67((/&216758&7,21
72'$< 7202552:
1R$JXVWXV 
3XEOLNDVL%HUVDPD)HGHUDVL%HVLGDQ%DMD-HSDQJGDQ
0DV\DUDNDW.RQVWUXNVL%DMD-HSDQJ
Versi Bahasa Indonesia
9HUVL%DKDVD,QJJULVSteel Construction Today &TomorrowGLWHUELWNDQWLJDNDOLGDODPVHWDKXQGDQGLVLUNXODVLNDQNHVHOXUXKGXQLDNHSDGDSDUDHNVHNXWLISHUXVDKDDQSHUGDJDQJDQLQGXVWULGDQRUJDQLVDVLDGPLQLVWUDWLI\DQJEHUPLQDW7XMXDQXWDPDSXEOLNDVLLQLDGDODKPHPSHUNHQDONDQVWDQGDUGDQVSHVLILNDVLPHQJHQDLNRQVWUXNVLEDMDFRQWRKFRQWRKSUR\HN
NRQVWUXNVLPXWDNKLUWHNQRORJLGDQPDWHULDONRQVWUXNVLPXWDNKLUGDQODLQQ\DGLELGDQJNRQVWUXNVLEDQJXQDQGDQNHWHNQLNVLSLODQ$JDUSHPEDFD,QGRQHVLDGDSDWPHPDKDPLDUWLNHO\DQJDGDGLVLDSNDQYHUVL%DKDVD,QGRQHVLD\DQJEHULVLWHNVVDMDGDQGLODPSLUNDQSDGDYHUVL%DKDVD,QJJULV7HUNDLWIRWRLOXVWUDVLGDQWDEHOSDGDKDODPDQWHUDNKLUWLDSDUWLNHOGLODPSLUNDQYHUVL%DKDVD,QJJULVQ\D-XJDELODGLEXWXKNDQNRQILUPDVLWHNQLVDWDXSXQULQFLDQ\DQJOHELKWHNQLVGDULVHEXDKWHNVVLODNDQPHUXMXNNHSXEOLNDVLYHUVL%DKDVD,QJJULV

1R$JXVWXV,VL

Menuju Jembatan Baja Berdaya Tahan Tinggi
dan Lebih Tahan Lama
Spesifikasi untuk Jembatan Jalan
RayaRevisi 2017 oleh Kementerian
Pertanahan, Infrastruktur, Transportasi dan
Pariwisata                               
Komite Riset Jembatan Baja Berdaya Tahan
Lebih Tinggi dan Masa Layan Lebih Panjang  
Desain Rasional Jembatan Baja dan
Pemeringkatan Beban untuk Pemeliharaan  
Perbaikan Kekuatan Fatik Jembatan Baja dan
Asesmen Efek Perbaikan dan Perkuatan      
Aplikasi dan Pemeliharaan Jembatan Baja
Cuaca dan Metode Perbaikan Korosi untuk
Jembatan Baja                            
Topik Khusus
Peluang Inovasi Teknologi dalam Konstruksi
Menggunakan Pendekatan Matematika
Statistikal      
2SHUDVL)%%-
  6DPSXO%HODNDQJ 
1RPRUKDODPDQGLDWDVPHQJLNXWLYHUVL%DKDVD,QJJULVWHUELWDQ1R
9HUVL,QGRQHVLD)HGHUDVL%HVLGDQ%DMD-HSDQJ
)HGHUDVL%HVLGDQ%DMD-HSDQJ
1LKRQEDVKL.D\DEDFKR&KXRNX7RN\R-HSDQJ)D[7HOSRQ$ODPDWVXUHOVXQSRX#MLVIRUMS
85/KWWSZZZMLVIRUMS

1Dengan pertimbangan adanya diversifikasi
jenis material dan struktur, diperlukan
struktur peraturan yang dapat memverifikasi
kinerja secara langsung, tidak hanya dengan
konformitas dengan standar. Karenanya,
struktur peraturan berdasarkan kinerja dalamrevisi 2017 terdiri dari lima aspek utama:#1. Persyaratan fungsional untuk sistem
jembatan dibagi menjadi kinerja kekuatan,
kinerja durabilitas dan kinerja tambahan.
#2. Masa layan jembatan standar diperjelas 100
tahun#3. Persyaratan kinerja kekuatan dan
durabilitas terstruktur secara hirarki
mulai dari sistim tingkatan jembatan,
tingkatan subsistem (superstruktur
substruktur, dan koneksi antara
superstruktur dengan substruktur) hingga
ke tingkatan elemen.
#4. Pada tiap pembagian, persyaratan kinerja
dan standar terkait/ deemed-to-satisfy
secara serentak dijadikan satu paket.
#5. Persyaratan kinerja kekuatan jembatan
diberikan dengan menggunakan matriks
kinerja, yang terdiri dari situasi desain,
persyaratan kondisi/fungsi jembatan,
termasuk tingkat reliabilitas yangdisyaratkan untuk tiap kombinasi situasidesain dan persyaratakan kondisi/fungsi
jembatan.

Artikel Fitur

Menuju Jembatan Baja Berdaya
Tahan Tinggi dan Lebih Tahan Lama
+DODPDQa 

Menuju Jembatan Baja Berdaya Tahan Tinggi
dan Lebih Tahan Lama (1)Spesifikasi untuk Jembatan Jalan
Raya Revisi 2017 oleh Kementerian
Pertanahan, Infrastuktur,
Transportasi dan Pariwisata
Oleh Masahiro Shirato
Kepala Divisi Jembatan dan Struktur, Institut
Nasional Manajemen Pertanahan dan
Infrastuktur
Pengantar

Spesifikasi untuk Jembatan Jalan Raya

Jepang (Selanjutnya disebut SJJ) direvisi padabulan Juli 2017 oleh Kementerian Pertanahan,
Infrastruktur, Transportasi dan Pariwisata
atau Ministry of Land, Infrastructure,
Transport and Tourism (MLIT) dan kemudian
diterbitkan bagi administrator jalan. SJJ
merupakan peraturan legal untuk jalan raya
nasional dan jalan bebas hambatan dan jugapada kenyataannya merupakan standar untuk
jalan lainnya
Latar belakang revisi kali ini timbul darikebijakan MLIT saat ini:
9 Meningkatkan produktifitas dalam
pembangunan dan pemeliharaan infrastuktur
9 Memastikan fungsionalitas jembatan dengan
siklus layan biaya rendah dan reliabililitas
tinggi
Sangat penting untuk mengembangkan
sektor industri dan akademik pada saat yangtepat agar kebijakan ini dapat tercapai, dengan
tetap menjamin reliabilitas dan kualitas.
Karenanya, SJJ telah merubah struktur
peraturan dan proses verifikasi sedemikian
rupa sehingga dapat memberikan
prinsip-prinsip untuk dipakai ketika
menentukan kesesuaian sebuah jembatan
terhadap persyaratan peraturan.

