本橋の下を通る首都高速1号羽田線は桟橋構造で、路面高さと海水面とが近く鉄筋の腐食やコンクリートのはく離などが生じていた[3]。このため、2016年より首都高速を、本橋及び大井北埠頭橋の上部を越える高架構造に改築する工事が始められた。大井水管橋のうち首都高速と交差する西側1連は桁高を低くできるトラス構造に改め、道路勾配を抑えることとした[4]。2016年10月24日深夜から翌25日早朝にかけて首都高速を通行止めにし、既存橋を3ブロックに分けて400トン吊りクレーンで撤去した[5]。新設のトラスは八潮寄りのアーチの北側に用意され、2016年11月28日深夜から翌29日早朝にかけて、首都高速を通行止めにして53m縦取り、および8.5m横取りして架設された[6]。この架け替えにより、桁高は既存の10mから4mとなった[5]。