沉痛哀悼 | 中南大学曾庆元院士今日去世

中国共产党优秀党员,全国优秀教师,著名桥梁专家,中国工程院院士,中南大学土木工程学院教授、博士生导师曾庆元同志因病医治无效,于2016年6月3号6点52分在中南大学湘雅二医院不幸逝世,享年91岁。

曾庆元同志遗体告别仪式定于2016年6月5日上午10:30分在长沙明阳山殡仪馆铭德厅举行。

斯人已逝,精神长存,每一个中南学子都会铭记曾院士为国家、为社会、为中南所做的卓越贡献。

曾庆元院士

  曾庆元,男,1925年10月生于江西省泰和县,1950年7月南昌大学土木工程系毕业,1956年7月清华大学土木系钢结构研究生毕业,1985年12月被湖南省教委特批为教授,1986年9月被国务院学位委员会批准为长沙铁道学院桥梁与隧道工程博士点博士生指导教师,1999年11月当选为中国工程院院士。
  主要研究成果如下:创立了弹性系统动力学总势能不变值原理、弹性系统运动稳定性的总势能判别准则及形成系统矩阵的“对号入座”法则;创立了列车桥梁时变系统横向振动分析理论,解决了九江、芜湖长江大桥等很多座铁路桥梁的横向刚度分析问题,获得1998年铁道部科技进步二等奖和1999年国家科技进步三等奖;创立了一套桥梁结构局部与整体相关屈曲极限承载力分析理论,解决了岳阳洞庭湖三塔斜拉桥等桥梁结构的极限承载力分析问题;创立了一套列车—轨道时变系统横向振动分析理论及无缝线路结构的横向动力稳定性分析理论;创立了一套国际上独一无二的列车脱轨分析理论,突破了列车脱轨理论分析的世界百年难题,解决了大量铁路桥梁列车脱轨控制问题,获得了2006年湖南省科技进步一等奖。
  指导了16名硕士生及30多名博士生,发表论文一百余篇,著有《列车桥梁时变系统振动分析理论与应用》、《列车脱轨分析理论与应用》、《钢压杆稳定极限承载力》(排名第二)及研究生教材《结构动力学》和《结构稳定计算》。获得国家科技进步三等奖2项,铁道部科技进步二等奖2项,湖南省科技进步一等奖1项,第三届詹天佑成就奖,第七届詹天佑铁道科学技术奖——大奖。被国家教育部、人事部评为“全国优秀教师”。

从小苦读 记忆力不凡  
   
      1925年出生的曾庆元,原籍江西省泰和县。在这里他度过了青少年时代,留下了求学的足迹。曾庆元作为一个贫苦农民的儿子,自幼就读于家乡的同族私塾先生门下,当时家人的目的无非是让他读点书,认几个字,能写自己的名字。然而,曾庆元一开始读书就表现出他的聪明好学,令人羡慕。每天早上在先生检查学生阅读和背诵课文的时候,曾庆元总是背诵得很流利。他还主动要求先生多教他一些新内容,只要先生带着读二三遍,自己再阅读几十分钟,就能顺利背诵过关了。四年时间,曾庆元没有挨过先生的“板子”,却比别的学生学得更多的知识。那时,他读了《幼学琼林》、《论语》、《大学》、《礼记》、《中庸》、《孟子》、《易经》、《左传》等古籍,打下了中国古文知识基础,但是没有学数学。     
       曾庆元由于学习认真,成绩优秀,深受私塾先生和周围人们的喜欢。他的堂伯父曾肇元看出曾庆元的智力非凡,就劝导庆元的父母一定要节衣缩食送子读书。后来,曾庆元到离家七八里远的镇上读小学,一进去就读五年级,虽然是初接触数学,但是他不怕困难,通过努力很快跟上了班,14岁就高小顺利毕业。那时候,他的伯父在小学所在地的镇上开了个小店,隔三岔五,叫曾庆元去吃饭,补充营养,对他讲一些读书能改变人的命运的浅显道理,并寄予鼓励和希望。对此,曾庆元至今难以忘怀。     
       曾庆元的初中学业是在泰和县立中学完成的。那年月,他主要靠父亲在家务农的微薄收入来维持学费,生活很艰苦。加上抗日战争爆发,日军入侵,泰和县城常听到呜呜的防空警报声,老师带着学生东躲西避,后来学校迁到乡下。这动荡生活磨砺了曾庆元的意志,他懂得人穷志不穷的道理,更加发奋读书。他在初中,除了完成课堂学习任务之外,还自学了范氏大代数,比别人高出一筹。

