Kerangka kajian kinerja struktural masa hidup dari jembatan beton

Tujuan dari proyek ini adalah untuk mengembangkan kerangka dalam menangani kinerja struktur masa hidup dari jembatan beton, berdasarkan kondisi lingkungan dan muatan. Jembatan memiliki peran finansial, lingkungan, dan sosial yang vital. Umur pelayanan dari suatu jembatan tergantung pada berbagai macam faktor, termasuk rancangan campuran beton, kendali kualitas pada saat pembangunan, serta kondisi lingkungan dan muatan. Dalam keadaan yang ekstrim, kondisi jembatan dapat rusak menurun lebih cepat. Hal ini mengakibatkan konsekuensi yang serius, termasuk distribusi jasa angkutan yang bergantung pada transportasi darat. Proyek ini bermaksud untuk melengkapi kesenjangan informasi tentang dampak dari beban muatan lalu lintas terhadap kerusakan progresif dari jembatan beton, dan untuk mengembangkan teknik pemeriksaan jembatan yang inovatif guna mendeteksi kerusakan struktur. Hasil dari penelitian ini ditargetkan untuk memastikan umur panjang dan keamanan dari jembatan dalam mengoptimalkan tata kelola jembatan tersebut.

Menilai kondisi suatu jembatan meliputi pemonitoran berkelanjutan terhadap perubahan sifat bahan, kondisi pendukung dan sistem konektivitas. Diketahui bahwa integritas struktur dari jembatan dapat dimonitor dengan mengukur respon getarannya. Akan tetapi, hubungan antara perubahan frekuensi dan kerusakan struktur tidak sepenuhnya diketahui. Penelitian ini menyampaikan kerangka penilaian kondisi jembatan yang terintegrasi melalui model komputasi dan teknik radar sensor tanpa kontak (IBIS‐S) dalam memprediksi perubahan dalam frekuensi alami dari penopang jembatan sebagai akibat dari rentang parameter yang mengendalikan kinerja struktur.

Temuan

Penelitian menemukan beberapa faktor penting yang mempengaruhi frekuensi alami dari penopang. Selain itu, kerangka pemonitoran kestabilan jembatan yang terintegrasi dikembangkan dengan menggunakan pemodelan mutakhir yang terkait dengan teknologi beban bergerak (weight-in-motion – WIM) dan sensor radar interferometris.

Proyek ini menyebabkan pengembangan keandalan model yang terintegrasi penuh sehubungan dengan teknik pengujian mutakhir yang tidak merusak (non-destructive testing – NDT) untuk jembatan yang sudah tua yang membutuhkan pemeliharaan dan pemulihan secara signifikan. Outcome dari proyek ini akan memberikan manfaat secara signifikan baik kepada ekonomi maupun masyarakat dengan memastikan umur dan keamanan dari jembatan yang sudah tua.

Proyek ini bertujuan untuk mengembangkan model kinerja masa hidup yang tervalidasi untuk jembatan yang terdiri dari model prediksi muatan trafik, model prediksi kerusakan dan model penilaian berbasis keandalan. Pertama, informasi mengenai parameter yang mengendalikan kondisi struktur jembatan saat ini (contoh lebar keretakan) diambil dari pemeriksaan di lapangan menggunakan teknik mutakhir NDT yang dikembangkan dalam proyek ini, sementara pemuatan pada jembatan dikarakteristikan dengan model prediksi muatan trafik bersama dengan analisis data IBIS-S dan WIM.

Dengan menggunakan informasi pada karakteristik jembatan dan beban muatan lalu lintas yang didapat dari tahap pertama sebagai data input, kami menghitung akumulasi kerusakan dalam struktur jembatan melalui model prediksi kerusakan. Hal ini dikalibrasikan dan divalidasi menggunakan data pengujian lapangan. Perubahan kapasitas struktur jembatan selama beberapa waktu diprediksi menggunakan model prediksi kerusakan, dan hal ini juga divalidasi dengan hasil pengujian lapangan proyek selama tiga tahun. Terakhir, kemungkinan kegagalan struktur pada waktu tertentu diestimasi dengan menggunakan model penilaian berbasis keandalan.

Kesimpulan

Saat ini, otoritas jalan darat menghadapi banyak permasalahan dalam memelihara jembatan. Hal tersebut meliputi ketidakmampuan untuk memprediksi efek dari peningkatan muatan berat dari truk pada akumulasi kerusakan dalam komponen jembatan (contoh perambatan, keretakan dan korosi), dan kesulitan untuk mengetahui kapan harus ada intervensi. Pada praktiknya, keputusan perihal struktur jembatan didasarkan pada informasi yang tidak pasti dan tidak lengkap. Ketidakpastian timbul akibat keragaman dalam faktor lingkungan, metode pemeriksaan dan pengumpulan data, prediksi muatan lalu lintas seumur hidupnya dan seterusnya.

Oleh karena alasan tersebut di atas, maka perbaikan akurasi dari model deterministik dan perangkat komputasi tidak memecahkan masalah dalam mengidentifikasi ketidakpastian parameter model. Dalam proyek ini, model teoritis telah dikembangkan untuk memprediksi sisa umur jembatan, dengan pertimbangan kerusakan yang progresif akibat dari muatan lalu lintas harian dan keadaan ekstrim seperti dampak gempa bumi dan truk.