桥梁动力学专家 中国工程院院士 中南大学教授、博士生导师—曾庆元
—破解列车行驶脱轨的百年世界难题
曾庆元，男，汉族。1925年出生,江西省泰和县人。中共党员。1950年毕业于南昌大学，1956年清华大学土木钢结构研究生毕业。
  曾庆元教授长期从事桥梁结构振动与稳定（1. 列车脱轨分析与防止；2. 提速与高速列车运动的安全性与平稳性；3. 离婚前规则方婷桥梁结构非线性与极限承载力。1. 高强性能混凝土及其构件基本性能；2. 混凝土耐久性与损伤破坏理论）的教学和研究。创立了一套崭新的列车一 桥梁时变系统横向振动分析理论，其研究理论、研究方法和研究成果达到国际领先水平；提出了大跨度斜拉桥局部与整体相关屈曲极限承载力分析理论及刚构架、系杆拱桥、板桁组合结构桥梁的
极限承载力分析理论、列车-轨道时变系统横向振动分析理论及高速无缝线路轨道结构横向动力稳定性分析理论。他提出的弹性系统动力学总势能不变值原理是对动力学理论的重大改进及对Hamilton变分原理的重要补充；提出的形成系统矩阵的“对号入座”法则是对结构矩阵分析的本质变革，具有重要的实用价值。先后获詹天佑成就奖，两次获国家科技进步奖，多次获省、部级奖励。
  曾庆元教授1999年11月当选为中国工程院院士。现任中南大学教授、博士生导师。
曾庆元，桥梁动力学专家，中国工程院院士。长期从事桥梁结构振动与稳定的教学和研究。创立了列车一桥梁时变系统横向振动分析理论，并在实践中得到了验证。提出了弹性系统动力学总势能不变值原理及系统运动稳定性的总势能判别准则，对经典动力学理论作了重要补充，为铁路桥梁工程向大跨、高速发展做出重大贡献。
个人履历
  曾庆元，1956年清华大学研究生毕业。现任中南大学土建学院教授，博士生导师。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。其中弹性系统动力学总势能不变值原理是对动力学理论的重大
改进及对Hamilton变分原理的重要补充；形成系统矩阵的“对号入座”法则是对结构矩阵分析的本质变革，具有重要的实用价值。他创立了一套崭新的列车-桥梁时变系统横向振动分析理论，解决了九江长江大桥、提速高速铁路桥梁等百多座桥梁的横向刚度分析问题及桥梁加固计算问题，1998年被铁道部鉴定为国际领先水平。最近8年，创立了一套列车脱轨分析理论，2005年5月被铁道部鉴定为“实现了列车脱轨分析理论的重大突破，研究成果为原始创新，达到了国际领先水平，具有很高实用价值和广阔应用前景”。提出了桥梁局部与整体相关屈曲极限承载力分析理论，解决了多座桥梁极限承载力的分析问题。发表论文近百篇，专著3本。指导博士生30名，硕士生16名。先后获詹天佑成就奖，两次获国家科技进步奖，多次获省、部级奖励。
  1999年当选为中国工程院院士。
人物生平
  曾庆元，1925简恺乐个人资料年10月20日生于江西省泰和县罗溪乡郑洲村一户纯朴敦厚农民家庭，家境贫寒。他8岁起读私塾4年，表现出聪颖的天资和超常的记忆。通读了论语、孟子、左传、诗经、古文观止等十余部古籍。深得父母哥哥喜爱及族人和亲戚支持，竭尽全力，供他上
学。上了两年小学，进入泰和县立初级中学，成绩一直名列前茅，尤以数学成绩突出，当时就自学了范氏大代数。1943年进入江西吉安国立十三中高中部学习。1946年考入江西南昌国立中正大学（现南昌大学）土木系。1950年毕业留校任助教。1953年院系调整，来到长沙中南土建学院桥梁隧道系。同年底被高教部派往哈尔滨工业大学当研究生学木结构，因前苏联专家未到，学了半年俄语后，于1954年8月被高教部调为清华大学土木系研究生，师从前苏联专家学钢结构，1956年7月研究生毕业后回中南土建学院。其间除学习钢结构及其有关课程外，还着重学习了弹性力学，弹性稳定、薄壁结构扭转及空间结构分析理论，金属结构屈曲强度、结构动力学，并完成了跨度100米的飞机库圆柱网壳屋盖结构的毕业设计，为其后发展奠定了坚实宽广的理论基础。
