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金山大桥位于金山县亭枫公路上，距朱泾镇约2公里处。主桥跨越黄浦江支流掘石港，是金山县境内最大桥梁。
大桥始建于民国26年。5孔钢梁，木面混凝土桥墩，全长125米，单车道，载重6吨。1949年5月13日，国民党军队溃退时，将大桥炸毁，从此行人过往仅靠船渡。1958年8月，金山县人民委员会要求修复大桥。9月，江苏省交通厅正式批准。同年11月，金山县划归上海市，大桥修复列入市城建局基建项目，由市政设计院设计，市城建局第三工区施工。1959年1月开工，同年9月竣工，投资58.76万元。中共上海市委书记处书记魏文伯题写桥名。
重建的大桥，全长125.98米，5孔等跨，单跨25米，净跨23.8米，上部结构每跨预应力Ｔ型梁6根，梁高1.6米。桥梁净宽8.5米，其中车行道宽7米，两侧人行道各宽0.75米；下部结构桥墩为桩式，桥台为重力式。设计荷载汽—13，拖—60。
1990年，改建沪莘枫公路亭枫段（亭林至枫泾）时，金山大桥在原桥南侧再次重建。
大桥主跨为3跨变截面箱形连续梁，与掘石港正交。全桥总长376.5米，组合跨径为20×3＋43.45＋66＋43.45＋20×8米。桥面宽17（车行道）＋2.5×2（人行道）米。桥南西端侧设有人行道梯1座，桥面纵坡2.5％，横坡1.3％。设计荷载为汽车—超20级，挂车—120。两岸引桥为3孔和8孔预应力混凝土组合箱梁。大桥由铁道部第二勘察设计院设计，市市政一公司101施工队施工，连续梁施工采用全截面钢挂篮悬臂浇筑和一次推移新工艺。1989年12月开工，次年11月竣工。全桥耗用钢材1620吨，水泥464吨，木材1242立方米。投资1564.11万元。
2010年6月15日，经过公路管理部门历时半年大修，位于上海金山区朱泾镇的320国道金山大桥，上午10时正式开放交通。
金山大桥是320国道跨越黄浦江支流掘石港河的一座大型公路桥梁。本次大修加厚了主跨连续箱梁腹板，对裂缝进行灌浆封闭处理，重新铺装桥面面层，并在主桥外侧面和底面粘贴碳纤维布，加固桥梁主体结构。
2022年1月21日，历经了四年多的建设工作，金山大桥正式通车。
金山大桥全长1.89公里，道路红线为40米，规模为双向6块2慢。平申线航道金山大桥新建工程于2017年5月份正式启动，前期由于动迁腾地、管线搬迁，直至2018年年底，北半幅主桥才具备施工条件。2020年8月份，北半幅主桥正式建成。整个金山大桥历经4年多时间，终于建成通车。
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