Pengembangan Structural Health Monitoring System (SHMS) Untuk Mengidentifikasi Kerusakan Pada Jembatan Rangka Baja Berbasis Getaran

Fitriyah, Dita (2026) Pengembangan Structural Health Monitoring System (SHMS) Untuk Mengidentifikasi Kerusakan Pada Jembatan Rangka Baja Berbasis Getaran. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 7012212001_Doctoral.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (21MB) | Request a copy

Abstract

Keruntuhan jembatan akibat deteriorasi dan beban lalu lintas terjadi tidak hanya di Indonesia, tetapi juga secara global, sehingga urgensi inspeksi kesehatan struktur semakin disoroti. Penilaian kesehatan struktur menggunakan parameter modal membuat metode monitoring menjadi sederhana. Untuk mendukung hal ini, penelitian ini dilakukan untuk mengembangkan sistem pemantauan kesehatan struktural (Structural Health Monitoring System) untuk mendeteksi dan melokalisasi kerusakan pada jembatan rangka baja berbasis getaran. Metode berbasis getaran dipilih sebagai pengujian tidak merusak (Non-Destructive Test) yang efektif, hemat biaya, dan sesuai untuk memantau jembatan rangka baja yang kompleks. Deviasi frekuensi natural dimanfaatkan sebagai indikator untuk mendeteksi adanya kerusakan pada struktur. Sedangkan, analisis parameter modal diimplementasikan untuk menentukan lokasi kerusakan melalui penunjukkan indeks perpindahan maksimum pada struktur. Untuk menerapkan metode ini, dilakukan perancangan skenario kerusakan pada model jembatan rangka baja skala laboratorium yang dibagi menjadi dua macam yaitu kerusakan akibat korosi dan deformasi (bengkok) pada batang diagonal, serta kerusakan akibat korosi pada pelat gusset dengan berbagai ukuran dan variasi lokasi. Dalam analisisnya, data perekaman berupa frekuensi dan percepatan digunakan sebagai data input untuk menganalisis dua level penilaian kerusakan (deteksi dan lokalisasi kerusakan) untuk dapat diimplementasikan dalam aplikasi SHMS. Parameter modal Mode Shape Curvature (MSC) diterapkan dalam analisis elemen hingga (FEM) dan diintegrasikan dalam aplikasi SHMS untuk mengidentifikasi lokasi kerusakan secara otomatis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aplikasi SHMS mampu mengolah data pengujian dan menampilkan distribusi indeks MSC yang konsisten dengan lokasi kerusakan pada seluruh skenario yang diuji. Temuan ini menunjukkan bahwa metode yang dikembangkan memiliki potensi sebagai sistem pemantauan kesehatan struktur yang sederhana, ekonomis, dan andal untuk mendukung deteksi dini kerusakan pada jembatan rangka baja bentang pendek hingga menengah, yang selama ini masih relatif kurang mendapat perhatian dibandingkan jembatan bentang panjang.
==================================================================================================================================
Bridge failures caused by structural deterioration and increasing traffic loads occur not only in Indonesia but also worldwide, highlighting the growing importance of structural health inspection. Structural health assessment based on modal parameters provides a simple and efficient approach for structural monitoring. To address this issue, this study aims to develop a vibration-based Structural Health Monitoring System (SHMS) for detecting and localizing damage in steel truss bridges. Vibration-based methods were selected because they provide an effective, cost-efficient, and non-destructive testing (NDT) approach for monitoring complex steel truss bridge structures. Deviations in natural frequencies were utilized as indicators for damage detection, while modal parameter analysis was employed to localize damage by identifying the maximum displacement index of the structure. To implement this approach, various damage scenarios were designed using a laboratory-scale steel truss bridge model. The damage scenarios consisted of corrosion and deformation (buckling) of diagonal members, as well as corrosion of gusset plates with different damage severities and locations. In this study, recorded natural frequency and acceleration data were used as input for two levels of structural damage assessment, namely damage detection and damage localization, which were subsequently implemented in the SHMS application. The Mode Shape Curvature (MSC) modal parameter was applied in finite element method (FEM) analysis and integrated into the SHMS application to automatically identify damage locations. The results demonstrate that the developed SHMS application is capable of processing experimental data and presenting MSC index distributions that consistently correspond to the actual damage locations for all tested scenarios. These findings indicate that the proposed method has strong potential as a simple, cost-effective, and reliable structural health monitoring system for the early detection of damage in short- to medium span steel truss bridges, which have received relatively less attention than long-span
bridges.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	deteksi kerusakan, elemen hingga, getaran, lokalisasi kerusakan, SHMS damage detection, finite element, vibration, damage localization, SHMS
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA169.5 Failure analysis T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA355 Vibration. T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA660.F7 Structural frames.
Divisions:	Faculty of Civil, Planning, and Geo Engineering (CIVPLAN) > Civil Engineering > 22001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Dita Kamarul Fitriyah
Date Deposited:	04 Aug 2026 09:43
Last Modified:	04 Aug 2026 09:43
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/143531

Actions (login required)

View Item