余部橋梁
新橋梁は、PC5径間連続エクストラドーズド箱桁橋として設計された。新橋梁の供用までは旧橋梁を残して営業運転を続けるため、新橋梁の架設位置は、レール中心面間隔で旧橋梁よりも約7m南側(内陸側)となった。京都方(東側)にはトンネルがあり、一方で幡生方(西側)には餘部駅が存在しており、これを考慮した平面線形が採用されている。東側ではS字にカーブする橋桁を挿入して既設のトンネルへと接続する一方、西側では山を削って線路を敷設するスペースを確保し、これに伴い餘部駅ホームが従来線路の南側にあったものが北側に変更された。平面線形としては、京都方から半径300mのS字カーブ(左カーブ-右カーブ)で既設橋より約7m南側に出て、その後は直線で、最後に半径2,500mの右カーブがある。一方、縦断線形は水平である。設計上の活荷重はEA-17である。
下部構造は橋脚4基と橋台2基で構成され、旧橋梁と同様に起点の京都側から第1号 - 第4号の橋脚番号が付けられている。このうち第1号から第3号の橋脚の太さが 4 m, 第4号が 3 m である。また支間は橋台から第1号の間が 50.1 m, 第1号 - 第2号と第2号 - 第3号が 82.5 m, 第3号 - 第4号が 55.0 m, 第4号と橋台の間が 34.1 m となっている。この支間の配置は、第1号と第2号の間を長谷川および国道178号が通ること、既設橋梁の橋脚を避けて新しい橋脚を建設する必要があること、上部工張り出し架設のバランスなどを考慮して決定された。
旧橋梁は1909年(明治42年)12月16日に着工、1912年(明治45年)1月13日に完成し、同年3月1日に開通した。全長310.59 m(橋台面間長309.42 m)、下を流れる長谷川の河床からレール面までの高さ 41.45 m, 総工費331,536円。11基の橋脚、23連の橋桁を持つ鋼製トレッスル橋である。23連となるのは、各橋脚上に30フィート桁、各橋脚間に60フィート桁がそれぞれ架設されているためである。土木学会による技術評価では近代土木遺産のAランク、土木学会選奨土木遺産に指定されていた。
その独特な構造と鮮やかな朱色がもたらす風景は、鉄道ファンのみならず、山陰地方を訪れる観光客にも人気があった。その一方、直近の地元住民は多くの落下物や騒音に悩まされてきた事例もあり、旧橋梁による負の一面も存在していた(後述)。
2010年(平成22年)7月16日午後9時50分頃「はまかぜ」5号の通過をもって営業運行を終了し、同日深夜に行なわれた同列車上り返却回送をもって車両運用を全て終了した。翌7月17日から区間運休し、旧橋梁の解体撤去作業が開始され、新旧切替工事が8月11日まで行われ、2010年8月12日から新橋梁の供用が始まった。
橋桁については、ドイツのグーテホフヌングスヒュッテ(Gutehoffnungshütte)製の輸入鋼材から石川島造船所(現在のIHI)によって製作され、1911年(明治44年)9月に神戸より工事列車により陸送された。本体が 305.59 t, 付属の橋側歩道 33.84 t, 高欄用ガス管 5.31 t であった。鎧駅の構内で約17,200本のリベットを打って組み立てが行われた。リベット打ちの費用は、橋脚のものと合わせて12,922円であった。10月下旬、11月下旬、12月下旬の3回に分けて、カンチレバー工法で橋桁の架設が行われた。橋脚間にも仮設の足場を設けて、足場の間にレールを渡し、これが橋桁の重量を支える形で架設作業を行った。橋脚上の橋桁は、橋脚最上段に仮設足場を設けて架設作業を行った。架設を終えた後、脇の歩行者用通路および欄干の取り付けを行い、枕木や軌道の敷設を実施した。橋桁の材料費を含めて、総工費は80,121円であった。
完成までには33万円を超える巨費と、延べ25万人を超える人員が投入された。大変危険な工事だったため、現場の工事を指揮した岡村信三郎技師には2万円もの生命保険が掛けられていた。この危険な作業のために人夫には高い賃金が支払われ、余部の村は架橋ブームに沸いた。架橋工事中には転落事故で2名が亡くなり、他に83名の負傷者が出た。
長年にわたり地道な保守作業が行われてきたが、老朽化の進む橋梁をこのまま利用し続けてよいのか検討作業も行われた。現在線で補強改良する案とルート変更案を比較し、橋梁案も9種類を作って比較検討を行った。その結果補強には1億5500万円から2億6600万円、別線には3億8800万円から5億1800万円かかると試算されたが、1965年(昭和40年)11月に、補強することでさらに30年以上の使用に耐えるとの結論が出され、補強改良案が採用された。
