铁路与航道之间
切斯特至霍利黑德铁路沿北威尔士海岸通向爱尔兰海渡口，必须跨越大陆与安格尔西岛之间的梅奈海峡。原先利用托马斯·特尔福德公路悬索桥一侧铺设铁路的方案，因使用期限和承载问题未能实行，铁路公司转而建设独立桥梁。
罗伯特·斯蒂芬森选中海峡中部的不列颠岩作为主墩基础，桥名也由此而来。水道两侧均可航行，尤其南侧航道使用频繁。海军部要求全跨保持足够净空，原拟铸铁拱会侵入船舶通行空间；急流又使从水底搭设施工支架难以实现，设计与安装方法必须一起解决。
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从悬吊设想到自承铁管
斯蒂芬森曾考虑用悬链辅助承托巨大的熟铁管，列车从管内通过。威廉·费尔贝恩负责实验工作，伊顿·霍奇金森参与材料与结构强度研究，驻地工程师埃德温·克拉克复核试验和计算。实验并非只验证一个已经定型的方案，而是反复改变截面和板材配置。
薄板管梁在弯曲时，上部受压区域容易屈曲。团队逐渐采用矩形截面，并把上部构造成一系列纵向小室，以增强稳定性；底部铁板和铆接接头则承担拉力。随着试验和计算积累，设计最终取消辅助悬链，以管体本身作为跨越水道的梁。
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石塔支承的连续管梁
原桥有两条并行铁管，各容纳一条铁路。按支点布置，中间两跨各460英尺，两端各230英尺；每条贯通管体长1511英尺。各段在塔内连接成连续梁，中央塔处固定，侧塔与桥台设置可移动支承，让结构随温度伸缩。
管体主要由熟铁板、角铁和铆钉组成，塔内支承区域另用铸铁构件。诺韦尔、海明威与皮尔逊承包石工及施工平台；查尔斯·梅尔承担除一根大管外的铁管制造，另一根由加福思承造。克拉克在斯蒂芬森领导下组织现场制造、浮运和提升，多个承包环节共同构成工程。
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把河岸变成制造工场
1846年开始基础工程，1847年在岸边布置大型木平台、蒸汽机械和起重设施。铁板经海路运来，在现场压平、剪切、冲孔，再进行人工热铆。施工平台必须保持准确线形，但巨大的管体重量压坏纵向木梁，潮汐和温度变化又使支架摇动。工人补设斜撑、更换受损木料，并用楔块恢复管底预先设置的拱度。
大管在岸上完成后，由浮舟乘潮承托，借岸上绞盘和缆索引导到石塔之间。第一根大管于1849年6月20日浮运到位。船舶航行不能长期中断，落位后还须尽快安排塔顶设备，把横在水面附近的铁管升至铁路高度。
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液压提升与事故后的改变
提升系统把液压机放在塔顶，通过链条牵引铁管。每完成一轮提升，就在下方补入木料、砖砌体等支承，再继续上升；结构不能只靠液压机悬吊等待。1849年8月17日，一台液压机的缸底破裂，铁管跌落约八九英寸，被下方填垫承接，但提升构件和管体仍严重受损，一名水手坠落后死亡。
工程人员立即楔紧并重新支承铁管，修复内部构件，订制改良缸底形状的新液压缸。后续施工改用橡木板，在铁管两侧下方保持紧密填垫，并在液压机下增设防坠平台。这些调整把备用支承由一般预防措施变成针对已发生故障的保护。
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试车、验收与公众通行
1850年3月5日，斯蒂芬森等人先随三台机车通过已连成的第一线铁管，当天又举行较大规模的载重列车试行及最后铆钉仪式。政府检查官西蒙斯随后检验，3月18日才开放公众交通。单线运营期间，由一名专员随每列车过桥，以避免两列车同时进入管内。
第二线同年10月19日接受政府检验；《土木工程师与建筑师杂志》11月号把10月21日明确记为永久公众开放日。铁路至此可分别使用两线穿越海峡，完成通向霍利黑德的关键连接。
1850年的主体是封闭熟铁管梁。1970年5月23日大火使原桥遭到严重损坏；两郡消防部门的联合报告指出，后加的涂焦油木屋盖及其贯通空腔促进火势蔓延，而高处难以接近和缺乏压力水源使扑救更加困难。1980年7月11日，同址桥梁的公路层举行启用仪式，铁路层与公路层并置，已是原管式铁路桥之后的改建阶段。