1943年,他以出色的成绩考入吉安国立十三中学高中部,又度过了难忘的三个春秋。有一次夏天他父亲去看望他,手头紧巴巴的,舍不得花钱住旅社,晚上睡在拼拢的饭桌上过夜,第二天清早曾庆元看到这番情景十分心酸。他深知父亲的难处,在学校从不乱花钱,勤俭节省,洁身自好。当时国民党、三青团在学校拉帮结派,曾庆元只埋头读书,从不沾边。他假期回家帮父母做些力所能及的农活,割禾锄草,体会“锄禾日当午,汗滴禾下土”的滋味。1946年,他又顺利考入南昌国立中正大学土木系。1950年毕业后留校任助教。    
      1953年院系调整,曾庆元调到长沙中南土建学院(今湖南大学)桥隧系任教。1954年,他到清华大学土木系当研究生,学习钢结构。在读研期间,他好似得了知识饥饿症,除学习规定课程外又攻读了弹性力学、弹性稳定理论、空间结构分析理论、结构动力学等课程,并圆满完成了毕业设计,为今后的事业发展打下了良好的基础。1956年,曾庆元研究生毕业,回湖南大学任教,同时进行厂房钢结构阶梯柱自由长度计算方法的研究,并提出三节柱自由长度系数计算式及考虑总空间工作、厂房柱自由长度计算法,写出了论文,公开发表。这种计算方法还被当时的武汉建筑设计院采用。

学术创新 独树一帜  

[曾院士(前排右六)和他的研究生们]

