曾慶元 - 人物簡介
曾慶元(1925.10.20 -)，橋梁動力學(xué)專家。出生于江西省泰和縣原籍，1956年清華大學(xué)研究生畢業(yè)�，F(xiàn)任中南大學(xué)土建學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。
曾慶元教授長期從事橋梁結(jié)構(gòu)振動與穩(wěn)定的教學(xué)和研究。創(chuàng)立了一套嶄新的列車一 橋梁時(shí)變系統(tǒng)橫向振動分析理論，其研究理論、研究方法和研究成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平；提出了大跨度斜拉橋局部與整體相關(guān)屈曲極限承載力分析理論及剛構(gòu)架、系桿拱橋、板桁組合結(jié)構(gòu)橋梁的極限承載力分析理論、列車-軌道時(shí)變系統(tǒng)橫向振動分析理論及高速無縫線路軌道結(jié)構(gòu)橫向動力穩(wěn)定性分析理論。他提出的彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理是對動力學(xué)理論的重大改進(jìn)及對Hamilton變分原理的重要補(bǔ)充；先后獲詹天佑成就獎，兩次獲國家科技進(jìn)步獎，多次獲省、部級獎勵。
曾慶元 - 破解列車行駛難題
困擾鐵路運(yùn)輸100多年的世界難題（列車脫軌），被曾慶元攻克。實(shí)車測試，預(yù)防脫軌有99％以上的把握，通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)測證后，將在全國推廣應(yīng)用。
曾院士突破了以往國內(nèi)外研究中把列車和軌道分開考慮，只注重研究輪軌接觸力的傳統(tǒng)理論，把列車和軌道作為一個(gè)整體系統(tǒng)來分析，提出彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理及形成矩陣的“對號入座”法則，簡便地建立了列車和軌道系統(tǒng)空間振動方程組。
脫軌是車輛劇烈橫向振動的結(jié)果。曾院士發(fā)現(xiàn)，在不考慮風(fēng)的作用下，列車和軌道系統(tǒng)的橫向振動由軌道不平順、輪軌的缺陷、車輛部件制造誤差、車輛質(zhì)量及載重偏離中心等因素引起，屬于自己激發(fā)的力。系統(tǒng)橫向振動自激力作為功成為輸入系統(tǒng)的橫向振動的能量，當(dāng)系統(tǒng)橫向振動達(dá)到其最大振動時(shí)，就會發(fā)生脫軌。于是曾院士和他的學(xué)生在鐵路干線上大量實(shí)測客貨車、機(jī)車在各種車速下的構(gòu)架蛇行波（如同沙漏擺動時(shí)在地面留下的痕跡），截取每公里波形圖為一個(gè)樣本，分別按直線和曲線統(tǒng)計(jì)各樣本的標(biāo)準(zhǔn)差，由工程概率分析辦法，得出具有99％概率水平的輸入能量標(biāo)準(zhǔn)差與車速的關(guān)系曲線，從而算出系統(tǒng)橫向振動最大值。它包括了所有引起系統(tǒng)橫向振動的影響，反映了不同輪軌接觸狀態(tài)的作用，因此相當(dāng)精確。
曾院士和學(xué)生們已做了幾萬公里的實(shí)車試驗(yàn)，成功模擬出了由一輛機(jī)車加29輛車廂組成的列車在500米長的線路上運(yùn)行時(shí)的脫軌全過程，設(shè)計(jì)出了一套計(jì)算列車脫軌系數(shù)的計(jì)算機(jī)軟件，并根據(jù)有關(guān)方面提供的數(shù)據(jù)，運(yùn)用該軟件計(jì)算了4列列車的運(yùn)行情況，其中兩列脫軌，兩列不脫軌，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際吻合，模擬曲線圖與實(shí)際曲線圖接近。
曾慶元 - 研究方向
曾院士下一步的目標(biāo)是做更多的實(shí)車試驗(yàn)，完善這一理論，并根據(jù)實(shí)際情況，提出預(yù)防脫軌的標(biāo)準(zhǔn)，包括軌道技術(shù)參數(shù)和車輛技術(shù)參數(shù)。
國內(nèi)外對列車脫軌問題的研究多是定性分析，不能模擬列車脫軌全過程，更談不上從理論上闡明列車脫軌的機(jī)理。曾院士的研究無疑是一項(xiàng)重大創(chuàng)新。曾院士的預(yù)防脫軌標(biāo)準(zhǔn)確立后，不但能最大限度地減少脫軌，而且能保證和促進(jìn)列車的進(jìn)一步提速，實(shí)現(xiàn)鐵路建設(shè)“安全、多拉、快跑”的多項(xiàng)戰(zhàn)略目標(biāo)。
隨著列車不斷提速，京廣、京通線的多座橋梁振幅超限，有可能存在安全隱患，要不要拆除重建？一直苦于缺乏科學(xué)依據(jù)而無法決斷。后經(jīng)曾慶元仔細(xì)測算，京廣線上的4座橋梁雖然振動較大但并無安全隱患，而京通線上的兩座橋梁只需限速行駛即可，共有6座橋梁無需重建。有人算了一筆賬，按每座鐵路橋1000萬元的平均成本計(jì)算，此舉節(jié)約費(fèi)用6000萬元左右。
曾慶元 - 成果
曾慶元提出了彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理、形成系統(tǒng)矩陣的“對號入座”法則、及彈性系統(tǒng)運(yùn)動穩(wěn)定性的總勢能判別準(zhǔn)則。創(chuàng)立了一套嶄新的列車-橋梁時(shí)變系統(tǒng)橫向振動分析理論，解決了九江長江大橋、提速高速鐵路橋梁等百多座橋梁的橫向剛度分析問題及橋梁加固計(jì)算問題。1998年被鐵道部鑒定為國際領(lǐng)先水平。
曾慶元利用8年的時(shí)間，創(chuàng)立了一套列車脫軌分析理論，2005年5月被鐵道部鑒定為“實(shí)現(xiàn)了列車脫軌分析理論的重大突破，研究成果為原始創(chuàng)新，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，具有很高實(shí)用價(jià)值和廣闊應(yīng)用前景”。提出了橋梁局部與整體相關(guān)屈曲極限承載力分析理論，解決了多座橋梁極限承載力的分析問題。
曾慶元發(fā)表論文近百篇，專著3本。指導(dǎo)博士生30名，碩士生16名。1999年當(dāng)選為中國工程院院士。
