当复兴号以350公里的时速御风驰聘
跨越大江大河的铁路桥梁稳如磐石
亿万旅客的平安旅途背后
是一位学界脊梁倾尽一生的默默守护
他以力学为刃
剖开桥梁振动的百年谜团
以理论为盾
筑牢中国铁路防脱轨的安全壁垒
他,就是曾庆元
曾庆元在办公室
来源|中国科学家博物馆
1987年,一项至关重要的研究任务落在了曾庆元的肩头。
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,他以缜密推演精算和独创的理论,为大桥的整体设计提供了关键的科学依据。
曾庆元在长沙铁道学院科研实验
来源|中国科学家博物馆
然而,科学结论的落地伴随着质疑和考验。
1990年初,大桥施工正如火如荼、全线推进之际,一封业内的质疑信被送到了国务院,信件直指大桥钢梁横向刚度计算或有误,如不改变设计,建成后可能导致“桥毁人亡”。
“桥毁人亡”四字重如千钧,令这项关系国家南北大动脉的关键工程骤然陷入被全盘审查、甚至停工的重压之中。
彼时,大桥的桥墩已全部竣工,大部分钢梁构件也已预制完成。一旦停工或返工,国家将蒙受上亿元的经济损失,这条关键交通干线的贯通也将变得遥遥无期。
危急关头,铁道部与国际工程咨询公司几乎同时组织了高规格的专家论证组,双线独立核验、层层把关。
经过专家组反复精密验算,对标全球通用工程规范层层比对核查,两个专家组先后独立得出了相同的结论:曾庆元的计算是正确的,该桥钢梁横向刚度能充分保证列车安全平稳运行,原设计无需改变。
1995年,九江长江大桥开展实车振动试验,测得的数据曲线与曾庆元多年前的理论预测高度吻合,如同为这场“生死诊断”提交了一份完美的实践答卷。
曾庆元与学生在桥梁模型试验现场
来源|中国工程院官网
然而,驯服了桥梁的“晃动”,只是赢得了上半场。
在曾庆元心中,另一个更危险、更隐蔽的“幽灵”——列车脱轨,始终如同达摩克利斯之剑,高悬于中国铁路飞驰的梦想之上。
这个念头,自1972年他系统接触列车-桥梁动力学时,便已深埋心底。
1999年,时年74岁的曾庆元当选中国工程院院士。纵使年逾古稀、功有所成,他依旧初心不改,将重心放在这项世纪难题上,并叮嘱学生:“做脱轨,这个是国家重大需求,铁路上的头等大事。”
曾庆元与博士生
来源|中国科学家博物馆
自此,他带领团队重返科研“无人区”。
他们收集了大量国内外研究背景资料,在对引起列车脱轨的主要因素、评判标准、试验和研究进展进行全面了解的基础上,成功模拟出了列车脱轨的全过程,建立了一套列车-桥梁(轨道)系统横向振动稳定性及列车是否脱轨的分析理论。
2002年,在北京举办的“铁路高新技术国际学术报告会”上,这项成果一经发布,便引起轰动。
它不仅能穿透迷雾,科学解释以往事故中诸多匪夷所思的诱因,更能前瞻性地预测风险,实现了从“事后解读”到“事前预防”的根本性跨越。
在中国高铁蓄势腾飞、时代浪潮呼啸而至的前夜,曾庆元以数十年深耕与坚守,为中国高铁筑牢了守护安全的理论“金钟罩”,为我国铁路高速发展铺就了安稳坚实的科学根基。
科学家简介:
曾庆元(1925年9月—2016年6月3日),中国共产党优秀党员,中国工程院院士、桥梁工程动力学专家。
曾庆元长期从事桥梁结构振动与稳定的教学和研究,创立列车—桥梁时变系统横向振动分析理论 ,解决了九江长江大桥、芜湖长江大桥等铁路桥梁横向刚度分析问题。创立了列车脱轨能量随机分析理论,为中国高速铁路和重载铁路的安全运营奠定了坚实的理论基础。
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