  曾庆元爱党爱国，坚持四项基本原则，师德高尚，受到同行专家赞许，于1988年加入了中国共产党。1989年，被铁道部授予“铁道部优秀教师”称号。1991年，被评为“九横六竖是什么字湖南省普通高等学校科技先进工作者”，被国家教委、人事部评为“全国优秀教师”，被铁道部授予“全国铁路优秀知识分子”称号，并享受政府特殊津贴。1999 卫生巾什么牌子好年11月被选为中国工程院院士。著名桥梁专家李国豪两院院士2000年2月24日致信于他说：“祝贺你当选中国工程院院士，你多年从事铁路桥梁振动研究，取得了很好成果，当之无愧。”
  曾庆元虽然对桥梁振动和稳定分析理论作出了重大的、创造性的成就和贡献，但他不满足于已有成就，继续追求科技创新，为铁路建设服务。近年来，在发展车桥系统振动分析理论的同时，着手研究列车脱轨分析理论。已提出列车脱轨能量随机分析理论，与博士生们一道实现了列车脱轨全过程分析，提出了一套预防列车脱轨的思想，正在大力实现中。
成就及荣誉
  1956年8月，曾庆元回到中南土木建筑学院营建系，讲授工民建专业钢结构课程，并研究厂房钢结构变截面柱自由长度计算方法。基于初参数法及弹性稳定理论，他提出了三节柱（两次变截面阶梯柱）自由长度系数计算式及考虑空间工作厂房柱自由长度计算法，被当时武汉中南工业建筑设计院采用，写成论文《用初参数法求厂房柱的自由长度》，发表于1957年第2期中南土建学报。
  1960年8月长沙铁道学院刚建院，曾庆元调往该院讲授桥梁隧道及铁道工程专业钢结构及木结构课程，并任建筑结构教研室副主任。从此，他走上了铁路桥梁振动和稳定的教学与研究道路。1961年至1971年间，他在教学之余，研究了钢结构疲劳及桥梁竖向振动。1963年写出论文《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
方程式、疲劳破坏条件一般性方程式、构件应力集中截面疲劳破坏条件方程式及构件应力集中截面疲劳强度的计算方法。但限于当时试验及设备等客观条件，他不得不终止对钢结构疲劳研究，转向对桥梁车振的研究。1964年，他写出了《钢连续梁桥竖向振动近似计算》的论文，基于达朗培尔原理及虚位移原理，提出了连续梁桥自振频率及振动位移计算式。
  1972年铁道部大桥工程局组织钢桥振动研究组，以成昆线192米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与内力分布，他有幸与著名桥梁专家李国豪院士一道应邀参加作理论分析。写出了《简支下承桁梁桥偏载变位、内力及自由振动计算方法》及《504桥模型（33.33厘米桁宽）偏载变位、内力及自由振动计算》两篇长篇论文，计算结果与桥梁研究所模型实测结果很接近。这一成果开创了解析法桁梁空间分析的范例。
  1976年，长沙铁道学院铁道工程系组织教育革命实践队在九江长江大桥工地进行开门办学，令曾庆元当事务员，承担实践队总务工作。当时大桥局设计院在现场设计引桥的40米单箱双室预应力混凝土简支梁。有一单位在现场作该梁扭转计算，得出该梁端隔墙在自重
下“三条腿”时最大扭曲拉应力达124kg/cm。主管的设计工程师提请实践队作该箱梁偏载计算。领导将此任务分配给他。他在前述桁梁空间分析方法的基础上，提出了薄壁箱形梁计算的板梁框架法，算出该箱梁端隔墙在自重下“三条腿”时的最大扭曲拉应力为26kg/cm，最大竖向位移为2.6毫米。1997年现场实测，结果与他上述计算很接近。表达对祖国的祝福语句1978年铁道部科学大会上该梁扭转研究成果获得了两项奖励，虽然没有他个人及长沙铁道学院的名字，但计算的准确令他欣慰。