Struktur Kinerja
Gambar 1 menunjukkan hubungan antara
persyaratan kinerja dan Tabel 1
membandingkan definisi kinerja kekuatan dan
kinerja durabilitas.
Kinerja kekuatan jembatan merupakan
persyaratan untuk fungsi menerima beban
sebagai suatu sistem jembatan dan merupakan
persyaratan kinerja utama diantara ketiga
persyaratan kinerja. Suatu sistim jembatan
akan mempertahankan marjin aman ketika
berada dalam kondisi kritis seperti kondisi
kolaps dan juga menawarkan tingkat layanyang dibutuhkan ketika menerima kombinasi
beban dan waktu selama periode layan rencana,dan sistim akan memenuhi kebutuhan akan
marjin keamanan serta tingkat layan dengan
reliabilitas yang diharapkan.

Spesifikasi Berdasarkan Kinerja

2

Kinerja durabilitas jembatan didefinisikan
sebagai prasyarat bagai kinerja kekuatan.
Sistim jembatan harus terus mencapai kinerja
kekuatan rencana dengan kepastian yangdiharapkan selama periode layan rencana,
dengan mempertimbangkan penuaan dan
kerusakan.
Dengan kata lain, SJJ tidak perlu
memprediksi kekuatan residual jembatan padaakhir periode layan berdasarkan pertimbangan
penuaan dan kerusakan akibat waktu, karena
tidaklah praktis mengukur reliabilitas
kekuatan dengan varian waktu ataupun
fungsionalitas terhadap kombinasi beban
dengan varian waktu, dengan
mempertimbangkan degradasi kekuatan
elemen-elemen dan rijiditasnya dengan
kerusakan dan penuaan akibat waktu.
Sebaliknya, SJJ mensyaratkan kepastianreliabilitas selama periode dimana asumsi fisikyang digunakan dalam perhitungan verifikasi
kinerja kekuatan jembatan tidak dilanggar
akibat kerusakan material atau distress, dandisini asumsi fisik berarti luas potongan
melintang ataupun kekuatan material elemen
struktur.
Persyaratan kinerja durabilitas sebuah
jembatan selama periode layan rencana
ekivalen dengan pemeriksaan isu-isu masa
layan dalam perencanaan masa layan, karena
perlu dipertimbangkan periode durabilitas
masing-masing elemen, komponen, atausub-sistim, moda paling mungkin dan paling
buruk dan tingkat kegagalan, serta kebutuhan
lainnya terkait pemeliharan, perbaikan atau
penggantian elemen.
Dengan demikian, SJJ praktis
mempertimbangkan bahwa reliabilitas kinerja
durabilitas jembatan adalah ekivalen dengan
kelayakan dalam kesetimbangan antara
durabilitas, daya inspeksi, daya pemeliharaan
atau penggantian elemen dalam batasannya
selama periode layan jembatan.

didefinisikan sebagai periode dimana sistim
jembatan diharapkan dapat memberikan fungsi
rencana dengan diikuti pemeliharaan yang
relevan. Periode layan rencana untuk sistim
jembatan adalah 100 tahun
Perlu dicatat bahwa dalam SJJ, periode
layan rencana standar juga memperhitungkan
periode referensi untuk menentukan kombinasi
beban dalam verifikasi kinerja kekuatan
jembatan. Dalam prakteknya, perencana perlu
mengacu pada periode layan rencana ketika
memeriksa tingkat kelayakan pemeliharaan
rencana dan pemeliharaan dalam kasus
terburuk serta pekerjaan remedial dengan
batasan-batasannya pada tiap proyek.
Proses Verifikasi Kinerja Sistematik
Pada prakteknya, sulit membuktikan
capaian kinerja jembatan karena jembatan
merupakan sistim yang kompleks. Demikian
juga, terlalu awal untuk membuat peraturan
yang universal untuk mengukur kinerja
kekuatan jembatan sebagai sebuah sistim
secara langsung karena terlalu banyak
kombinasi material dan elemen serta
pengaturan elemen sebagai bagian dari sistim
jembatan dalam menentukan kriteria
numerikal untuk verifikasi.
Dengan demikian, SJJ memungkinkan
verifikasi sisitim jembatan untuk dilakukan
dengan memecah verifikasi kinerja semua
elemen baik untuk kinerja kekuatan jembatan
maupun kinerja durabilitas. Dalam hal
verifikasi kinerja kekuatan jembatan, kinerja
sistim jembatan dapat diwakili oleh kinerja
kekuatan daripada subsistem atau elemen yang
kritis.
Definisi klasifikasi tiga-tingkat kondisi
pembebanan sistim jembatan telah dibuat, yang
dapat diartikan masing-masing sebagai
kombinasi kondisi pembebanan superstruktur,
substruktur dan koneksi
superstruktur-substruktur. Klasifikasi
tiga-tingkat kondisi pembebanan juga
didefinisikan masing-masing untuk
superstuktur, substruktur, dan koneksi
superstruktur-substruktur.
Stabilitas sebuah subsistem dengan sendi
plastis secara teoritis dapat digunakan padatahap ini apabila diperlukan. Dengan cara

