于上层，连接桥西侧的大庆路与桥东侧的广东路；铁路桥位于下层，承载湘桂铁路，为单线非电气化铁路，上行方向为衡阳站，下行方向为衡阳西站，中点里程为K4+047。该桥曾是连接衡阳市江东与江西的唯一桥梁，也曾是中国西南地区铁路交通的咽喉。湘江公铁大桥是中华人民共和国成立后的第一座湘江大桥，也是湖南省第一座公铁两用桥。该处的桥梁最早开工于1937年，其后被炸毁，连带便桥，数次重修，建设方案屡屡更易。现在的桥梁开工于1955年9月5日，并于1957年建成，翌年通车。
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