上りの規制速度が低いのは、餘部駅の位置との関係から、強風規制特殊発光機から橋までの距離が短く、点灯してから列車が橋までに停車できるようにする必要からである。
設計を担当したジェイアール西日本コンサルタンツの当時の技師長・北後征雄は、大腸癌で入院し、部下が持ってくる設計図面に病床で目を通して責任者としての署名を続けたものの、新橋梁の工事半ばの2008年(平成20年)6月10日に亡くなった。
新橋梁を建設するために必要な土地の買収に着手したところ、付近の土地が法務局の備付地図(公図)と現況が一致しなくなっている地図混乱地域であることが判明した。これは1893年(明治26年)、1918年(大正7年)、1990年(平成2年)の3回に渡り地域で大きな水害があって地形が変動したことや、復旧作業に際して元と異なる形状にしてしまったこと、法定手続きによらず土地の売買や改良工事が行われてきたことなどが原因であった。このため公共工事に際しても登記を行うことができず、現存する町道が公図に記載されていないといった事態を招いていた。そこでこの機会に集団和解による解決を図ることになり、JR西日本が中心となって地権者や抵当権者などとの交渉を1年7か月にわたって進め、114筆合計約 30,000 m の土地について合意の上で公図を作成しなおした。特に遠隔地の抵当権者との交渉に際しては、余部橋梁の架け替え工事に伴うものであることを説明することで協力を得やすくなり、橋梁の知名度の高さに助けられた格好になった。
2回目の警報では、列車に停止を指示する特殊信号機を作動させても間に合わないという理由で、列車を停止させなかった。このような経緯により、強風の吹く鉄橋に列車が進入する結果となった。
事故後、延べ344人の作業員を動員して枕木220本とレール175 mの取り替えを行い、事故の遺族からの運転再開容認を12月31日10時30分に取り付けて、同日15時9分に事故以来初となる列車が鉄橋を通過した。
1987年(昭和62年)2月9日、松本嘉司東京大学教授を委員長として「余部事故技術調査委員会」が発足し、国鉄分割民営化後の1988年(昭和63年)2月5日に調査報告書がまとめられた。調査では、橋に取り付けられていた2台の風速計のうち1台が故障しており、もう1台も精度が落ちていたことが判明した。また風速計による警報が出た後に、指令員の判断を介して列車に停止の指示をする仕組みであったことも問題視され、自動的に停止の指示を出せる仕組みにするべきであるとされた。報告書では当時の最大瞬間風速を35 - 45 m/sと推定し、車両の転覆限界風速は約32 m/sであったと推定している。これらにより、車両転覆の直接の原因は転覆限界風速を超える横風によるものと結論づけられた。
一方、当時吹いていた風速33 m/sでは計算上は客車が転覆することはなく、また橋の上のレールが風の向きとは逆に海側に曲がっていたことを指摘して、事故の本当の原因は客車に対する直接の風圧ではないとの主張もある。
橋脚のうち両端の第1号と第11号は山の斜面に掛かって短くなっており、残りの第2号から第10号までの9基の橋脚が余部の平地から建てられている。基礎から橋脚の上端までは 36.66 m あり、この上に 1.587 m の高さのある橋桁が載せられて、枕木やレールなどがさらに 0.37 m 入っている。余部を流れている長谷川の川底からレール面までは 41.45 m あり、一般に余部橋梁の高さとしてはこの値が知られている。第3号橋脚と第4号橋脚の間を長谷川が流れており、第4号橋脚と第5号橋脚の間を国道178号が通っていた。橋脚の主柱は幅15インチの溝形鋼を背中合わせに2本配置して、その間をカバープレートと綾材(レーシングバー)で結んだ構造になっている。線路直角方向の水平材は、幅10インチ(下3本)と8インチ(上3本)の溝形鋼を背中合わせに2本配置して綾材で結んでいる。線路平行方向の水平材は、3.5インチ×3インチの山形鋼4本を綾材で連結したもので、また斜材は同じ山形鋼2本を綾材で連結したものとなっている。全部で23連の橋桁が架けられ、全長は 310.59 m 、橋台面間長は 309.42 m となった。鋼材は合計 1,010 t 使われ、総建設費は331,536円であった。