Gbr 1. Persyaratan Kinerja
Tabel 1 Definisi Persyaratan Kinerja Termasuk
Reliabilitas
Perode Layan Rencana untuk Sistim Jembatan
Periode layan rencana jembatan sekarang3

serupa, klasifikasi kondisi pembebanantiga-tingkat untuk elemen struktur juga
didefinisikan sehingga masing-masing dapat
mewakili ketiga klasifikasi kondisi pembebanansuperstruktur, substruktur dan koneksi
superstruktur-substruktur dengan
menggunakan kombinasi pembebanan elemenyang relevan.
Dalam hal kinerja durabilitas jembatan,
periode durabilitas rencana elemendiperbolehkan untuk ditetapkan untuk
masing-masing elemen, dimana periode
durabilitas elemen desain adalah periode
dimana karakteristik mekanikal material dan
luas potongan melintang efektif daripada
elemen masih dapat bertahan dalam kondisi
asumsi dalam evaluasi kinera kekuatan
jembatan.
Periode durabilitias rencana elemen tidak
harus 100 tahun. Dengan tidak menyatakan
bahwa tidak semua elemen harus berfungsi
baik selama 100 tahun maka diharapkan
muncul inovasi lain sehingga desain durabilitas
menjadi lebih wajar.
Sebuah elemen jembatan dapat digantikan
selama jembatan dapat tetap memiliki kinerja
kekuatannya. Sebagai contoh, penggantian dek,
dudukan, sistim bresing dapat dilakukan, juga
dapat dilakukan pengembangan baru untuk
mempertahankan elemen struktur selama
dapat dipastikan apakah dapat dilakukan
inspeksi dan perbaikan dengan data dan
pengalaman sedikit.
Sebaliknya, dalam beberapa kasus, semua
elemen mungkin dapat diberikan periode
durabilitas rencana selama mungkinkhususnya ketika tidak dapat dilakukan
pekerjaan pemeliharaan selama periode layan
rencana jembatan.
Disamping itu, semua paket ketentuan ini
mengandung sejumah persyaratan fundametal
dan kewajiban persyaratan kinerja dan yangharus dipenuhi/ standar terkait yang diterima
secara umum. Konsep ini sebenarnya telahdiperkenalkan dalam revisi sebelumnya padatahun 2003.
Dengan paket semacam ini, jelaslah bahwa
dengan persamaan yang diberikan, kekuatan
faktor atau nilai-nilai batas lainnya, detil
struktur dll. menjadi tidak wajib dan dapat

digunakan alternatif selama memenuhi bagianyang wajib dalam persyaratan kinerja.
Dalam konteks ini, standar juga diharapkan
berfungsi untuk memberi contoh tingkat target
kinerja termasuk reliabilitas, sehingga dapat
dilihat apakah kinerja solusi metode alternatif
memberikan kinerja setara atau lebih baik
dibandingkan yang standar, termasuk
reliabilitas.
Kinerja Kekuatan Jembatan dan Konsep
Reliabilitas
Tabel 2 menunjukkan contoh matriks
kinerja.
Dalam menentukan periode layan, situasidesain dikelompokkan kedalam situasi
permanen, situasi variabel dan situasi langka,
dengan model kombinasi beban untuk target
probabilitas kejadian kombinasi beban untuk
100 tahun.
Kedua, untuk tiap situasi desain, kondisi
jembatan harus dapat mempertahankan marjin
aman struktural untuk menghindari kegagalan
fatal/kolaps serta juga dapat memenuhi
persyaratan fungsi pembebanan, dimana
reliabilitas yang dibutuhkan untuk marjin
aman struktural berbeda dengan untuk
persyaratan fungsi untuk situasi desain
tertentu.
Dalam konteks ini, istilah “persyaratan
kinerja” dalam SJJ termasuk akuntabilitas
untuk reliabilitas dalam kombinasi beban dan
resistansi yang diberikan. Dari sudut pandang
akuntabilitas ke publik, deskripsi matriks
kinerja ini mencontohkan hal yangdipermasalahkan pengguna jalan seperti“Situasi seperti apa yang dipertimbangkan
dalam desain?”, “Apakah jembatan dapat
berfungsi ketika ada gempa bumi atau
bencana?”, “Seberapa yakinkah?” dan lainnya.
Revisi saat ini memasukkan format faktor
parsial untuk persamaan desain dalam hal
verifikasi untuk kinerja kekuatan, dan bukan
format faktor keamanan tunggal (atau format
tegangan ijin). Kombinasi beban desain yangdianggap mewakili proses pembebanan
simultan stokastik pada jembatan selamadalam periode layan dan diberikan untuk
memenuh target tingkat kejadian.
Faktor beban dan faktor kombinasi beban


4

SBHS (steel for bridge high-performance
structure) dan baut mutu tarik tinggi S14T

digunakan untuk menggambarkan kombinasi
beban, dan ternyata keduanya ditentukan
dengan mengacu pada studi probabilistik,
berbagai analisis mengenai hubungan antara
kombinasi beban desain terdahulu dengan hasil
desain, dan contoh desain uji coba dengan
faktor parsial.
Sekalipun ini merupakan salah satu acuan
untuk menentukan kombinasi beban, telahdilakukan simulasi intensif Monte Carlodengan proses pembebanan stokastik simultan
untuk 100 tahun untuk 60 jembatan padaberbagai lokasi, dengan menggunakan model
kombinasi beban Ferry-Borges Castanheta
dengan beban berbeda, yaitu, beban hidup, efek
panas, beban angin, efek gempa dan beban salju.
Hasilnya menunjukkan bahwa kombinasi
beban untuk situasi desain variabel dalam SJJ
revisi pada dasarnya yang mengakibatkan 95%
probabilitas tidak-terlampaui dalam nilai
maksimum 100-tahunan dengan beban
kombinasi.
Kondisi batas dalam resitansi didefinisikan
sebagai perbatasan antara dua kondisi dalam
Tabel 2. Faktor resistansi dan faktor parsial
lainnya diaplikasikan pada resistansi nominal
sesuai dengan kondisi batasnya, dimana faktor
resistansi pada dasarnya diperkirakan 5%
fraktil dalam distribusi resitansi, dimana faktor
resistansi tidak dikaitnya dengan
ketidakpastian pembebanan.

seri

Konsep spesisfiksi berdasarkan kinerja juga
harus mengembangkan peraturan desain
retrofit atau pembaharuan untuk struktur
eksisting, karena peraturan desain untuk
struktur eksisting harus menghadapi
lingkungan beban dan kondisi elemen yanglebih berragam dibandingkan dengan strukturbaru.
Kami saat ini sedang mencari penambahan
SJJ dalam hal desain retrofit, perbaikan dan
pemeliharaan dengan menggunakan konsep
spesifikasi berdasarkan kinerja.
Tabel 2 Matriks Kinerja untuk Jalan Nasional
Bebas Hambatan dan Jalan Raya dan Jalan
Arteri Terkait Lainnya
CatatanSpesifikasi berdasakan kinerja perlu
mempertimbangkan berbagai jenis dan tingkat
perkembangan dari suatu material atau tingkat
elemen ke sistim struktural jembatan.
Revisi ini diharapkan dapat mendorong
penerimaan akan desain inovatif dan teknologi
konstruksi secara proaktif untuk memenuhi
kebutuhan publik yang berragam dalam hal
biaya dan penghematan waktu, dengan tetap
menjamin reliabilitas dan kualitas struktur.
Dalam konteks ini, contohnya, resivi SJJ tahun2017 memasukkan nilai karakteristik dan
faktor parsial untuk baja mutu tinggi seperti5

Masahiro Shirato: Head of
Bridge and Structures Division,
National Institute for Land andInfrastructure Management(NILIM), Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism(MLIT), Japan

Fig. 1 Performance Requirements
Functional and safety objectives for thedesign service period(= Bridge performance)
Structural safety to be ensured at
any time by bridge strength
performance requirement

Bridge condition to be ensured up to
the end of the design service period bybridge durability performancerequirement

Supplemental performance to fulfill functional or safety objectives
e.g. Live load displacement limits, failsafe devices etc.

