，1971年3月由南京市城市建設(shè)局建設(shè)完工，9月劃歸大橋管理處。南堡公園以大小堡連線為對稱軸，有大型花壇3064平方米、大型噴水池2800平方米，共有喬灌木14000余株，設(shè)盆景園、桂花園、銀杏林。2005年，浦口區(qū)在大橋北堡周邊新建北堡公園，占地7公頃，大小堡之間是晨練、集會區(qū)，橋墩以東是休閑區(qū)和“自然花園”。

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