1908 年清政府在于英德合作修建津浦铁路的同时，为满足火车机车维修，就需要建设配套的铁路工厂。考虑到济南在津浦铁路建成之后和胶济铁路交汇，交通十分便利，地理环境相对优越。另一方面，开埠后的济南，各种店铺洋行林立，商业繁荣。因此，选定济南作为津浦铁路北段的铁路修理工厂。
1909 年，经过勘察选择济南西部大槐树庄（现槐荫区槐村街），由德国工程师负责勘察设计，百姓也俗称“大槐树机厂”，当时的厂徽设计也融合了大槐树的图案。1910 年，开工兴建， 1913 年 4 月 1 日，津浦铁路局济南机器厂建成并投入使用，市民也称之为“铁路大厂”。当时工厂由津浦铁路总局总办管辖，德国人道格米里担任首任厂长。1914 年，一战爆发，德国人离厂并将管理权交由北洋政府接管。此外，铁路大厂还是山东第一个企业党支部和产业工会的诞生地，又有“红色大厂”之称。
铁路大厂现存的旧建筑由道格米里办公楼、道格米里住所、高级职员公寓，水塔和一些构筑物，均为典型的日耳曼风格建筑。保存最为完好，最具代表性的建筑就是道格米里办公楼。这座办公楼位于现机车厂东门往西不远处，与建厂时其他建筑相比，办公楼建成时间较早，1909 年竣工，该建筑设计师就是津浦济南站的设计师赫尔曼·菲舍尔。
办公楼坐北朝南，共四层，外观两层，实则地上三层，顶层为阁楼，地下一层。整栋楼是砖石结构，屋顶采用半木构架，外立面底层采用蘑菇石饰面，整体风格为日耳曼风格。这座建筑物精妙之处在于细部的把握，以主入口的小门廊为例，门廊由两根多立克石柱支撑，顶部形制为金属盔顶。金属盔顶由铁皮制成，呈不规则曲线形，这也是德国建筑最常见的。现大门上的把手为原件，把手末端雕刻橡树图案，橡树被誉为德国国树，可以看出设计师通过细部的刻画来表现日耳曼民族的特点。
建筑屋面采用牛舌瓦，牛舌瓦的形状如牛的舌头而得名，是徳式建筑典型材料。牛舌瓦背面中间至今还能清晰看见一行烧制的德文—“R.KAPPLER&SOHN.TSINGTAU”，意为“卡帕拉（音译，指姓）家族企业专为青岛制造的瓦”。德国总督府大楼、张勋公馆等多处青岛建筑都用这个厂生产的牛舌瓦。这些瓦片经过百年历史，依旧质地坚硬。
这座建筑物也体现中国元素。不同于济南老火车站和其他徳式建筑，这座办公大楼整体对称，阁楼的山尖正处于中轴线之上，正面三角形山墙之上的三角形木雕也是对称的，中国建筑特别讲究对称，对称体现了中国传统的建筑内涵。山花上的木雕也是中国建筑特色之一，西方建筑大多采用浮雕或雕塑，这种综合的建筑风格，在当时是不多见的，应该是中西文化碰撞、交流、融合的体现。
但对比刚建成时的照片，所不同的是原先五个清晰可见的烟囱已经不见了。推断消失的原因，可能是抗日战争时期，国民党空军曾经轰炸过被日本占领的工厂，当时这座楼也遭到破坏。屋顶上现在可以看到两个底座状构件，原上方安放装饰石球，但唐山大地震时石球掉落，只剩下了底座。总之，这座建筑虽历经磨难，但最终还是保持原貌。
建厂时，原建有3座别墅楼，位于现在厂区东门外，现只剩下两处公寓楼。西侧为首任厂长道格米里寓所，东侧是原德国高级职员公寓楼。两处公寓楼皆为德式风格建筑，都始建于 1911 年。其他共同点还有，地上都是3层，最顶层为阁楼，由地下层。建筑底部用蘑菇石装饰，屋顶瓦片都采用牛舌瓦。
两座公寓也有不同点，西侧道格米里寓所，形体较为紧凑，红瓦四坡屋面，楼顶为一三角形的阁楼，整体大致对称。入口开在东西两个立面上，各自伸出一小门廊，门廊有八级台阶与地面相连，门廊相对简陋，现状为平屋顶，没有过多装饰。东侧高级职员公寓楼，呈不对称状，形体小巧精致，红瓦坡屋顶，顶层有老虎窗。山墙墙体漏出建筑骨架，入口在西侧山墙和南立面上，西侧底层小门廊顶部有一个三坡屋面与山墙相连。虽然两处公寓楼已经经历了百年的沧桑，但整体保存完好，目前作为办公场所正常使用。
水塔位于厂区东北角，水塔高 30 多米，直径约 10 米，用红砖堆砌而成，风格独特，为济南旧商埠区仅存的3座水塔之一。建厂初期承担着全厂的供水，随着城市的发展，这座水塔逐渐失去了供水功能。整个水塔分为三部分，顶部托起一个“斗笠”状塔尖，有点类似于谷仓，整体上显得朴实无华，但从细节上来看是典型的德式风格。
塔底座大约 5 米高，与地面相连的部分使用水泥磨面，其余到塔身部分都为红砖堆。砌。水塔背面有一个入口，门为拱形，门上方为拱形券，顶部为三角坡屋顶，整体向塔外凸出。基底与塔身之间有一圈腰线过度，整个塔身略微向上收分，表面有八个凹槽，槽内个自开小窗。塔身与塔顶有两圈腰线隔开，塔顶为形式貌似一座谷仓，丰富水塔造型。
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