Testindo – Penerapan Structural Health Monitoring System (SHMS) pada jembatan bentang panjang menggunakan berbagai jenis sensor seperti seperti accelerometer, strain gauge, dan GNSS untuk memantau perilaku struktur secara real-time. Bagaimana cara monitoringnya ? dan data apa saja yang dihasilkan dari SHMS ini ?

Jembatan bentang panjang (seperti jembatan cable-stayed, gantung, atau pelengkung) harus menahan beban ribuan kendaraan, terpaan angin kencang, perubahan suhu yang ekstrem, hingga getaran halus dari aktivitas seismik di bawahnya. Kerusakan seperti retak mikro di dalam struktur beton, korosi pada kabel baja bagian dalam, atau penurunan tegangan pada tendon tentu tidak bisa terlihat secara langsung oleh mata.

Itulah mengapa inspeksi secara visual saja tidak cukup, perlu dilakukan pengujian SHMS (Structural Health Monitoring System). Melalui pengujian SHMS ini, kesehatan struktur jembatan bentang panjang bisa dimonitoring secara real-time sehingga setiap potensi kerusakan bisa langsung terdeteksi dan bisa segera dilakukan tindakan perbaikan.

Pengujian SHMS pada jembatan ini mengacu pada beberapa ketentuan pemerintah seperti 24/SE/M/2015 tentang Pedoman Perencanaan Sistem Monitoring Kesehatan Struktur Jembatan dan SOP/UPM/DJBM-200 Tahun 2024, Standar Operasional Prosedur Pengelolaan Sistem Monitoring Kesehatan Struktur (SMKS) Jembatan Khusus

Penerapan SHMS pada Bagian Struktur Jembatan Bentang Panjang untuk Dimonitoring

Pada jembatan bentang panjang (seperti jembatan gantung atau cable-stayed), terdapat beberapa bagian struktural yang memikul beban paling berat dan rentan terhadap degradasi. Bagian-bagian inilah yang menjadi fokus utama pemasangan sensor SHMS:

Kabel Utama (Main Cable) dan Kabel Pendukung (Hangers / Stay Cables)

Kerawanan: Merupakan elemen penopang utama yang paling vital. Kabel-kabel ini rentan terhadap kelelahan material (fatigue) akibat kombinasi beban lalu lintas terus-menerus, fluktuasi suhu, serta korosi dari lingkungan luar (terutama di dekat laut). Putusnya atau mengendornya salah satu kabel dapat memicu redistribusi beban yang fatal bagi keseluruhan jembatan.

Monitoring SHMS: Menggunakan cable tension meter, vibrating wire sensor, atau strain gauge untuk memantau besar tegangan (tension force) pada setiap untaian kabel secara berkala.

Pylon atau Menara Utama (Towers / Pylons)

Kerawanan: Pylon menanggung beban tekan vertikal yang masif dari seluruh bentang jembatan sekaligus menerima beban lateral yang besar akibat terpaan angin kencang atau gaya gempa. Bagian pangkal dan sambungan pylon adalah titik konsentrasi tegangan tinggi.

Monitoring SHMS: Dipasangi accelerometer untuk memantau frekuensi getaran alami serta sensor GNSS/GPS presisi tinggi di puncaknya untuk mendeteksi lendutan atau kemiringan horizontal akibat gaya angin.

Gelagar Utama / Dek Jembatan (Main Girder / Deck)

Kerawanan: Dek jembatan adalah area di mana kendaraan melintas secara langsung. Bagian ini rentan mengalami lendutan (deflection) berlebih, keretakan pada struktur beton, atau kelelahan sambungan las pada struktur baja akibat beban dinamis kendaraan berat yang melebihi kapasitas (overloading).

Monitoring SHMS: Dipasangi strain gauge untuk mengukur regangan lentur, accelerometer untuk memantau respons dinamik (getarad and redaman), serta sensor perpindahan untuk mengawasi besarnya lendutan di tengah bentang.

Bridge Bearings dan Expansion Joints

Kerawanan: Komponen ini berfungsi menahan beban sekaligus mengakomodasi pergerakan alami jembatan akibat pemuaian suhu atau rotasi lendutan. Jika perletakan macet atau rusak, gaya geser ekstrem akan tersalurkan ke struktur bawah dan merusak pilar.

