1908年兰州黄河铁桥施工现场，图中右下侧用于浇注桥墩的铁船（即沉箱），图中的浮桥即镇远桥
1931年，中山桥已建成22年，由于风水撼动，大车碾轧，部分螺丝开始松动，桥面板损坏，为保证其正常使用，于当年1月10日至3月20日，历时70天，进行了第一次大修。1937年抗日战争爆发后，中山桥作为西北抗日运输线上的咽喉桥梁，交通运输十分繁忙，汽车、大车、驮队等如流水般通过，特别是铁轮大车的碾轧，很快使桥面出现深槽。每当重车通过，桥梁就会出现较大震动，特别是日本飞机来袭时，桥上车马杂沓，人流拥挤，桥梁震动更大。
为保障战时交通和行车、行人安全，甘肃省政府决定对中山桥进行加固维修。为摸清桥梁损坏情况、震动的原因，提出较为合理的维修方案，甘肃省政府请求国民党政府交通部派员，会同省建设厅对中山桥进行详细检查。交通部专家于1940年3月初到达兰州后，即与省建设厅有关人员赴桥上检查。
检察人员从五个方面检查了中山桥。（一）桥墩、桥座。检查时兰州气候还十分寒冷，河水结冰很厚，因而对水下部分未能探试，只对水上部分进行了详细观察。（二）桁梁部分。由于桁梁全部油漆，为避免造成锈蚀，对桁梁油漆未全部铲除，主要从外表上检查，并通过试车进行查看，以及试验桁梁松动情形、弯曲程度，并在支架连接处将所有铆钉一一试验，查看有无松动。（三）丈量尺寸，估算荷载。由于中山桥没有留下设计图纸，从计算荷载和加固设计考虑，应当对各部尺寸详细丈量，但因其中一些部件孔隙过小，未能直接细量，所以所量尺寸不十分准确。（四）详细查看了桥面布置和损坏情形 .（五）检查桁梁支点滚筒，但因缺乏检查工具，未能详细检查。
检查的结果是：桥座、桥墩、翼墙除北桥座东边翼墙上部有裂缝外，并无其他损坏。桁梁部分有32根拉杆松动，有1986枚铆钉有不同程度的松动；支座滚筒活动欠佳；桥面布置的纵梁约有1/4损坏，桥板有1/2损坏，桥面全部损坏。根据桁梁损坏的情况，照现有桥体自身载重估计，其活动载重很小，而在空袭或集合的时候，民众拥挤在桥面上，活动载重猛烈增加，危险性就会增大。如果将桁梁拉杆铆钉修整，估计活动载重可达10吨。
根据上述检查结果，检查人员提出五条整修意见和办法：（一）拆除加固重砌翼墙损坏部分。（二）对桥梁支座滚筒进行除污加油，使其活动灵便减消桁梁及桥墩因钢梁伸缩所受的力量。（三）拉杆。拉杆一旦松动，即不能与其他部分同时受力，对桁梁的载重影响很大，应当更换。但由于当时拉杆材料十分缺乏，运输又十分困难，时间和材料均不容许按设计尽善尽美地修整，所以打算将有螺丝的拉杆上的螺丝上紧，无螺栓的拉杆之间用铁块及硬木撑紧，使松动的拉杆成弧形，缩短后内外拉杆同时受力，可减少震动。（四）铆钉。桁梁铆钉在每一连接处都有定数，如果一个松动，就不能与其他铆钉同时受力，也就减低了桁梁的承受重量能力，因此所有松动的铆钉要全部铲去重铆。（五）桥面布置。原有桥面过重，致使活动载重减少甚多，必须将桥面布置另行设计，尽量减少自身载重以求增加活动载重。原则上似以纵梁上仅用三英寸左右厚一层横板为好，但实际上似有改用二层桥板的必要。因为中山桥是西北交通的要道，运输十分繁忙，汽车、大车特别多。尤其是铁轮大车，如果仅铺一层桥板，势必需要经常更换，难免有碍行车，改铺两层桥板虽然所需木材增加，但可以尽量用拆下来的尚可使用的旧木料凑合使用。
