空中轨道交通系统(简称空轨)是一种悬挂式单轨交通系统,车辆位于轨道梁的下方运行。空轨结构几何特征较多,在有限元建模中如果采用实体模型,计算效率会很低。本文以简化计算为出发点,采用壳单元建模、多尺度方法、子模型方法和子结构方法对空轨结构进行简化,比较不同方法的精度和效率。其次,采用移动荷载模拟列车行驶过程中对空轨结构的影响。首先,为简化计算,将空轨结构有限元模型合理性选择作为出发点,采用精细建模、壳单元建模、多尺度方法、子模型方法和子结构方法对一段典型的空轨结构进行了数值模拟和结果对比分析。结果表明:壳单元建模可大幅度提高计算效率,但误差相对较大。运用子结构方法和多尺度方法对空轨结构进行简化计算可以实现精度和效率的平衡,而子模型方法在提取边界处结果会有很大的误差,距边界较远的区域可以达到很高的精度,并节约计算时间。其次,在ABAQUS中将列车荷载以移动荷载的形式通过Dload子程序添加,分析列车荷载在移动过程中对空轨结构产生的跨中挠度、梁端剪力和弯矩、柱轴力等结果的影响。结果表明:列车行驶至轨道梁跨中时,其挠度达到最大,单侧通车时,跨中挠度最大。列车荷载作用方式对柱轴力达到最大值时列车的位置影响不大,当列车作用于跨中时中柱轴力最大,列车作用于边柱所在一侧梁跨中时,边柱轴力达到最大值。当空轨结构双侧同向通车或双侧反向通车时,中柱轴力最大。当双侧同向通车时,边柱轴力最大。在列车荷载接近跨中位置时,梁端剪力和弯矩达到最大值。