武汉天兴洲长江大桥是武汉的第六座长江大桥，第二座公铁两用桥，武汉三环线重点工程。于2003年12月奠基，2004年9月28日开工，并于2008年9月10日合拢，武汉天兴洲长江大桥于2009年12月26日建成通车。武汉天兴洲长江大桥是世界最大公铁两用桥，下层为可并列行驶四列火车的铁道，总投资约110.6亿元人民币。
天兴洲大桥是正桥公路铁路两用桥，工程由武汉市与中国铁道部合 作建设。天兴洲大桥位于武汉长江二桥下游10公里处，西北起汉口平安铺，东南止武昌武青主干道，主桥长4657米，主跨504米，公路引线全长8043米，铁路引线全长60.3公里，全桥共91个桥墩，总投资约110亿余元，其中主跨为504米，超越丹麦海峡大桥成为当今世界公铁两用斜拉桥中跨度最大的桥梁，它将是继武汉长江大桥之后的我国的第二座公路铁路两用斜拉桥，同时也是世界上第一座按4线铁路修建的大跨度客货公铁两用斜拉桥，可以同时承载2万吨的载荷，为世界上载荷量最大的公铁两用桥。同时武汉天兴洲大桥也是中国第一座能够满足高速铁路运营的大跨度斜拉桥，其4线铁路为京广高速铁路和沪汉蓉客运专线，其中沪汉蓉客运专线设计时速250公里/小时。上层为6车道公路，设计时速 80公里 ；下层为可并列行驶四列火车的铁道，设计时速 200公里 。公路引桥长 5.1公里 ；新建铁路线长 22.6公里 。
武汉天兴洲长江大桥正桥全长4657米，主跨504米，大桥路面铺设4条铁路线，是我国首座四线公路铁路两用斜拉索桥，创下了跨度、荷载、速度、宽度4项世界第一。汀泗河特大桥主跨140000米（m），跨越京珠高速公路创下了跨度、荷载、速度、宽度4项世界第一，是目前世界上跨度最大的钢箱系杆拱桥。株洲特大桥全长4380米，主跨是140根钢梁系钢拱，也是世界上独一无二的。在超过1000公里的长大干线高速铁路上，建设者第一次在跨度140米的钢箱系杆拱桥上铺设无砟轨道，第一次在 168米的钢构混凝土连续梁上铺设无砟轨道，而且精度是1毫米。其中沪汉蓉客运专线设计时速250公里/小时。
配套立交
大桥两端共4座配套立交，分别为：汉施公路、和平大道、友谊大道和青化路立交。
汉施立交为两层半苜蓿叶式互通立交，和平大道立交为两层环喇叭式互通立交，友谊大道立交为二层部分迂回式互通立交，青化路立交主线全长2442.5米，桥宽27米，为全互通立交。
天兴洲大桥公路引线建成后，不仅在青山区与汉口之间开辟了新的过江通道，还将对解放大道下沿线、和平大道、友谊大道、武汉火车站的交通疏解起到重要作用。
这座大桥拉通了我国铁路南北第二条大动脉：京广客运专线和东西重要通道——沪汉蓉铁路。同时也是武汉三环线高速路的最后一段工程。
武汉天兴洲长江大桥气势宏伟，建设规模宏大，其工程量相当于武汉长江大桥和芜湖长江大桥的总和。大桥于2004年9月28日正式动工，它集众多桥梁新技术、新结构、新工艺、新设备于一体，是继武汉、南京、九江和芜湖长江大桥后，我国公铁两用桥梁建设的第五座里程碑，代表当今国内外桥梁技术最高水平的标志性桥梁工程，是中国铁路建设史上的一次新的跨越。
武汉天兴洲长江大桥是世界上第一座按四线铁路修建的双塔三索面三主桁公铁两用斜拉桥 ，其正桥全长4657米，全桥共91个桥墩，混凝土总量约85万方，其中公铁合建部分长2842米。上层公路为六车道，宽27米。下层铁路为四线，其中两线一级干线、两线客运专线。南汊主桥为（98+196+504+196+98）米双塔三索面公铁两用钢桁梁斜拉桥。斜拉桥主梁为板桁结合钢桁梁，三片主桁，桁宽2×15米，钢梁全长1092米，钢梁总重量为46000吨；主塔采用钢筋混凝土结构，承台以上高度为188.5米；每塔两侧各有3×16根斜拉索；索最大截面为451φ7毫米镀锌平行钢丝，最大索力约1250吨，索最大长度为271.9米，重41.2吨，斜拉索总重量为4550吨。
该大桥在当今世界同类型大桥中拥有“跨度、速度、荷载、宽度”四项第一：斜拉桥主跨504米为世界公铁两用桥梁跨度之首；可以同时承载2万吨的荷载，是目前世界上荷载量最大的桥梁；可满足列车250公里的运行时速，居世界第一；主桁宽度30米，为世界同类桥梁第一。主桥首次采用三片主桁、三索面的新型结构型式；公路桥面采用正交异性板和混凝土板结合体系，铁路桥面采用混凝土道渣槽板结合体系。大桥最难点公铁合建部分由我国桥梁建设王牌军——中铁大桥局集团有限公司承建。
