大秦铁路是我国第一条双线电气化重载铁路，是我国“西煤东运”的能源大通道。2020年8月，受暴雨影响，大秦铁路曾在一周内发生两起列车脱轨事故。
　　据统计，列车脱轨引起的事故已占整个铁路运输事故的七成左右。不明原因列车脱轨的理论分析，一直是非常复杂和困难的课题，100多年来国内外都未解决。而在2005年，中国工程院院士、桥梁动力学专家曾庆元的《列车脱轨分析理论与应用》出版，一举突破了这一世界百年难题。

“土生土长”的农民院士

　　在众多有着杰出留学经历的院士中，曾庆元或许更符合一个“异类”的设定，他没有出国留学和工作的经历，学术生命、精神、成就全是在中国本土文化的沃土上形成、发展起来的。
　　1925年9月20日，曾庆元出生于江西泰和县螺溪镇三都圩乡郑洲村的一个农民家庭，为维持最起码的物质生活，曾庆元的父母常常起早贪黑劳作。
　　曾庆元读书时，教书先生发现他的记忆能力特别强，于是每天给他安排的背诵功课总是比别人多，而他每次都能按时完成，并且流利背诵。4年时间，他从没有挨过先生的“板子”，也比别的学生学得更扎实。
　　曾庆元的父亲出于尊重知识分子的传统观念，加上器重儿子学习上的天赋，坚信“惟有读书高”，纵使家境贫寒也不肯让曾庆元退学。
　　曾庆元深知家人的用心良苦和满腔期待，1946年9月，他以优异成绩考入国立中正大学（现南昌大学），并获得“甲等公费”求学资格，师从著名学者蔡方荫、王修寀、汪良一等人，主攻力学。

事业一波三折却永不言败

　　1950年7月，曾庆元从南昌大学毕业，因成绩优秀留校担任土木工程系助教。
　　1952年年初，曾庆元与10多名同系教师被派往江西向塘参加机场修建，从事测量工作。当时外出工作的物质条件十分恶劣，刚到工地的那几天，大家吃的是没油没盐的粗粮，晚上只能睡在三条板凳拼成的“床铺”上，还要承受蚊子的叮咬……
　　虽然环境恶劣，但为了完成测量工作，曾庆元常常不避风寒暑热，也不计时间早晚，甚至赤着脚上阵测量。
　　受国家高校院系调整的影响，原就职于南昌大学土木工程系的曾庆元被任命为中南土木建筑学院桥梁与隧道系结构力学教研室助教。1954年1月，他被派往哈尔滨工业大学攻读木结构硕士研究生，后转入清华大学攻读钢结构。
　　毕业后，他回到中南土木建筑学院，担任建筑结构教研组助教，但工作还未稳定，他又被下调到涟源钢铁厂参加劳动锻炼。
　　尽管遭遇了学非所用的尴尬，但习惯于在学术上韬光养晦的曾庆元选择“随遇而安”。他干劲十足，在钢铁厂技术革新上，提出了很多有效的方法，还被评为乙等光荣生产者、丙等劳动锻炼先锋。工作之余，他将时间都用在了研读钢结构方面的专业书籍上，为日后从事钢结构研究夯实了基础。
　　20世纪50年代末60年代初，长沙铁道学院成立，为了加强桥隧专业的师资力量，学院点名调入曾庆元。

　　突如其来的“换专业”让曾庆元措手不及。他原本在工业与民用建筑的房屋钢结构研究上已轻车熟路了，面对突然转向桥梁钢结构的研究与教学，他在“蒙”的同时，迅速摆正了自己的心态，将挑战化为机遇，开始了新一轮的征程。
　　他说：“到铁道学院是我一生中最大的机遇。因为当时的工民建是比较成熟的领域，要有所突破和发展很难;而铁路建设当时刚刚起步，大有发展前途。”
　　当时曾庆元腰腿有疾，行动不方便，但他还是下力气学习了许多钢桥疲劳强度、钢桥振动等钢桥知识。
　　长沙铁道学院建校伊始，百业待兴，工作环境很差。1960年秋季开学时，教学楼只建到三楼，还没有窗户，大家只好边建边用，上面的楼层照建不误，下面师生照常上课。
　　当时教室的陈设极其简陋。墙上打两颗钉子，挂上一块涂了黑漆的木板当黑板;屋里摆的课桌椅都是四处凑来的。教师们的居住条件、生活环境、科研设备也都很简陋。曾庆元身患坐骨神经痛尚未痊愈，右小腿的终身萎缩也带来了许多不便，即便如此，他还是坚持拄着拐杖上课。
　　当曾庆元准备重振旗鼓，在教学、科研上取得新的突破的时候，工作受到了当时社会形势影响，进度缓慢。学生停课、停学，他就利用这块完整而大量的时间，躲进三尺小屋，偷偷读书，把原来在清华读研时收藏的书又好好地重读了一遍。这期间，他将符拉索夫、柏拉希、铁摩辛柯的力学理论精髓，愈加深入理解并熟练运用，
　　他说：“那几年反倒让我安安靜静读了不少书，理论上提高了不少。”

