院深造，以優異成績獲得工學博士學位。他的博士論文《框架結構的次應力》很有科學創見，令專家、教授大為讚許，後來被稱為“茅氏定律”。有人勸他留在美國工作，日後必定成就輝煌，幸福一生。可茅以升並不這麼為自己著想，他認為：“雖然科學沒有祖國，科學家卻是有祖國的！我是中國人，我的祖國更需要我！”
1919年12月，茅以升毅然回到祖國。由於他才能出眾，立即受到多方聘請，先任東南大學教授兼工科主任，後被聘為河海工科大學校長，接著又被請去擔任北洋大學工學院院長，他以他雄厚的建築學識和高超的管理才能，勤勤懇懇地為培養建築人才和開拓建築事業，製訂藍圖，竭儘心力。
幾十年裡，他設計建造過無數大橋，在河流之上鋪架了一條條美麗的“彩虹”。洶湧澎湃的錢塘江上的大鐵橋，是他設計並領導施工的；雄偉的武漢長江大橋，也是他負責指揮、設計和施工的。巍巍大橋，傾注著他辛勤勞動的汗水。他成為我國數一數二的橋梁專家，為我國的橋梁建造事業貢獻了畢生的力量。
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