1960年8月,长沙铁道学院成立,曾庆元调到该院桥梁系。从此,他长期从事桥梁振动与稳定的教学和研究,独辟蹊径,勇于创新,创立了“列车—桥梁时变系统横向振动分析理论”,解决了铁路桥梁横向刚度的分析问题。   
      1964年,曾庆元在边教学边研究中,克服重重困难,写出了《钢连续梁桥竖向振动近似计算》一文,并提出了计算式。这一成果对铁路桥梁竖向振动的分析计算原理有了重要发展。但是,“文化大革命”的动乱打断了科研的正常进展。曾庆元说:“真正从事桥梁振动研究是从1972年开始的。”当年他有幸参加铁道部大桥工程局桥梁研究院主持的钢桥振动专题研究,研究钢桥空间自由振动及静力偏载分析。在研究过程中,曾庆元写出了《简支下承桁梁偏载变位、内力及自由振动计算方法》等两篇论文,成为解析法桁梁空间分析的范例。1976年,长沙铁道学院赴九江长江大桥开门办学,曾庆元应邀将他的理论和计算方法用于解决该桥设计中的难题并发挥重要作用。他初露锋芒就引起同行的关注。     
       曾庆元选择铁路桥梁横向振动研究课题,作为主攻方向真正进入关键阶段是1979年。那时“科学的春天”已经来到,科研环境更加宽松,他已升为副教授开始带研究生,同年铁道部第四设计院邀请他参加京广复线武水大桥连续箱形梁桥扭转的分析计算。在研究中,他提出了形成矩阵的“对号入座”法则,可使任何桥梁复杂系统的刚度矩阵以及荷载列阵均可简便建立。这使传统的结构矩阵分析产生了质的变化,具有重大理论和实用价值。   
     1984年,上海铁路局桥检队教授级高工潘震涛交给曾庆元一份在沪杭线上41号桥实测的车辆构架横向振动波形图。他用此波形图及自创的“对号入座”法则和“列车----桥梁时变系统空间振动方程”,首次计算出了桥梁横向振动的波行图。此波行图与实测波形图非常接近,这是在国际上从未有过的事。因为桥梁振动的随机性非常大,按照国内外惯例,一般都用时不变系统振动随机分析理论来研究的。而曾庆元却突破了固有的认识。他发现同一机车、同一桥梁、同一轨道,在同样车速下的多次实测,桥梁横向振动位移会相差几倍。他用能量守恒和转换定律来解释这种现象。他说,比如烧开水,火烧得猛,水分子的能量就越大,水分子振动也就越厉害。由此他提出了“列车----桥梁时变系统横向振动能量随机分析理论”,按此理论计算与大量的实测结果相符,解决了桥梁横向振动的随机分析问题。后来他又提出桥梁横向刚度分析理论,算出桥梁横向刚度限值,与国内外按经验制订的限值接近。1987年他主持了九江长江大桥拱桁组合体系钢桥动力特征及横向刚度的研究,历时3年顺利完成。中间虽遇一些波折和麻烦,但最终仍按照曾庆元的计算结果施工,一切正常,大桥通车至今列车运行时安全平稳。     
       上世纪90年代中期,曾庆元又应邀与西南交大、上海铁大等单位合作进行“广深高速铁路主跨72米部分预应力混凝土连续桥”研究。其成果分别于1996年、1997年获得铁道部科技进步二等奖和国家科技进步三等奖。90年代后期,我国决定列车提速。如何经济地加固桥梁,防止大桥晃动,做到行车平稳,成了列车提速的关键技术之一。曾庆元的理论又派上用场。1997年曾庆元克服缺经费少资料等困难,帮助某设计院解决了“京沈线大凌河多跨32米简支上承钢板梁桥”的分析计算。随后该研究院又寄来其它钢板桥梁原型和加固方案,曾庆元和研究生们用3个月时间完成十多座桥梁的分析计算。此后又为郑州、上海等铁路局进行了几座桥梁的分析计算,拿出了加固方案,为线路列车提速解决桥梁横向车振问题提供了科学依据。   
       1998年5月,铁道部对“列车----桥梁时变系统横向振动分析理论”课题通过了专家鉴定。结论是:此项研究实现了重大理论突破,具有很高的学术水平,显著的社会效益和经济效益以及广阔的应用前景。其研究理论、研究方法、研究成果都达到国际领先水平。同年,这项研究成果获得铁道部科技进步二等奖,1999年获得国家科技进步三等奖。1999年,曾庆元当选为中国工程院院士。2000年2月,德高望重的李国豪院士给曾庆元写信,祝贺他当选为院士。信中表示:“你多年从事铁路桥梁振动研究,取得了很好的成果,当之无愧。”  
   
以其昭昭 使人昭昭

[曾院士参加成果鉴定会]