检查人员建议：桥梁拉杆的整修实际上是一种治标的办法，修理时其拉紧的程度未必能达到理论上的需要，两端连接处的洞眼四周，也不可能与轴全部达到理论上的紧贴，所以安全载重应适当减低。检查人员认为：维修后，中山桥的载重应减至六吨，行驶六吨以上十吨以下的车队时，应减速并限定在同一桥孔只单独一辆行驶。另外，对于空袭集合或其他原因民众拥塞桥面的现象也应当予以限制。
桥梁整修后，仍需经常保养和检查，普通一年中至少检查一次或两次。如遇轰炸或其他特别情形不在此例，需随时检修，否则桁梁一经松动或变形而影响载重，会出现更大危险。在检修时，要特别注意：桁梁支点外滚筒须能活动旋转，其旋转方向应当为平行桥梁的纵轴，受到重力的杆件，应当平直无弯曲现象；拉杆应当没有裂痕及松动情形；横梁全部没有裂纹，并在两端接头处也无裂缝及松动情形；铆钉在每一接头处均铆紧无松动；桥墩、桥座、翼墙应无裂缝、移动和下沉现象；桁梁在车辆行驶时应当无弯曲、震动声过度和扭整等情形；木料应当没有腐蚀及折裂情形；桁梁应当油漆完好。
检查结果及修理意见提交省建设厅并面呈省政府主席朱绍良同意，着手维修。
1940年4月，维修工程由鸿记建筑公司承包施工，同年7月竣工。预算公款67335.11元，其中交通部西北运输管理局补助33648元，第八战区司令部由甘新公路工程费下拨款13648元，其余由甘肃省财政开支。实用公款62887元，结余的4448.11元经兰州市区建设委员会申请批准，由该会工程处购置木材及铁钉，以备抢修时需用。
1941年6月22日，中山桥交由交通部西北公路管理处兰州公务所管理。11月，由兰州市警察局第六分局负责，拆除桥两端牌楼，以利汽车通行。
1942年1月8日，兰州市警察局就修理中山桥并规定通车办法呈文市政府。呈文说：“窃查职局属黄河铁桥，年久未全部修理，经载重汽车及大车日夜通行，以致桥底螺丝渐松，兼之桥板多被碾断，形成破裂，刻下每遇汽车或大车鱼贯通行，即摇撼震动，殊有发生危险之虞。职局为防患未然计，请予转呈上峰，积极派员查勘，并予设法修理，并限制巨型载重汽车成列通过，以利交通而维公安。”呈文还说：“因防空关系，奉防空司令部规定，黄河铁桥每日上午8时至下午4时，铁轮大车不准通行，致使铁桥早晚异常拥挤，其中有些军用车辆因时间紧急，不听岗警指挥，从容过渡，致使黄河铁桥的震动程度日益加剧，有不能支持的现象。要求有关部门迅速加以修复，并规定通车办法，通知有关运输部门严加遵守，以免发生交通安全事故。”
同年4月21日，市政府批复说：“民国二十九年（1940年）的大修是由鸿记建筑公司承包的，桥面松木板尚在包修期内，可与鸿记建筑公司联系，由其无偿补修。整个小修原由交通部西北公路管理处负责，可与该管理处、48师、汽车兵团等联系办理。损坏的桥板已经抽换完毕，其余方面正在分别筹备办理。至于限制通车办法，以呈请第八战区司令长官命令守桥军警执行。”
1943年4月，甘肃省政府主席谷正伦呈文中央政府，请拨款改善陇南道路和修理中山桥。4月17日，中央政府将抄件、原件附图及预算转交交通部办理。交通部即于当日致电军事委员会：兰州黄河铁桥为甘新、甘宁交通枢纽，现因年久失修，状极危险，兹为保险起见，拟在桥面加盖钢板四轨，使车辆经过时减少震荡作用。经饬管理该桥之西北公路工程处拟定计划，共需款一千八百万元，恳乞府赐照拨，令速修办。次年4月1日至5月9日，将腐朽的梁木、桥面板及人行道板等择要予以抽换，并将桁架全部重新油漆，但计划加铺的4轨铁板未能加铺，而改为在桥面板上铺15厘米厚碎石路面。
