สะพานสองหอ ได้ใช้งานมานานกว่า 50 ปี และต่อมาน้ำหนักกดเพลาของรถจักรก็เพิ่มขึ้น ซึ่งแต่เดิมออกแบบให้รับน้ำหนักกดเพลาเพียง 10.5 ตันต่อหน่วยต่อเพลา แต่พอเมื่อได้เพิ่มน้ำหนักเพลาเป็น 15 ตันต่อหน่วยต่อเพลา จึงมีการพิจารณาตรวจสอบสะพานทั้ง 3 แห่ง (สะพานสองหอ สะพานสามหอ สะพานห้าหอ) ปรากฏว่าอยู่ในสภาพที่ไม่น่าจะปลอดภัยนัก ตัวสะพานเหล็กมีอาการล้าตัวและอ่อนตัว การพิจารณาเกี่ยวกับสะพานสูงทั้ง 3 แห่งนี้ ได้ถูกหยิบยกขึ้นมาพิจารณาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2496 ได้มีการพิจารณากันหลายครั้งและนำวิธีการต่าง ๆ มาเปรียบเทียบเพื่อให้การปรับปรุงสะพานทั้ง 3 แห่งเป็นไปโดยความเหมาะสมและประหยัด โดยการช่วยเหลือจากการรถไฟแห่งชาติญี่ปุ่น เมื่อได้หยิบยกวิธีการต่าง ๆ มาพิจารณาทั้งข้อดีและข้อเสียแล้ว จึงได้ตกลงเลือกสร้างและปรับปรุงสะพานทั้ง 3 แห่ง ในปี พ.ศ. 2508 และแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2510

สะพานสองหอ ตัวเหล็กโครงสะพานทั่วไปอยู่ในสภาพดี จุดอ่อนแออยู่ที่ปลายโครงเหล็กยื่น ที่ช่องกลางมีอาการอ่อนตัวมาก จึงได้พิจารณาเพื่อเสริมกำลังความแข็งแกร่งของสะพานนี้ โดยวิธีตั้งเสาหอเหล็กขึ้นใหม่ที่กึ่งกลางสะพาน ขึ้นไปรับปลายโครงการสะพานยื่นที่ช่องกลางทำการเสริมตัวโครงสะพานเหล็กโดยเพิ่มเนื้อที่หน้าตัดให้มีความแข็งแรงขึ้น ค่าบูรณะปรับปรุงเสริมกำลังความแข็งแรงของสะพานสองหอ และสะพานสามหอ รวมเป็นเงิน 6,290,000 บาท