多少年来,曾庆元都是以教学为主,兼顾科研。而今,他年岁大了,主要是带研究生。他说:“带研究生不能误人子弟。”他回忆当年自己从南昌大学毕业后,辗转到了长沙,在当助教时,比起当年武汉大学同来的老师,有很多知识不曾学过,有的理论甚至没有听说过,他感到很遗憾。所以他后来去读清华大学研究生,抱着追赶的态度给自己加油、加压。他在清华大学读了很多书,听了很多课,才开阔了眼界,增长了知识。至今,这些学历使他久久难忘。推己及人,他认为当个研究生很不易,人生就这么一次,千万耽误不得。他希望年轻科技工作者“善于学习、锐意创新、平凡做人”。他认为研究生打好理论功底很重要,缺乏经验可以在实践中补上。   
       曾庆元认为,作为导师,不能“以其昏昏,使人昭昭”,一定要从严治学,要“以其昭昭,使人昭昭”。常言说“学高为师,身正为范”。他给学生上课,自己写讲义,讲自己的观点,面对面辅导学生,释惑解难。对论文,他要求有理论、有特色、有新意,又能解决实际问题。比如,用稳定理论解决列车脱轨问题,他就带领骆宁安、江锋、朱汉华、郭向荣、郭文华等众多研究生,经历较长时间研究,创立了一套崭新的列车桥梁时变系统横向振动分析理论。在此基础上,又带领由向俊、周智辉、娄平等博士生组成的研究小组经过近十年的研究,提出了列车脱轨力学机理及基于此机理的列车脱轨能量随机分析理论,有着广泛应用空间:包括制订预防列车脱轨措施及预防脱轨标准;制订预防脱轨的桥梁横向刚度限值及其横向振幅行车安全限值;制订预防脱轨的线路标准,分析既有线路提速的允许极限车速;分析横向振幅超限桥梁的列车走行安全性、舒适性及平稳性;设计具有预防脱轨功能的机车车辆等等。所以2005年5月15日,铁道部科技司在长沙召开了“列车脱轨分析理论与应用研究”成果鉴定会,顺利通过了成果鉴定。专家们一致认为,这项理论研究成果为原始创新,实现了列车脱轨分析理论的重大突破,达到国际领先水平,为制订预防列车脱轨措施及预防列车脱轨标准提供了理论依据,具有很高的实用价值和广泛应用前景。   
       淡泊名利是治学不可缺少的美德。曾庆元多次参与或帮助设计单位和施工单位解决关键技术难题,使工程进展顺利,为国家节省了资金,带来了重大的社会效益。但是,在成果获奖时,他从不计较得失。1976年,他在长沙铁道学院开门办学实践队时参与对九江大桥的研究,成果获奖时,没有出现铁道学院和他的名字;列车提速时的研究项目,在获奖名单中他也没有名字。1997年石长线湘江大桥动工时,他研究解决了造桥机的关键技术。因为这个造桥机具有重大的实用价值,分别获得铁道部和国家科技进步奖,但还是没有他的名字。这些他都无怨无悔、无私奉献。他认为,只要解决了问题就行,谁做的并不重要。为人师表的他常对学生说:“一个人不要白吃饭,只要在某方面有新发展,有所前进就行。”曾庆元的高尚品格,时常激励着学生做正直有用的人。现在在他门下毕业的博士生20名、硕士生16名,在读的12名。许多研究生因为专业理论和基础理论扎实,又能联系实际,受到用人单位好评,在工作中取得了出色的成绩。有个桥梁博士,毕业后去浙江省从事隧道施工,他把导师曾庆元的理论和研究方法用于隧道施工,解决了难解的问题,被浙江省交通厅聘为副总工程师,主管全省公路建设与维修工作,成了全省该领域的栋梁之才。

家庭幸福 生活低调 

[曾院士(前排右六)一家老小]

从江西革命老区红土地上走出的曾庆元,始终不忘井冈山“红米饭,南瓜汤”的艰苦奋斗的优良传统,虽说身在城市,依然过着俭朴的生活。     
       曾庆元衣着很普通,身上的鸭绒衣穿了一年又一年。他平时不抽烟、不喝酒,爱好读书和散步,每天持之以恒。他出门喜欢走路。虽然他和另一位院士备有专用小车一辆,但他很少乘坐,进城去商店总喜欢步行。他订阅了《参考消息》、《光明日报》和《中国教育报》,爱看电视新闻,关心国家大事。他常说:“自己是'土生土长的土包子’,如果说今天做出一些成绩的话,也是应该的。”     
       曾庆元有个温暖的家。老伴董梅英,也是故乡人,现已年过八旬,耳聪目明,原来在长沙铁道学院幼儿园当保育员。她虽然文化不高,但是为人厚道,勤俭持家,通情达理,充满爱心。她几十年如一日,始终支持丈夫的教学和科研工作。应该说,曾庆元的成绩有他夫人的一份功劳。在长沙铁道学院建院之初,生活条件艰苦,那时曾庆元又患了坐骨神经病,教学繁忙,病未愈就出院上课,脚一拐一拐的,服药、饮食、起居,全仗夫人照料。前些年,曾庆元又一次重病住院做手术,董梅英无微不至地关心他,端茶倒水,调理饮食,常陪伴在侧,好言宽慰丈夫树立信心,战胜疾病。现在她每天安排清淡饮食,督促丈夫按时休息,为曾院士创造了良好的生活条件。     
       曾庆元有两子一女,各得其所,过着平淡而充实的生活。大儿子在另一所大学当汽车司机,二儿子在图书馆当管理员,女儿当资料员,现已退休,有一个外孙在读研究生,子女们和和气气,对老人孝顺,常回家看看,问寒问暖。曾庆元夫妇没有请保姆,有些重一点的家务活,子女常来帮忙打理。   
       少小离家的曾庆元对故乡充满着眷恋之情,每逢佳节倍思亲,时常与家乡亲友有电话联系。有一次,他侄女来电话问候,顺便谈到曾庆元父亲的坟墓年久失修。曾庆元爽快地回答,因自己年迈体弱,不能回家修墓,要他们亲属后人代劳帮忙,所需修理费用全由他承担。每当他在报纸上和电视里看到家乡发生了巨大变化,山变绿了,路变宽了,人变富了,他就感到无比兴奋。他表示,可惜年岁大了,不能为家乡建设做更多的事,但希望江西的明天更加繁荣发达,广大群众生活更加美好。