Prerequisites
Certainty and easiness in inspection, maintenance and repair/replacement ofstructural elements
Assurance of construction quality

Table 1 Definitions of Performance Requirements Including Reliability
Bridge strength performance

Bridge durability performance

Action/load
requirements

Instantaneous simultaneous
actions and loads at any time
during the design service life(=100 years)

Accumulation of persistentactions/effects and long-lasting
cyclic actions/effects up to theend of design service life(=100 years)

Resistance/durability
requirements

The bridge and its components(elements) shall maintain therelevant strength margins forrequired safety andload-carrying functions,
respectively.

It shall be ensured that material
deterioration or distress to
structural elements will not
violate design assumptions tohold the bridge strength
performance by the end of thegiven design service life.

Typical verification index

Strength or displacement on
load-displacement curves

Period on the time axis interms of maintaining strength
design assumptions

6

Table 2 Performance Matrix for National Expressways and Highways and Other Related Arterial Roads
StatesStates from the viewpoint of load-carrying function

State from the viewpoint ofstructural safety

Function State 1: The bridge is
intact to carry loads.

Function State 2: While the loadcarrying function degrades at partsof elements, the bridge still holds theload-carrying function prescribed
for the corresponding situation.

Safety State: The bridge has a
relevant safety margin to avoid acritical state.

Prevailing a permanent
or variable load

The fulfillment of the state isrequired with a given reliability
which is supposed to be different
from that for structural safety.

(Not required)

The fulfillment of the state isrequired with a given reliability.

Prevailing rare kind or
scale of load(Not required)

The fulfillment of the state isrequired with a given reliability
which is supposed to be different
from that for structural safety.

The fulfillment of the state isrequired with a given reliability.

Design situations

LS1

LS2

LS3

LS1, LS2, and LS3 = Limit State 1, Limit State 2, and Limit State 3, respectively

7

proyek riset yang ditugaskan oleh Federasi Besi
da Baja Jepang (FBBJ). Peta jalan untuk
memenuhi tugas riset terkait digambarkan
dalam Gbr. 1
Ada beberapa komite riset yang ditugaskan
oleh FBBJ dan sudah memulai kegiatan
risetnya awal 1997 (lihat Tabel 1). Dengan
lamanya kegiatan riset, semua komite telahmemberikan kontribusi dalam memecahkan
berbagai isu terkait jembatan baja, dan hasil
riset yang dicapai dimasukkan dalam persiapan
standar dan petunjuk desain. Ringkasan
capaian riset kelompok-kelompok kerja komite
riset ini telah dipublikasikan dalam Laporan
Teknis MKBJ (Bahasa Jepang).
Salah satu tujuan utama komite riset ini
adalah promosi riset yang mendukung
konstruksi jembatan baja tahan tinggi dantahan lama dengan biaya rendah untuk lebih
memperluas aplikasi jembatan baja. Untuk
mencapainya, perlu dibangun sebuah sistim
dimana terdapat partisipasi berbagai organisasi
terkait yang mendorong pengembangan
jembatan baja dan hasil riset perlu dimasukkan
ke dalam standar dan petunjuk desain di masa
depan.
Sesuai permintaan MKBJ, saya menduduki
posisi ketua komite, dan Prof. Yoshiaki Okui
dari Universitas Saitama dan Prof. Jun
Murakoshi dari Universitas Metropolitas Tokyo
menduduki posisi wakil ketua komite. Selain
itu, terdapat 25 ahli yang bekerja dalamberbagai bidang mulai dari industi,
pemerintahan dan akademis yang juga
berpartisipasi dalam komite riset ini.

+DODPDQa 

Menuju Jembatan Baja Berdaya Tahan Tinggi
dan Lebih Tahan Lama (2)Komite Riset Jembatan Baja Berdaya
Tahan Lebih Tinggi dan Masa Layan
Lebih Panjang
Oleh Kazuo Tateishi
Ketua Komite Riset Jembatan Baja Berdaya
Tahan Tinggi dan Masa Layan Lebih Panjang(Profesor, Universitas Nagoya)

Saat ini Jepang perlu melakukan persiapan
menghadapi gempa bumi besar yang
diramalkan akan terjadi di masa dekat seperti
gempa bumi daratan Tokyo dan gempa bumi
Nankai/Tonankai. Selain itu juga dibutuhkan
kinerja struktural yang menjamin keamanan
ketika terjadi gempa bumi besar, tidak saja
untuk struktur yang akan dibangun di masa
depan tetapi juga untuk sejumlah besar
struktur yang sudah terbangun. Pada saat yangsama, juga diperlukan perbaharuan dan
perbaikan sejumlah besar infrastruktur sosial
eksisting dengan kondisi finansial terbatas
Untuk memenuhi kebutuhan ini, perlu
didukung pengembangan teknologi yang akan
mengurangi waktu dan biaya yang dibutuhkan
untuk perbaruan dan perbaikan infrastruktur
dengan tetap menjamin keamanan. Terkait hal
tersebut, dalam hal struktur baja, penting
dilakukan pemilahan teknologi yang dapat
mengestimasi dengan akurat kinerja berbagai
struktur. Disamping itu, perlu didorong
pengembangan teknologi yang kondusif untuk
rasionalisasi desain struktur baja dan
pengurangan biaya konstruksi serta juga
perawatan yang efisien bagi struktur bajaeksisting dengan perpanjangan masa layan.
Istilah “daya tahan yang lebih tinggi” dan“masa layan lebih panjang” yangmenggambarkan tugas yang ada sekarang
selanjutnya digunakan dalam penamaan
Komite Riset.