天兴洲大桥在当今世界同类型大桥中拥有“跨度、荷载、速度、宽度”4项第一：主跨504米，比世界第二的丹麦厄勒海峡大桥长14米；可同时承载2万吨的荷载，按天兴洲大桥4条铁路线加6车道公路推算，荷载能力至少是长江二桥的6倍；铁路桥按高速铁路设计，时速可达250公里/时；主桁宽30米，可同时并行4线火车。
高宗余介绍，天兴洲主航道在南汊，主跨504米是为了满足通航需要。天兴洲大桥又是三环线的组成部分，铁路、公路流量都很大，荷载2万吨才能满足需要。天兴洲大桥是京广高速铁路的重要组成部分，该线路按350公里/时设计，市区内的天兴洲大桥速度略降。天兴洲大桥通行火车多，按4线设计，因此宽度在同类型桥梁中居首。
天兴洲大桥创造了我国铁路桥梁的第5个里程碑，前4个分别是武汉长江大桥、南京长江大桥、九江长江大桥和芜湖长江大桥。高宗余强调，这些桥梁，见证了我国大桥建设者自力更生的奋斗过程，不管是设计、材料还是施工方法，都在不断地进步。
武汉长江大桥为钢桁梁桥，主跨仅128米，设计4车道公路、2线铁路，铁路为一级铁路，最初设计时速仅80公里/小时。昔日建武汉长江大桥，举全国之力，动用了两万多名工人，半世纪后建天兴洲大桥，现代化的大型设备使施工效率空前提高，建设者最多时不到2000人。
2004年9月28日，天兴洲大桥开工。此前大桥的可行性研究、方案设计，已经进行了12年。高宗余介绍，最初，大桥仅根据当时需要设计2线铁路，还不是高铁。随着经济发展，铁路网线规划调整，2002年，铁路变更为3线。由于京广、沪蓉高速客运铁路专线(武汉段)都由天兴洲大桥过江，一年之后，大桥最终确定为4线铁路，其中包括2线高速铁路。
使用寿命
高宗余介绍，天兴洲大桥设计使用寿命100年，能抗烈度为7度地震、11级大风和300年一遇洪水，主通航孔桥墩能防止5000吨海轮撞击，牢固又可靠。大桥钢结构外露部分按目前最高要求进行表面处理后刷三层漆：底漆（底漆是油漆系统的第一层，用于提高面漆的附着力、增加面漆的丰满度、提供抗碱性、提供防腐功能等，同时可以保证面漆的均匀吸收，使油漆系统发挥最佳效果。面漆质量好就可以不用底漆，这种说法不对，因为面漆与底漆的功能不同，面漆更加侧重于最终的装饰与表观效果，而底漆则侧重于提高附着力、防腐功能、抗碱性等）、中间漆涂装、面漆为氟碳涂料。
天兴洲大桥“一桥两制”的结构在世界上独一无二：以天兴洲洲头为界，南段是公铁两用斜拉桥，上层公路，下层铁路；桥北段为预应力混凝土连续梁桥，在洲头一分为二，上游是公路桥，下游为铁路桥。高宗余解释，天兴洲南汊水道深，一直作为通航的主航道，南部设计斜拉桥可满足通航宽度和净空要求。但从造价算，斜拉桥比普通桥梁投资高得多。天兴洲北汊河道浅，主要用于行洪，故采用跨度为80米的梁桥方案，减少投资，又能满足小船通航需要。
高宗余介绍，目前长江上的铁路桥，全部采用明桥面，即在纵梁或主梁上直接铺设桥枕。因天兴洲大桥设计速度高，为保证安全，并减小噪音，铁路桥将首次采用由道碴槽板、道碴、轨枕、钢轨组成的道碴桥面。
天兴洲大桥公铁两用长江大桥南岸引线由沙湖方案改为走武东线后，需要经过东湖风景区边缘。如何压低“环境影响”成为这项工程能否实施的重要一关。
记者获悉，国家环保局日前审查通过了《天兴洲大桥公铁两用长江大桥铁路引桥及相关环境影响报告书》。
国家环保局重点强调了相关保护措施：
防治生态破坏。优化设计，做到路堑、桥涵和隧道建设开挖土地的挖填平衡，减少现有料场、渣场，不占或少占耕地。风景区内不得设置取弃土场。做好铁路线路、桥梁和车站及公路引线的景观设计，完成铁路公路两侧绿化。强化吹笛景区的保护措施，保护好水面及岸线、水生植物及水禽的生态环境。
防治水污染。落实武汉站、动车基地等污水处理和排放措施。做好武钢等取水口的防护。
防治噪声振动。实施铁路、公路两侧噪声振动敏感点的拆迁，做好武汉市二轻工业学校、武汉外语外事学院、三街坊村等噪声敏感点的声音屏障措施。加强线路两侧用地控制，不得在临近铁路、公路范围内新建噪声敏感建筑物。完成噪声敏感点和穿越东湖风景区路段的铁路换铺无缝长钢轨工作，并采取减振措施。
据悉，天兴洲大桥的建设范围为：铁路部分从京广线滠口站接轨，跨长江，设武汉站和动车检修基地，线路向南经过东湖风景区东部边缘，到乌龙泉站接入现京广线。公路北起江岸区谌家矶平安铺，过长江后，经青山区止于武青四干道，含两岸引线和四处疏解立交等。