清贫的父母发誓要送出一位“文曲星”

曾庆元出生在赣中偏西的泰和县农村,这里西邻井冈山区,是一片地薄物贫的丘陵地带。当地人世代为生存而挣扎,几乎没有真正意义上的读书人。曾庆元家也是世代务农,家境贫寒。父母送他上私塾原本也只想让他认几个字,能写自己的名字。但他表现出聪颖的天资和超常的记忆。每天早晨先生监读课文,读一句就用笔划一句,读完即背。他每次都能很流畅地背出,对于课堂上的提问,更是不在话下。

他有个伯父叫曾肇元,做些小生意,见多识广,思想开明,又有着强烈的“唯有读书高”的观念。当他发现侄儿很有天分,就经常力劝曾庆元的父母送儿子读书,说这孩子将来是个“文曲星”,并表示愿意尽力资助。父母也看出了儿子的不同寻常之处,发誓砸锅卖铁、忍饥挨饿也要为这穷乡村送出一个“文曲星”。后来曾庆元进了县立初级中学。

曾庆元说:“伯父对我一生影响最大、恩重如山的人。”尽管伯父已去世多年,他至今谈及时依然充满怀念和感激之情。

在县立中学,他知道自己读书的机会来之不易,因此非常刻苦。他的成绩总是名列前茅,尤以数学突出,当时他就自学了范氏大代数。1943年,他以优异的成绩考取吉安的一所高中。1946年,他又以优异的成绩考取南昌国立中正大学(即现在的南昌大学)土木系。1950年毕业后留校任教。

1953年院系调整,曾庆元来到长沙中南土建学院(现湖南大学)桥隧系。同年底,他被选派到哈尔滨工业大学当研究生,学土木结构。由于后来苏联专家没来,他学了半年俄语后又被转派到清华大学土木系当研究生,学习钢结构。1956年毕业后回到长沙。由于学习期间他总是“吃不饱”,所以除规定课程外,他还专攻了弹性力学、弹性稳定理论、空间结构分析理论、结构动力学等课程。并且出色地完成了《跨度100m飞机库圆柱网壳屋盖结构》的毕业设计。这为他后来的发展奠定了坚实而广阔的基础。

“我只不过是比别人机遇好些”

