本发明公开了一种支重轮立体载荷施压装置及施压方法，涉及支重轮施压机技术领域。包括底座、顶板、第一驱动件、前轴、压台、丝杆升降机、第二驱动件、横向驱动件、竖向驱动件、压杆、抵压头和控制器，所述底座顶端固定有两个支撑箱，前轴滚动连接在两个支撑箱之间，前轴的轴体上固定有两个前导轮。本发明设置有轴向施压件和立体载荷施压机构，通过轴向施压件对支重轮的侧板形成挤压力，通过立体载荷施压机构对支重轮的一侧轮缘施加倾斜于支重轮轴线的力，因另一侧后导轮只对支重轮进行支撑，从而使轮缘始终受到剪切力，符合支重轮实际受力情况，轴向力及剪切力形成了对支重轮的立体载荷，模拟了实际工况，提高检测准确性。