Gbr. 1 Peta Jalan dalam Menjalankan Tugas
Riset Komite Jembatan Baja Berdaya Tahan
Lebih Tingi dan Masa Layan Lebih Panjang
Tiga Kelompok Kerja untuk Promosi Riset
Spesifik
Ketiga kelompok kerja di bawah ini dibentuk
di bawah komite riset untuk
mengimplementasikan survei dan riset spesifik:
x Kelompok Kerja Rasionalisasi Desain:
Bertujuan untuk merasionalisasi metodedesain terkait kapasitas dukung beban dan
ketahanan gempa jembatan baja (Dikepalaioleh: Prof Yoshiaki Okui dari Unversitas

Garis Besar Komite Riset
Komite Riset Jembatan Baja Berdaya Tahan
Lebih Tinggi dan Masa Layan Lebih Panjang
didirikan pada tahun 2015 dalam Masyarakat
Konstruksi Baja Jepang (MKBJ) sebagai suatu
8Saitama)x Kelompok Kerja Kekuatan Fatik Jembatan
Baja: Bertujuan untuk menyelaraskan desain
fatik jembatan baja dan teknologi penangananfatik (Dikepalai oleh: Prof. Kengo Anami dariInstitut Teknologi Shibaura)x Kelompok Kerja Korosi dan Durabilitas
Jembatan Baja: Bertujuan untuk membangun
metode proteksi korosi untuk baja cuaca danbaja biasa (Dikepalai oleh: Prof. Eiji Iwasaki
dari Unversitas Teknologi Nagaoka)
Untuk meningkatkan daya tahan dan masa
layan jembatan baja, perlu dilakukan
perbaikan kinerja masing-masing bidang
struktur: kapasitas dukung beban, ketahanan
gempa dan durabilitas. Untuk itu, perlu
dilakukan studi lebih lanjut mengenai
mekanisme fraktur dan mekanisme perusakan
khusus member baja. Selanjutnya, masa layan
jembatan baja yang lebih panjang hanya dapat
diperoleh dengan pemeliharaan yang tepat,
sehingga dengan demikian dalam pemeliharaan
jembatan baja, teknologi inspeksi, perbaikan
dan perkuatan merupakan isu penting dalampengembangan teknologinya.
Ketiga Kelompok Kerja telah meningkatkan
aktifitas litbangnya mengikuti berragamnya isu
seperti disebut diatas. Dalam kesempatan
peringatan tiga tahun sejak dimulainya survei
dan riset masing-masing kelompok kerja padatahun 2015, telah dibuat ringkasan hasil survei
dan risetnya. Ketiga tulisan pada halaman
6~14 berisi garis besar capaian riset.

lebih ditingkatkan. Isu lain yang timbul: isu
bagaimana mengimplementasikan inspeksi dan
penanganan efektif terhadap kerusakan yang
belum terlihat bersamaan dengan inspeksi
jembatan secara lengkap.
Dengan kondisi demikian, terdapat dua
tuntutan yang muncul dalam bidang jembatan
baja—penanganan isu yang disebut di atas dan
kontribusi yang dibutuhkan bagi revisi standar
teknis untuk dikemudian hari. Kontribusi bagi
revisi standar dan spesifiasi teknis dengan
mengumpulkan hasil riset akan efektif
mendorong realisasi peningkatan daya tahan
dan masa layan yang lebih lama jembatan baja
Untuk itu, Komite Jembatan Baja Berdaya
Tahan Tinggi dan Masa Layan Lebih Panjang
dibentuk kembali pada tahun 2018, dan akanterus mempromosikan kegitan riset yang
kondusif untuk meningkatkan daya tahan danmasa layan yang lebih panjang jembatan baja
Tabel 1 Kronologi Komite Riset Jembatan Baja

Menuju Daya Tahan yang Lebih Tinggi dan
Masa Layan yang Lebih Panjang
Tingkat kinerja yang disyaratkan untuk
jembatan baja terus berubah, dan metodedesainnya juga telah mengalami berbagai
perubahan. Salah satu contoh yang tipikal
adalah persyaratan desain yang dipicu olehGempa Bumi Kumamoto tahun 2016. Sekarang
struktur jembatan disyaratkan agar dapat
menahan gerakan gempa ganda skala besar.
Selanjutnya, revisi besar mengenai pengenalan
metode faktor beban dan resistan juga dibuat
dalam Spesifikasi untuk Jembatan Jalan Rayayang diterbitkan pada tahun 2017, dansekarang sebagai hasilnya reliabilitas kontrol
kerusakan dan kemudahan pemeliharaan harus9Kazuo Tateishi: After finishing the master course
at the Tokyo Institute of Technology, he entered
East Japan Railway Company in 1988. Then,he served as associate professor at the Tokyo
Institute of Technology and The University of Tokyo in 1997. He assumed his current position as
professor of the Graduate School of Engineering,
Nagoya University in 2003.

Fig. 1 Road Map to Attain Respective Research Tasks of the Committee on
Steel Bridges with Higher Resilience and Longer Service Life
Tasks

① Subtask 1
Working Group on
Rationalized Design② Subtask 2
Working Group on Fatigue
Strength of Steel Bridges③ Subtask 3
Working Group on
Corrosion and Durabilityof Steel Bridges

Interdisciplinary tasks inabove-mentioned threesubtasks
Steering Conference〜 FY2014

Verification ofload-carrying
capacity ofcolumn andun-stiffened plate

FY2015FY2016FY2017FY2018FY2019

Revision of Specifications for Highway
Bridges: Introduction of load andresistance factor design method
Presentation of load and resistance factor forcolumn and stiffened plate and presentation of
constitutive law for seismic analysis that candeal with cyclic loading
Collection of load rating data andits trial analysis

Presentation of example ofapplication of SBHS (steel for
bridge high-performance structure)member in seismic design

Preparation of
Structuring of design, inspection andload rating manual rating systems; Organization of(draft)manual for bridge assessment

Expansion ofdesign fatigue
class

Effect on fatigue life improvement including that by theuse of high-strength steel (experiment, analysis anddesign method)Standardization of effect on fatigue
life improvement

Trial for andarrangement of
fatigue life
improvement

Collection of information on detective method for fatigue
crack, proving of repairing and reinforcing methods forfatigue crack

Preparation of guideline for crack
repair and service life prolongation
methods

Surveys of task
submitted by
Ministry of Land,
Infrastructure,
Transport andTourism