曾庆元在谈及成就时,总是说“我只不过是比别人机遇好些”。

1960年8月,长沙铁道学院刚建院,曾庆元就来到该院桥隧系。铁道学院初建伊始,百业待兴。这年秋季开学时,教学楼尚只建到三楼,还没有窗户,只好边建边用。于是出现了上面建房,下面上课的奇观。墙上钉两颗钉子,挂上一块涂黑的木板,四处收凑来的课桌椅,合起来就成了教室。居住条件、生活环境、教学场地、科教设备都很简陋。加上当时曾庆元患坐骨神经痛未愈就出院,上课都是一拐一拐的。而他主要的精力和时间又必须放在教学上,因为国家需要更多的基础性人才。在这种情形下,搞出科研成果的难度不言而喻。但他对科研有着强烈的兴趣,常挤出时间,克服重重困难研究钢结构疲劳。1963年,他在这一领域的第一项成果诞生——写出了《构件应力集中截面疲劳强度的计算》,导出了金属疲劳裂缝形成条件的方程式及疲劳破坏条件的一般方程式。有关专家审定认为论文的基本观点有根据、结果好,但需要大量实验验证。限于实验条件,他不得不终止该研究,而转向桥梁振动的研究。1964年他写出了《钢连续梁桥竖向振动近似计算》,并提出了计算式。这一成果使铁路梁桥竖向振动的分析计算方法有了重要发展。

正当他踌躇满志时,“文化大革命”开始了。他和所有知识分子一样,很难继续科研。1969年,他被派到人防办修防空洞。好在事情不多,他就利用空闲,躲进三尺小屋,偷偷读书,继续他的研究,真是“祸兮福所伏”。他说:“我因祸得福,那几年反倒让我理论上提高不少。”所以至今他都认为,他真正从事桥梁振动研究是从1972年开始的。

那是1972年铁道部大桥工程局组织钢桥振动专题研究组,以成昆线192m简支钢桁梁桥模型为对象,研究钢桥空间自由振动及静力偏载位移内力分布。他有幸与著名桥梁工程专家李国豪教授一道应邀参加理论分析。在这一研究中,他建立起了一种全新的理论分析方法。写成《简支下承桁梁偏载变位、内力及自由振动计算方法》和《504桥模型偏载变位、内力及自由振动计算》两篇长篇论文。这一成果开创了解析法解决桁梁空间分析问题的先例。

应该说,曾庆元科研真正的黄金时期是从1979年开始的。1978年我国恢复研究生招生制度,这年他晋升为副教授,并指导研究生。这时他才真正选择桥梁车振(特别是横向振动)为自己的研究方向。

桥梁车振研究已有百余年历史,其中竖向振动问题已基本解决。而横向振动研究从1920年苏联专家开始,一直没有大的突破和进展。当曾庆元步入这一领域时,发现里面有太多太多未被开垦的处女地。这对于科研工作者无异于哥伦布发现新大陆,这大概就是他所言的“机遇”吧。

今天,曾庆元在这一领域已实现许多重大突破——他基于达朗贝尔原理和虚功原理,提出了“弹性系统动力学总势能不变值原理”、形成系统矩阵的“对号入座”法则及“弹性系统运动稳定性的总势能判别准则”。这些原理和法则不仅有应用价值,而且对经典动力学理论作出了重要的补充和发展。

“我的研究竟引来了一场麻烦”

1957年,我国一座著名的公路铁路两用桥举行通车典礼,人们欢呼雀跃地拥上桥面。随即人们明显感到大桥在晃动!人群恐慌起来,有的人甚至趴在桥上。这种现象直到人群散去为止。这就是桥梁横向振动现象。它不仅会给司机和乘客造成心理恐慌,更重要的是它还会导致列车脱轨。因此,桥梁横振成了长期以来困扰桥梁工作者的一个难题。怎样才能使桥梁既平稳又经济?关键是要确立桥梁必需的横向刚度。由于不同桥梁要求不同,所以必须首先建立一个可普遍应用的最简计算方程。

桥梁振动的随机性非常大,国内外一般是以时不变系统振动随机分析理论来研究的,曾庆元对此不以为然。他在研究桥梁振动实测位移时发现:同一机车、同一桥梁、同一轨道在同样车速下的各次实测桥梁横向振动位移会相差几倍。于是他用能量守恒与转换定律来解释这一现象:各次试验车桥宏观条件虽然相同,但各次输入的能量不同。输入的能量多,产生的桥梁横向振动位移大,反之位移就小。这就像烧开水,火越猛,水分子积聚的能量越大,水分子振动也就越厉害。因此,桥梁振动位移的随机性,反映出输入能量的随机性;反过来说,输入能量的随机性也反映出桥梁振动位移的随机性。由此他提出“列车—桥梁时变系统横向振动能量随机分析理论”,解决了桥梁横向振动的随机分析问题。后来,他又提出了桥梁横向刚度分析理论,算出的桥梁横向刚度限值与国内外按经验制定的限值非常接近。就这样他创立了一整套崭新的列车—桥梁时变系统横向振动分析理论。该理论引起了桥梁工程界的轰动,曾庆元也从此被学术界所关注。

