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，設有單獨的鐵路引橋。鐵路引橋為后張預應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大橋南堡公園，面積18.5公頃，1971年3月由南京市城市建設局建設完工，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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