Guideline for maintenance andcorrosion diagnosis data
Assessment of practical bridge dataand examination of reliability
improvement measure

Maintenance andcorrosion
diagnosis

Preparation of handbook on design
and maintenance and its reflection
in standard

Examination about steel bridge
Preparation ofTechnical data on steel bridge
Survey andcorrosion diagnosis technology
corrosion map and having high corrosion resistanceassessment ofcorrosionpractical example
protection manualof corrosion ofbridge① Interdisciplinary assessment of attainments of each working group→Proposal of
attainments to society ② Tackling with the research task that supplements the niche between
fields (between subtasks and different fields) ③ Creation of research theme for future10

Table 1 Chronology of Research Committees on Steel Bridges
FY

Research Committee

Working Group

1997- Research Committee
1999 on Next-generation
Civil Engineering
Steel Structures• Working Group on Design of Rationalized Steel Bridge Girders• Working Group on Seismic Design Method for Steel Bridges• Working Group on Application of High-performance Steel
Products for Steel Bridges

2000- Research Committee
2002 on the Performancebased Design ofSteel Bridges• Working Group on Safety and Applicability of Steel Bridges• Working Group on Corrosion Protection and LCC for Steel
Bridges• Working Group on Seismic Resistance of Steel Bridges• Working Group on Higher Performance of Steel Bridges

2003- Research Committee
2005 to Improve Steel
Bridge Performance• Working Group on Rationalized Design Methods• Working Group on Improvement of Steel Bridge Durability• Working Group on Seismic Design Guidelines for Steel Bridges• Working Group on Weathering Steel Bridges

2006- Research Committee
2008 to Improve
Performance andReliability of Steel
Bridges• Working Group on Rationalized Structure and Design for Steel
Bridges• Working Group on Fatigue Strength of Steel Bridges• Working Group on Seismic Design Guidelines for Steel Bridges• Working Group on Weathering Steel Bridges

2009- Research Committee
2012 on Improvement ofStructures andDesign Method for
Steel Bridges• Working Group on Rationalized Structure and Design for Steel
Bridges• Working Group on Fatigue Strength of Steel Bridges• Working Group on Seismic Design Method for Steel Bridges• Working Group on Weathering Steel Bridges

2013- Research Committee
2014 on Improvement ofStructures andDurability of Steel
Bridges• Working Group on Rationalized Structure and Design for Steel
Bridges• Working Group on Fatigue Strength of Steel Bridges• Working Group on Maintenance for Weathering Steel Bridges

2015- Research Committee • Working Group on Rationalized Design2017 on Steel Bridges with • Working Group on Fatigue Strength of Steel Bridges
Higher Resilience and • Working Group on Corrosion and Durability
Longer Service Lifeof Steel Bridges

11tahun 2017. Disamping laporan berbagai hasil
uji material yang telah ada untuk SBHS,
terdapat juga beberapa laporan mengenai
kapasitas dukung beban member struktur yang
dimanufaktur dengan menggunakan SBHS.
Untuk menghadapi situasi demikian, kami
telah melakukan sebuah uji beban tekan untuk
pelat pengaku menggunakan SBHS500 (kuatleleh: 500 N/mm2) untuk membandingkan
kapasitas dukung beban antara baja lunak.
SM490Y (kuat leleh: 355 N/mm2) dan baja
kinerja tinggi SBHS500. Masing-masing
spesimen (parameter kerampingan:RR=0.5, 1.2)
disiapkan dengan menggunakan SBHS500 dan
SM490Y. Parameter kerampingan didefinisikan
sebagai:+DODPDQa 

Menuju Jembatan Baja Berdaya Tahan Tinggi
dan Lebih Tahan Lama (3)Desain Rasional Jembatan Baja dan
Pemeringkatan Beban untuk
Pemeliharaan
Oleh Yoshiaki Okui
Kepala Kelompok Kerja Desain Rasional.
Komite Riset Jembatan Baja Berdaya Tahan
Lebih Tinggi dan Masa Layan Lebih Panjang(Profesor, Universitas Saitama)

Berbagai usaha dilakukan dalam rangka
mengembangkan teknologi yang kondusif untuk
membangun daya tahan bangsa dan
membangkitkan kembali infrastruktur sosial
yang usang serta juga mendesain struktur baja
berdaya saing internasional. Sejalan dengan hal
itu, Kelompok Kerja Desain Rasional Komite
Riset Jembatan Baja Berdaya Tahan Lebih
Tinggi dan Masa Layan Lebih Panjang telahmelakukan berbagai riset mengenai jembatan
baja sejak tahun 2015 dengan fokus temasebagai berikut:x Pemeriksaan informasi statistik kekuatan
batas ultimit dan kekuatan batas daya layan
pelat pengaku
x Asesmen tekuk kolom akibat interaksi
lokal-global
x Investigasi desain rasional gelagar kompositx Studi sambungan baut tarik tinggi
rasionalisasi
x Aplikasi pendekatan analitis terdepan dalamdesainx Pemeriksaan desain gempa rasionalx Pemeringkatan beban jembatan eksisting
Garis besar pencapaian riset dalam tiga
tema—pertama, keempat dan
ketujuh—masing-masing disampaikan dalamartikel berikutDimana,b and t: Lebar dan ketebalan keseluruhan
pelat yang diperkaku
Vy: Kekuatan leleh
P: Rasio Poisson
n: Jumlah panel yang akan dibagi menurut
pelat pengaku
Seperti terlihat pada Foto 1, uji beban
dilakukan pada sebuah spesimen uji yangberupa kolom pipa baja kotak yang dibuat
menggunakan empat pelat pengaku
Gbr. 1 menunjukkan hubungan antara beban
tekan aksial P dan displasemen tekan aksial U.
Pada gambar, sumbu vertikal dan horisontal
masing-masing dinormalkan dengan
menggunakan gaya aksial leleh Py dan
displasemen leleh Uy. Hasi uji menunjukkan
bahwa kolom pipa baja SBHS memiliki
kapasitas dukung beban serupa atau lebih baik
dibandingkan dengan kolom baja lunak.
Untuk menstandarkan desain dengan SBHS,
diperlukan informasi probabilistik yangmenunjukkan variasi kapasitas dukung beban
member struktur. Dalam hal ini, pemeriksaan
sudah dilakukan dengan menggunakan
simulasi Monte Carlo dengan analisis elemenhingga dan metode permukaan respons.
Gbr. 2 menunjukkan sebuah contoh hasil
pengujian—hubungan antara parameter
kerampingan dengan kekuatan normalisasi
pelat pengaku2). Dalam gambar ini, kekuatan