这次维修仍然是一种治标的办法，未能从根本上解决大车碾压，特别是铁轮大车碾压造成桥面损坏的问题。此后，由于行车载重增加，桥面很快损坏。1943年12月28日晚8时许，私营大业公司货运汽车运送汽油，行至中山桥北段时突然起火，桥北端第一孔第一档的大部、正桥纵梁5根、人行道纵梁、桥面板、人行道板等被烧毁。火灾后，中山桥于次年4月10日至5月上旬得以修复。
1946年，兰州市政府致函交通部公路总局第七区公路局，要求重新铺筑桥面，添换梁木。同年8月23日，交通部公路总局第七区公路局复函称：“黄河铁桥桥面确实亟需修整，但因工程款无着落，所以暂拟更换一部分木梁及桥面板，将碎石路面仍改为木板，并在磨蚀面上铺一层柏油（沥青）。另外，在桥面上钉制铁槽，作为大车行车道，以免碾坏其他桥面。只是这种施工方法仍然难以耐久。最好的方法是将节点栓钉焊固，木梁改为钢制工字梁，桥面则改铺为混凝土路面，这样，中山桥就可以负载较大的重量，寿命也能延长。但是这种施工办法需要的资金数量很大，如果地方政府能够筹集部分资金予以协助，事情就比较好办。”
当时，抗日战争已经结束，兰州作为抗战大后方的地位基本不复存在，其交通枢纽的地位也大大下降，中山桥的作用也没有抗日战争时重要。国民政府对兰州的支持大为减少，兰州市政府财政拮据，无法筹集资金协助维修中山桥，故只好以前一种办法于1947年简单予以维修，以维持起码交通。
至1949年初，中山桥在行车时震动加剧。2月10日，兰州市政府邀集有关机关派员会同实地视察，以明确了解中山桥现状。参加视察的有西北长官公署马建民、甘肃省建设厅吴惇、兰州市政府王仲义、交通部公路总局第七局周辑。
视察后，中山桥的状况为：
（一）重车过时桥身震动。视察人员认为，中山桥原为通行大车之用，桥面上铺有碎石，活重与净重的比率甚小，可想见当年并无可察觉的颤动。近年来，汽车载重迭有增加，为保证安全，只有降低净重，减薄路面，以通行较重的汽车。以现有路面的重量，据七局公路局测算，通行单行10吨的货车尚勉强可能达到安全，只是活重与静重的比率均大为增加，故动荡加剧，快车通行影响尤甚。这种动荡会减损桥梁的寿命。
（二）沥青磨蚀面。沥青磨蚀面是1947年春维修时铺筑的，是用来替换原来的15厘米厚的碎石路面以减轻桥净重的。当时，玉门油田附产的沥青尚未能提炼合格，性能脆弱，无法使用；又因车辆管制困难，铁轮大车未能一一遵轨道行驶，以致路面被碾坏，坎坷不平。
（三）桥面木纵梁和桥板间有腐朽，钢桁架油漆剥落很多，都在很大程度上影响了行车安全和桥梁寿命。
他们建议：过桥时限制汽车总重量，最大10吨（包括车皮及载货），速度最快时每小时10公里，并且不准同时对头开车，每辆重车之间的距离，最少50米；禁止铁轮大车通行；翻修桥面磨蚀面；抽换腐朽纵梁和桥面板，油漆钢桁架。
以上维修工程，按当时物价估算，计需工料费1750万元金元。
视察人员将视察结果、建议及估算工价，以书面形式呈报市政府及西北军政长官公署。当时，解放战争已经取得决定性的胜利，全面解放西北的战斗即将打响，西北军政长官公署已自顾不暇，无力顾及中山桥的维修，只是对交通管制方面的建议，命令有关部门实行，其余一律作罢。
据《百年中山桥》
