1999年当选院士之后,74岁高龄的曾庆元选择“从头开始”,将自己的研究向纵深发展,向百年来列车脱轨分析的世界级难题发起挑战。
一直以来,曾庆元致力于桥梁结构振动与稳定研究。1996年,铁道部着手既有铁路线提速研究,发现不少上承式简支钢板梁桥侧向晃动剧烈,大大超出了我国桥梁检定规范规定的允许值。桥梁车振问题成了列车提速最大的“瓶颈”问题之一。
这一年,曾庆元带领团队成员加紧研究车桥振动理论,撰写了一批标志性论文,预测了列车过桥时车桥系统的空间振动响应,与国内外实测结果及实践经验接近,具有巨大的经济效益与社会效益。
2006年1月,曾庆元在研读专业名著
据统计,列车脱轨事件占整个铁路运输事故的7成左右,且伤亡损失巨大,但关于列车脱轨的原因在当时的国内外都是未解之谜。
1997年的一天,曾庆元的博士生向俊问他:“我的博士论文做什么题目呢?”曾庆元心想列车脱轨问题要解决,研究生的论文方向待确定,何不一箭双雕!于是他毫不迟疑地回答说:“做脱轨,这个是国家重大需求,铁路上的头等大事。”
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。为了验证这套理论的正确性,曾庆元又带着学生计算了21例长大列车是否脱轨,计算结果都与实际情况一致。
就这样,曾庆元师生共同构建出的这套理论不仅揭示了困扰世界铁路界的列车脱轨原因,并且能准确判断出列车是否存在脱轨的可能,以便采取进一步的措施。他们解决了7座横向振幅超限桥梁的行车安全性分析问题,解 决了武汉长江天兴洲大桥、武广客运专线胡家湾特大桥和衡阳湘江特大桥上列车脱轨控制问题。
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。”
2005年,曾庆元学术研究团队课题组总结列车脱轨分析的研究成果,出版了专著《列车脱轨分析理论与应用》,为制定预防脱轨措施及标准提供了理论依据,可供线桥设计和规范修订参考。
曾庆元编著的《列车脱轨分析理论与应用》
2016年6月3日,曾庆元因病医治无效在中南大学湘雅二医院逝世,享年91岁。如今,在列车不断提速的时代,曾庆元的成果依旧守护着千万里铁路线上旅客的乘车安全。
曾庆元
(1925.10-2016.6)
桥梁动力学专家
文:采集工程项目办公室/中国科协创新战略研究院
资料来源:
1.《曾庆元研究报告—大器晚成》,老科学家学术成长资料采集工程
2.《曾庆元:让列车跑得更快更稳》,科技导报
3.《曾庆元:新中国铁路桥梁和列车安全工程建设的幕后英雄》,科普中国
4.本文图片来源于老科学家学术成长资料采集工程
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