厚积薄发筑起安全屏障

　　1976年，长沙铁道学院到九江长江大桥工地开门办学。九江长江大桥位于赣、鄂、皖三省交界处，是我国当时规模最大的一座公、铁两用桥，正桥三大主跨有三个弧形拱圈伸出公路面，共11孔钢梁，最大跨度为216米，创我国铁路桥跨度之最。
　　九江长江大桥的建造涉及很多力学知识，这对参与九江长江大桥建设的曾庆元来说十分重要。
　　当时设计院的工作人员在现场对一个40米混凝土简支梁的扭转计算产生了分歧，曾庆元帮他们进行了重算。他在自己创立的桁梁空间分析法的基础上，又提出一种箱形梁计算的板梁框架法，算出了该箱梁在自重下“三条腿”时的最大扭曲拉应力和最大竖向位移，还撰写了论文《薄壁箱形梁在偏载作用下的计算》。 　　曾庆元算出的九江长江大桥引桥40米箱形梁约束扭转应力及位移的正确值，与1977年该梁原型试验值非常接近，这个精度让在场的专家们心服口服。
　　1978年，该成果在铁道部科学大会上获得两项奖，但奖项下却既没有长沙铁道学院的名字，也没有曾庆元的名字。曾庆元对此却并不十分在意，“对于我而言，只要解决了实际问题，就是最好的奖励，只要方法对头，计算准确，我就无比欣慰”。
　　1978年11月，53岁的曾庆元被聘为副教授，开始招收研究生。他认识到，带研究生需要有稳定的研究方向。于是经过一番深思熟虑后，他最终确立了“车桥振动”作为自己和他的学术研究团队的研究方向。
　　随着中国铁路事业快速发展，列车出轨的事故时有发生。作为一名从事桥梁方面研究的学者，曾庆元深知自己的责任与使命。
　　他曾多次告诉学生，要多关注桥梁建造方面的负面信息，找出事故发生的原因，从而及早杜绝。
　　曾庆元知道研究“车桥振动”的终极目的是要解决列车脱轨的问题。他争取在最短的时间内弄到了国内外关于桥梁建造方面发生的事故资料，旋即着手分析、研究。
　　1997年，他指导博士生向俊做有关列车脱轨问题的博士论文。这一年，曾庆元已经72岁高龄了。
　　他带着20多个“追梦人”克服科研经费不足、经验不足等困难，北上沈阳，南下广州，东至上海，西达贵阳，大量收集、分析事故资料，用自己设计的有效数学模型，在计算机上分析，并进行了实车测试，构建出了全新的“列车脱轨能量随机分析理论”。
　　这一理论不仅圆满地解釋了以往脱轨事故中无法解释的复杂原因，而且能准确预测列车是否脱轨，可以及时采取相应的防范措施，可信度在99%以上，就这样，困扰铁路运输100多年的世界难题被曾庆元攻克了。
　　同年，铁道部科技司在长沙组织召开了这套列车脱轨分析理论与应用研究的专家会议。
　　鉴定意见为“课题组实现了列车脱轨分析理论的重大突破，本理论研究成果为原始创新，达到了国际领先水平，具有很高的实用价值和广阔应用前景，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”。
　　2016年6月3日，曾庆元因病医治无效逝世，享年91岁。
　　漫长的学术研究道路上，曾庆元不为名利，不畏艰难，万里铁路“走单骑”，致力于铁路桥梁振动与稳定的研究，直至攻破列车脱轨的世界级难题。
　　虽没有大桥因他拔地而起，但他30年来的学术成就对未来铁路桥梁的建设提供了指导，为无数的生命与财产安全筑起了一道坚实屏障。

　　曾庆元：桥梁动力学专家，中国工程院院士
　　语录：
　　“做脱轨，这个是国家重大需求，铁路上的头等大事。”
　　“只要解决了实际问题，就是最好的奖励。”
　　◎ 来源|采集工程项目办公室/中国科协创新战略研究院