Величина такого пролета обусловливала и качественное изменение конструкции. Сперва Кулибин хотел выполнить арочное строение в виде замкнутой трубы, ограниченной решетчатыми фермами. Проект этого варианта утерян, несмотря на то, что к нему была уже изготовлена модель. За недостатком средств сделана она была крайне примитивно — из липовых брусков, связанных веревками. И все-таки модель выдержала нужный груз, в пятнадцать раз превышавший ее собственный вес. Академики осмотрели модель и признали ее «сумнительной». Кулибин и сам не удовлетворился этим вариантом и стал искать новый.
Наряду с поисками лучших конструкций он вел борьбу с косностью ученых, скептически настроенных по отношению к его работе.
В «Санкт-Петербургских ведомостях» (№ 36 за 1772 год) он прочитал однажды, что «Лондонская Академия назначила дать знатное награждение тому, кто сделает лучшую модель такого моста, который бы состоял из одной дуги или свода без свай и утвержден бы был концами своими только на берегах реки». Из этого видно, что и для технически передовой страны того времени подобная задача представлялась чрезвычайно сложной.
Кулибин еще ревностнее принимается за работу. Он заканчивает второй вариант моста, по его мнению, более усовершенствованный. Теперь пролетное строение состоит из шести самостоятельных решетчатых ферм. В описании этого проекта Кулибин дает полную спецификацию элементов сооружения. Это позволяет выяснить вес моста и в случае необходимости начать подготовительную работу по заготовке его элементов. Таким образом, ценность этого второго варианта состоит в том, что в нем Кулибин делает попытку экспериментально-теоретического обоснования правильности схемы и размеров частей моста.
Работу Кулибина увенчивает третий вариант. Изготовление первой модели и работа над вторым вариантом укрепили уверенность изобретателя, расширили опыт, обогатили его теоретически. Основное отличие третьего варианта от обоих первых заключалось в том, что в нем выдвигалась необходимость облегчения срединной части сооружения. Это уменьшало величину распора. Принцип этот оказался настолько целесообразным, что вошел в обиход современного мостостроения.
Сам изобретатель формулирует его так: «Во всем строении все части дерева и железа от берегов с концов моста для крепости толще и тяжелее, а к середине идут по несколько тонее и легче, таковою пропорцией самые средние части против первых от берегов в концах, как два к трем…»