Pemeriksaan Informasi Statistik Kuat Batas
Ultimit dan Daya Layan Pelat Pengaku
Baja untuk struktur kinerja tinggi atau steel
for bridge high-performance structures (SBHS)
distandarisasi dalam Standar Industri Jepang
atau Japanese Industrial Standards (JIS) padatahun 2008, dan aplikasinya telah disetujui
dalam Specifications for Highway Bridges1) pada




12

batas ultimit atau ultimate limit strength (ULS)dan kekuatan batas daya layan atau
serviceability limit strength (SLS) yangdiperoleh dari simulasi Monte Carlodiperlihatkan, dan tanda bulatan menunjukkan
nilai rata-rata kekuatan, dan garis eror di atas
dan bawah tanda bulatan masing-masing
menunjukkan nilai fraktil 5% dan 95%.
Gbr. 2 juga menunjukkan kapasitas dukung
beban SBHS500 dan SM490Y (Exp. SBHS500,
Exp. SM490Y) yang diperoleh dari uji beban
tekan aksial seperti disebut di atas dan kurva
kapasitas dukung beban (JSHB) sebagaimana
digambarkan dalam Spesifikasi untuk
Jembatan Jalan Raya yang saat ini digunakan.

dukung beban untuk sambungan baut adalahsebesar 1,3 kali atau lebih dari momen lentur
leleh.
Biasanya, momen lentur plastis penuh
adalah sekitar 1,3 kali momen lentur leleh,sehingga dalam hal dimana definisi kekuatan
batas ultimit diatas yang diterapkan, makadimungkinkan mendesain sambungan bautuntuk konstruksi dengan seksi yangmenyambung. Kelompok Kerja Desain Rasional
akan melakukan riset yang ditujukan untuk
memperjelas perilaku sambungan baut setelah
glincir dengan cara eksperimen dan analisis.
Tujuan akhirnya adalah standarisasi metodedesain kondisi batas rasional untuk bautsambungan friksi kekuatan tinggi.

Foto 1 Spesimen uji tekan pelat pengaku yang
disiapkan dengan menggunakan SBHS500(baja untuk jembatan dengan struktur performa
tinggi)Gbr, 1 Perbandingan Kurva Beban-Displasemen
antara SBHS500 dan SM490Y dalam Uji Beban
Tekan Aksial
Gbr. 2 Kekuatan Limit Ultimit dan Kekuatan
Limit Daya Layan Pelat Pengaku Diperiksa
dengan Simulasi Monte Carlo

Foto 2 Uji lentur fleksural untuk sambunganbaut gelagar-I
Gbr. 3 Hubungan antara Beban P/Py dengan
Besarnya Displasemen Lubang Baut Gb/d dalam
Uji Tekuk Fleksural untuk Sambungan Bautgelagar-I
Pemeringkatan Beban Jembatan Eksisting
untuk Pemeliharaannya
Di berbagai negara, asesmen kinerja
jembatan yang telah dibangun sesuai dengan
standar desain lama namun telah mengalami
penurunan fungsi saat ini merupakan
pekerjaan mendesak. Dalam riset ini, kami
telah melakukan pemeriksaan pemeringkatanbeban yang bertujuan untuk asesmen kinerja
jembatan eksisting.
Sebagai studi kasus, digunakan sebuah
jembatan target sederhana gelagar-I komposit
seperti pada Gbr. 4. Jembatan ini dibangun
pada awal 1970an dan dirancang berdasarkan
metode desain tegangan ijin dengan
menggunakan beban hidup rencana (L20)
dengan spesifikasi desain lama3).
Pemeringkatan beban dilakukan dengan
menggunakan beban rencana beban hidup B
sebagaimana digambaran dalam Spesifikasi
untuk Jembatan Jalan Raya sekarang, danfaktor peringkat RF dihitung menggunakan
persamaan berikut:

Studi Mengenai Sambungan Baut dengan
Kekuatan Tarik Tinggi Rasionalisasi
Kapasitas lentur ultimit gelagar baja dengan
susunan seksi tersusun rapat akan mencapai
momen lentur plastis penuh. Karenanya, dalammendesain sambungan baut yangmembutuhkan seksi susun rapat, perlu
didefinisikan kondisi kritis yang dapat
memastikan kapasitas lentur sambungan bauthingga momen lentur plastis penuh dan untuk
memeriksa metode desain yang dapat
diaplikasikan dalam kondisi kritis demikian.
Untuk mengembangkan metode desain yang
dapat memenuhi kebutuhan ini, dilakukan uji
beban fleksur pada sambungan baut gelagar-I(Foto 2).
Gbr. 3 menunjukkan hubungan antara beban
P dibagi dengan Py pada momen lentur leleh,
dengan deformasi lubang baut Gb yang dijadikantidak berdimensi dengan dibagi diameter aksial
baut d. Bila 5% dari deformasi lubang baut Gb/ddidefinisikan sebagai batas kekuatan ultimit,
dapat diartikan dari gambar bahwa kapasitas






13

Dimana,

M.: Probabilistic ultimate buckling strengthof stiffened plates, considering thick andhigh-performance steel, J. of Constructional
Steel Research, Vol.138, pp.184-195, 2017.
3) Asosiasi Jalan Jepang: Spesifikasi untuk
Jembatan Jalan Raya, Maruzen, 1956 (dalambahasa Jepang)4) Japan Society of Civil Engineers (JSCE):
Standard Specifications for Steel andComposite Structures, 2007.
5) AASHTO: Manual for Bridge Evaluation,
2018.