  1979年冬，他应邀与铁道部第四勘测设计院合作计算京广复线武水大桥预应力变截面单箱双室混凝土连续梁桥的扭转。著名桥梁专家李国豪院士1979年夏提出了桥梁梁段有限元分析理论。应用梁段有限元法计算该桥扭转，遇到桥梁端隔墙及横隔板如何考虑的问题。曾庆元基于前述薄壁箱梁计算的板梁框架法，分别计算梁段单元畸变和扭转的弹性应变能及荷载位势，并在由势能驻值原理得出平衡方程时保留位移参数的一阶变分，从而得出形成矩阵的“行”“列”交叉规则，他定名为“对号入座”法则。很显然，它与一般有限元分析中的计算机编码法有本质区别，任何复杂系统的刚度矩阵及荷载列阵都可由此法则简便建立。这一法则使结构矩阵分析发生了质的变革，具有重要实用价值。
  1978年我国恢复研究生招生制度，这年曾庆元晋升为副教授，并指导研究生，讲授“结构动力学”及“结构稳定理论”两门学位课程。同时，他也选择桥梁车振为今后的研究方向。桥梁车振已研究一百多年，竖向振动已基本解决，横向振动国内外研究不多。主要问题是列车桥梁系统空间振动方程的建立、横向振动激振源的确定、桥梁车振的随机分析、桥梁横向及竖向刚度的分析等。他以崭新的思想经过近20年与研究生们共同研究，实现了重大的理论突破。基于达朗培尔原理及虚功原理，他提出了“弹性系统动力学总势能不变值原理”及形成动力矩阵的“对号入座”法则。由此原理和法则，他简便地建立了“列车-桥梁时变系统（以下简称此系统）空间振动矩阵方程”，避免了国内外分别建立车桥振动方程时横向振动方程解的唯一性无保证的问题。基于“弹性系统动力学总势能不变值原理”，他提出了“弹性系统运动稳定性的总势能判别准则”，按此准则的计算结果与经典解吻合，但计算远比经典方法简便，因而对经典动力学理论作了重要补充。
  曾庆元用这一套理论解决了九江、芜湖长江大桥、广深准高速铁路石龙大桥、提速线路桥梁、高速铁路桥梁（方案）等50多座桥梁的横向刚度分析问题，及10多座钢板梁桥的加固计算问题，取得一定经济效益和社会效益。
  1987年，曾庆元受铁道部大桥工程局委托，主持研究九江长江大桥拱-桁组合体系钢桥的动力特性及横向刚度，1989年完成研究，结论为该桥具有足够的横向刚度。以后因有人对该桥横向刚度问题提出异议，国务院曾责成国际工程咨询公司组织专家组审查论证，也作出了相同的结论。1994年该桥建成，1995年进行列车试验，试验结果为该桥横向刚度优越，与按他的理论计算的结果吻合。实践是检验真理的唯一标准，大桥通车至今列车安全走行，其安全性与舒适性为优良。
主要论著
  1 曾庆元.用初参数法求厂房柱的自由长度.中南土建学报，1957（2）
  2 曾庆元.桁梁侧倾稳定计算的探讨.桥梁建设，1979（4）
  3 曾庆元.薄壁箱形梁计算的板梁框架法.铁道学报，1981，3（2）
  4 曾庆元.三跨连续变截面薄壁双室箱形梁计算的有限元法.长沙铁道学院学报，1981（2）
  5 曾庆元.拱桥侧倾稳定计算的有限元法.长沙铁道学院学报，1982（2）
  6 曾庆元.薄壁梁和柱极限荷载的空间分析法，长沙铁道学院学报，1987（3）
  7 曾庆元，杨平.形成矩阵的“对号入座”法则与桁梁空间分析的桁段有限元法.铁道学报，1986，8（2）
  8 曾庆元，田志奇，杨毅，杨平.桁梁行车空间振动计算的桁段有限元法.桥梁建设，1982（4）
  9 曾庆元.关于铁路桥梁的刚度问题.长沙铁道学院学报（桥梁专辑），1991.
  10 曾庆元，朱汉华，陈淮，张麒.列车-桥梁时变系统横向随机振动分析与构架人工蛇行波.中国铁道学会桥梁工程委员会学术交流会论文集，1991.
  11 曾庆元，张麒.铁路钢析梁桥横向刚度限值研究.全国桥梁结构学术大会论文集，1992.
  12 曾庆元，杨毅，骆宁安，江锋，张麒.列车-桥梁时变系统横向振动分析.铁道学报，1991，13（2）大庆市中考成绩查询
  13 曾庆元，骆宁安，江锋.桥上列车横向摇摆力的初步研究.桥梁建设，1990（1）