Monitoring SHMS: Dipasangi displacement transducer atau sensor jarak untuk memastikan pergerakan ekspansi dan kontraksi jembatan berjalan sesuai batas normal desain.

Pondasi dan Pail (Piers / Substructure)

Kerawanan: Terletak di dalam air atau tanah, pondasi rawan mengalami gerusan (scouring) pada dasar sungai/laut akibat aliran air yang deras, yang dapat menurunkan daya dukung tanah secara drastis tanpa terlihat dari atas.

Monitoring SHMS: Menggunakan sensor kemiringan (inclinometer) pada pilar dan sensor khusus bawah air seperti piezometer dan water level untuk memantau stabilitas struktur bawah.

Penerapan SHMS pada Bagian Struktur Jembatan Bentang Panjang

Implementasi Structural Health Monitoring System (SHMS) pada jembatan bentang panjang menggunakan empat sistem yang saling terintegrasi, yaitu : Sensor, Data Acquisition (DAQ), Transmisi, dan Pengolahan Data (Analitik).Berikut adalah penjelasan teknikal dari masing-masing lapisan tersebut:

Pemilihan dan Pemasangan Sensor

Sensor dipilih berdasarkan respons dinamik dan statik yang ingin dibaca oleh para engineer, beberapa sensor yang sering digunakan diantaranya :

• Strain Gauge
• Accelerometer
• Displacement wire sensor
• Laser deflection meter
• Tiltmeter
• Water level sensor
• IP Camera

Akuisisi Data (Data Acquisition / DAQ)

Sinyal analog dari sensor mentah dikonversi menjadi sinyal digital menggunakan perangkat ADC (Analog-to-Digital Converter) pada data logger lokal.

Frekuensi pengambilan sampel (sampling rate) diatur berbeda tergantung jenis sensornya, misalnya sensor getaran (accelerometer), membutuhkan sampling rate yang tinggi (bisa mencapai ratusan Hertz), sementara sensor suhu atau regangan statis cukup diambil dalam interval detik atau menit.

Modul anti-aliasing filter diterapkan pada tahap ini untuk menyaring frekuensi pengganggu (noise) sebelum data dikemas.

Sistem Transmisi Data

Karena jembatan bentang panjang memiliki bentangan fisik yang luas (ratusan hingga ribuan meter), jaringan kabel Fiber Optic umumnya digunakan untuk komunikasi karena tahan terhadap interferensi elektromagnetik dan jarak jauh. kabel sesuai dengan spesifikasi sistem SHMS dan kondisi lingkungan tempat struktur berada. Selain itu, kabel juga harus tahan terhadap cuaca ekstrem.

Pada titik-titik tertentu yang sulit dijangkau kabel, bisa digunakan jaringan Wireless yang hemat daya. Data dikirimkan secara real-time ke ruang kontrol pusat atau Cloud Server.

Pengolahan Data SHMS

Selanjutnya di pusat kontrol data, setiap tumpukan data mentah (big data) diproses melalui beberapa tahapan lanjutan:

Data Cleaning: Memisahkan noise lingkungan (seperti getaran akibat kendaraan lewat harian) dari anomali struktural murni.

Model Updating (Finite Element Model): Membandingkan data empiris real-time dengan pemodelan numerik awal (FEM). Jika frekuensi alami struktur aktual bergeser turun melebihi batas toleransi matematis, sistem mengindikasikan adanya penurunan kapasitas struktur.

Automated Threshold & Alert: Jika pembacaan strain atau lendutan melampaui ambang batas aman (critical threshold) yang telah diprogram, sistem secara otomatis memicu trigger alarm darurat bagi pengelola infrastruktur.

Layanan SHMS (Structural Health Monitoring System) Jembatan dari Testindo

Testindo sebagai perusahaan engineering & monitoring solution menyediakan layanan Structural Health Monitoring System (SHMS) untuk berbagai jenis jembatan. Kami siap melayani pengerjaan di seluruh Indonesia. Informasi pemesanan dan konsultasi silakan hubungi kami dengan menekan tombol whatsapp di bawah ini :

Bisa juga chat dengan tim kami melalui fitur live chat di pojok kanan bawah website ini