1987年,他受铁道部大桥工程局委托,主持九江长江大桥拱—桁组合体系钢桥动力特性及横向刚度的研究。历时3年,该研究顺利完成,为大桥设计提供了理论依据。但意想不到的是,它竟引来一场不小的麻烦。1990年初,正当大桥火热施工时,一位高工致信国务院说该桥钢梁横向刚度计算有误,如不重新计算,改变设计,建成后将导致桥毁人亡!国务院立即责成国际工程咨询公司进行审查论证。有的专家为慎重起见,也建议停工。而此时全部桥墩已建成,大多钢梁构件也已造好。如果停工返工,将造成上亿元损失且须推迟大桥竣工,后果不堪设想。铁道部召集专家,也组成论证组,与国际工程咨询公司专家组同时工作。铁道部论证组根据曾庆元1989年的计算,结合国际通用的规范标准,经反复论证后作出结论:该桥钢梁横向刚度能充分保证列车安全平稳运行,不必改变设计,也无须补强。国际工程咨询公司专家组在充分论证后也作出相同的结论。一场麻烦才由此平息。1995年,进行该桥车振试验,结果与曾庆元的理论计算吻合。实践是检验真理的唯一标准,大桥通车至今,列车通过时安全平稳。

上世纪90年代后期,我国决定列车提速。但这必将增大桥梁的振动,列车试验也表明确实如此。因此桥梁车振成了列车提速的关键性“瓶颈”之一。如何经济地进行桥梁加固便成了要解决的首要问题之一。1997年8月,某设计院邀请曾庆元帮助进行“京沈线大凌河多跨32m简支上承钢板梁桥”的分析计算。同时也歉意地告知:没有经费。但他欣然接受。没有任何资料,唯一知道的是当列车以80km/h速度通过该桥时振动剧烈的情况。他想起1995年实测湘黔线上货车构架蛇形波时,也是当列车80km/h时振动厉害。于是他断定二者能量输入是一致的,并按此进行分析计算。很快,结果出来。当设计院看到这一结果与他们实测值很接近时,非常惊喜。随即又寄来了其他上承钢板梁桥原型和加固设计图纸,请求继续帮助。曾庆元和研究生们一起,历时3个月,完成了10多座桥梁的分析计算。后来,他还为郑州铁路局和上海铁路局进行了几座桥梁的分析计算。这为我国列车提速解决桥梁横振问题提供了理论依据。1998年3月底,铁道部工务局欲证实他的计算精度,在不打招呼的情况下,组织桥梁检定队进行实测。有一天,工务局突然来电问曾庆元:我们实测大凌河桥钢板梁在75km/h时,钢梁上翼缘中点最大横向振动加速度是0.26g,你们去年计算的是多少?他当即查阅后回答说:“我们没算75km/h,只算了80km/h和70km/h,结果分别是0.29g和0.23g。”这个精度让工务局的人心服口服。这次“突然袭击”也更有力地证明了他理论的正确性和精确性。

上世纪90年代曾庆元(左)与学生向俊在桥梁模型试验现场。

“我希望他们能够成为真正的栋梁”

曾庆元的事业是从教学开始,而后才从事研究。他的执教生涯已半个世纪有余,可以说桃李满天下。在教学和治学中,其严格和严谨是有名的。他无论对本科生还是研究生,都要求他们有扎实而广阔的基础理论水平。对勤奋诚实的学生他格外喜欢,对有创新意识的学生更是偏爱。他说学桥梁的,不仅要具备专业知识,还必须有好的力学、数学基础,才会有高的起点。至今,他已指导了16位硕士生和23位博士生(其中17位已获学位)。他说:“人的生命总是有限的,但事业是无限的。我只希望他们能够成为真正的栋梁之材,并且青出于蓝而胜于蓝,这样社会才能发展。”

