根据Timoshenko梁理论及车辆-轨道耦合动力学理论考虑剪切变形所引起的转动惯量，建立轴向载荷作用下无砟轨道钢轨振动有限元模型。并在理论分析的基础上,通过建立的实验模型对不同温度力作用下钢轨振动特性进行了实验研究。结果表明，所建立的理论模型能够比较准确地反映无砟轨道钢轨在温度力作用下的主要振动特征，以及温度力和振动特征之间的关系。对应用振动特性研究无砟轨道钢轨的温度力和评估轨道安全可靠性有一定的指导意义。