曾庆元平和谦逊。笔者采访时,仿佛是在与一位睿智的长者聊家常,让人轻松愉悦。他反复强调:“我是个'土包子’,完全是本土成长的。我作得不多,有点成绩都是大家作的。”然而,由于客观条件的限制,在国内作出大的成果,实在不易。

曾庆元淡泊名利,这绝非溢美之词。1976年他在实践队时进行九江大桥的研究,成果获奖时,他没有名字;列车提速时的研究,他也在奖项中没有名字;1997年石长线湘江大桥施工时,他研究解决了大跨度造桥机设计的关键技术难题,由于该造桥机具有重大的实用价值,分别获得了铁道部和国家科技进步奖,还是没有他的名字……然而,他无怨无悔,乐此不疲。他认为“只要解决了问题就行,谁做的并不重要”。正因为他有这种为人类造福的信念和精神,才几十年如一日地执着追求,他才会有独特的思维方式和创新意识审视科学领域中的难题,才会创立一个又一个全新的理论和方法,创造出巨大的社会效益和经济效益。

让旅客乘车时更舒适更放心

曾庆元对“科学技术是第一生产力”“创新是科技的灵魂”“科教兴国”等思想极为赞赏。他认为改革开放以来,是知识分子真正的春天,所以要把握机遇。当笔者请他为年轻的科技工作者提点希望时,他欣然提笔:“善于学习,勤于工作,锐意创新,平凡做人。”这是他的希望,也是他的写照。

但他对目前科技界的一些问题也甚为担忧:极少数年轻人学习不扎实,缺乏无私奉献和艰苦奋斗的精神,表现出急功近利;搞理论研究的难以得到一些人的理解和支持。他说他对火车脱轨的理论研究就是这样,被认为是“阳春白雪”,结果搞了3年才争取到立项。科技腐败出现苗头——评奖过滥,水分太多。立项目、评奖、评职称甚至选院士都有拉关系走后门的。

曾庆元有一个幸福美满的家庭。3个子女都已成家立业,他们对老人都很孝顺。提起老伴,他充满深情。老伴虽文化程度不高,但很懂道理,非常理解和支持他的工作。无论在初创困难时期还是现在,她都始终如一地默默操持着家务。在她眼里,没有教授和院士,只有“只晓得帮公家做事的老头”。难怪曾庆元说:“如果说今天我作了点成绩的话,那也有她的一份功劳。”

曾庆元不吸烟不喝酒,生活很有规律,性格开朗。他最大的爱好是读书和散步。他每天都要散步,能走路时绝不坐车。他戏称自己为“二子”——“土包子”和“书呆子”。读书既是学习需要,也是兴趣使然。但他不“呆”,而且还很关心时事。当我们谈到美国的霸权主义行径时,曾庆元就谈了很多,很愤慨。

当选院士后,曾庆元并未就此退出科研一线,他时刻关注国家铁路运输安全问题,仍带领博士生奋战在科研一线,潜心研究列车脱轨机理和控制技术,完成了“长大列车”脱轨全过程分析,提出了“列车脱轨能量随机分析理论”等。2012年他进一步提出了“平稳运动稳定性分析的位移变分法”,解决了定常与非定常系统、大系统、控制系统、生态系统以及分叉系统等动力系统的运动稳定性分析问题,建立了系统平衡状态稳定性的力素增量判别准则;将上述力素准则转化为能量准则后,又提出了列车—轨道(桥梁)系统横向振动临界失稳车速计算理论。算出了我国高速铁路标准桥梁,线路(板式和双块式无砟轨道)列车运行失稳临界车速以及容许极限车速。

曾庆元对未来充满信心,真可谓“老骥伏枥,志在千里”。他说:“实现我国高速铁路安全性与经济性的协调发展还任重道远。我只想为早日实现这一目标贡献自己的的绵薄之力。”

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