C: Kekuatan
D dan L: Efek beban mati dan hidup
IM: Faktor ijin dinamik

Jd dan Jl: Faktor beban mati dan hidupGbr. 5 menunjukkan hasil perhitungan nilai
RF untuk kekuatan lentur gelagar-I. Nilai RF
dihitung mengikuti empat spesifikasi berbeda(SHB lama: Specifications for Highway
Bridges3) atau Spesifikasi untuk Jembatan
Jalan Raya; JSCE SSSCS: Standard

Specifications for Steel and Composite
Structures4) atau Spesifikasi Standar untuk
Struktur Baja dan Komposit; dan AASHTO:AASHTO MBE5)).
Jembatan target dirancang menurut SHB
lama, dimana digunakan metode desain
tegangan ijin dengan faktor keamanan 1,7.
Kemudian beban hidup desain dirubah dari
TL-20 menjadi beban hidup B, dan karenanya
nilai RF yang saat ini digunakan dalampemeringkatan beban berkurang 1,0.
Akan tetapi, karena faktor keamanan
substansial sudah dikurangi karena revisi padametode faktor keamanan parsial dalam SHByang ada, nilai RF mencapai hampir 1,0. Dalam
JSCE SSSCS dan AASHTO MBE nilai RF
menjadi lebih besar karena momen lentur
plastis diambil sebagai kapasitas lentur.
Untuk riset selanjutnya, dirasa perlu
memperhitungkan tingkat beban lalu lintas
nyata pada lokasi tertentu dan perlu
melakukan investigasi tingkat keamanan
jembatan eksisting dengan mempertimbangkan
hasil inspeksi berkala. Kelompok Kerja Desain
Rasional akan berusaha untuk menyelesaikan
pekerjaan-pekerjaan ini selama dan setelahtahun fiskal 2019.

Gbr. 4 Gambar Potongan dari Jembatan Targedalam Studi Kasus (Gelagar-I Komposit
Sederhana; Bentang: 34,4 m)
Gbr. 5 Hasil Perhitungan Nilai RF terkait
Kekuatan Lentur
Referensi
1) Asosiasi Jalan Jepang: Spesifikasi untuk
Jembatan Jalan Raya, Maruzen, 2017 (dalambahasa Jepang)2) Rahman, Md., Okui, Y., Shoji, T., Komuro,




14

Yoshiaki Okui: After graduating from the Graduate Schoolof Science and Engineering, Saitama University, he joined
Kawasaki Heavy Industries, Ltd. in 1985. Then he served
as associate professor at Saitama University in 1993 andvisiting researcher at Delft University of Technology in Netherlands in 1996. He assumed his current position as professor at Saitama University in 2009. His profession covers
structural engineering and bridge engineering.

Photo 1 Stiffening plate compressive test specimen prepared using SBHS500 (steel
for bridge high-performance structures)15

Fig. 2 Ultimate Limit Strength and Serviceability Limit
Strength of Stiffening Plates Examined by Meansof Monte Carlo Simulations

Fig. 1 Comparison of Load-Displacement Curve
between SBHS500 and SM490Y in Axial
Compressive Loading Test

1.2

y

1.0

Cr
C

Normalized strength

Axial compressive load P/Py/

R R= 0 . 5

0.8

0.6

R R= 1 . 2
0.4

0

1

2

3

4

5

0.6
ULS (ultimate limit strength)

0.4

SLS (serviceability limit strength)
Exp.SBHS500
JSHB (standard loadcarrying capacity in
Exp.SM490Y
Specifications for Highway Bridges1))

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Slenderness parameter RR

SM490Y

00.8

0SBHS500

0.2

1.0

6

7

Axial compressive displacement U/Uy

Photo 2 Flexural bending test for I-girder bolt joint

16

1.2

1.4

Fig. 3 Relationship between Applied Load P/Py and Bolt
Hole Displacement Amount įb /d in Flexural
Bending Test for I-girder Bolt Joint
1.6

Applied load P/Py

1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8

L1

L2

L3

W1

W1 W2

W2

0

1

2

3

4

5

6

7 8

Bolt hole displacementͶR/d (%)

L1 L2 L3

Fig. 4 Sectional Drawing of the Bridge Targeted in Case Study(Simply-supported Composite I-girder; Span: 34.4 m)
450

7300

16500
1000

G1

G2

G3

1250

7300

G4

4 @ 3500 = 14000

450

G5

1250

Fig. 5 Results of Calculation of RF Values
pertaining to Bending Capacity
2.0

Bending capacity

RF

1.5

1.0

0.5

0.0

Old JSHB

JSHB

JSCE

AASHTO17

jembatan baja di Jepang, khususnya pada
jembatan baja eksisting. Dalam riset ini,dilakukan pemeriksaan eksperimental
mengenai efek yang diperoleh dari peening
treatment: pengaruh blast treatment setelahpeening dan sebelum coating atau pelapisan
dan pengaruh besarnya fluktuasi tegangandalam rasio tegangan minimum terhadap
tegangan maksimum, yang diperkirakan akan
terjadi akibat tegangan beban mati.
Gbr. 1 menunjukkan spesimen uji fatik buhul
luar bidang atau out-of-plane. Produk baja yangdigunakan dalam uji adalah SM490 (bajagulung untuk stuktur las) dan SBH500 (bajagulung untuk struktur jembatan kinerja tinggi).
Perlakuan peening dalam pemeriksaan ini
meliputi ultrasonic impact treatment (UIT),
base metal hammer peening (HP) dan air-type
needle peening (PPP). Untuk perlakuan
blasting digunakan grit blasting, yangdilakukan di pabrik fabrikasi memberi
jembatan dalam kondisi yang umum. Uji fatik
dilakukan dengan dua kondisi rasio tegangan,
R=0 dan R=0.5 dengan cara uji fatik lentur
pelat.
Gbr. 2 menunjukkan contoh hasil uji fatik.
Dalam berbagai kondisi uji, tidak terdapat
perbedaan kekuatan fatik walaupun diberikan
perlakuan peening yang berbeda.
Dalam uji fatik yang dilakukan pada rasio
tegangan R=0, baik spesimen uji as-welded danyang diberi perlakuan peening tidak
menunjukkan perbedaan kekuatan fatik
sebelum dan sesudah blasting, dan terlihat efek
nyata pada peningkatan kekuatan fatik setelahdilakukan peening. Sebaliknya, dalam uji yangdilakukan pada rasio tegangan R=0,5,
sementara limit fatik spesimen dengan peening
lebih baik dibandingkan uji spesimen as-welded,
efek peening terhadap perbaikan kekuatan
fatik jauh berkurang dibandingkan kasus uji
pada rasio tegangan R=0.
Saat ini, data yang diperoleh dalam uji dan
hasil uji fatik eksisting sedang dikumpulkan
untuk memeriksa lengkung S-N desain setelah
perlakuan peening.

(Halaman 9~11)

Menuju Jembatan Baja Berdaya Tahan Tinggi
dan Lebih Tahan Lama (4)Perbaikan Kekuatan Fatik Jembatan
Baja dan Asesmen Efek Perbaikan
dan Perkuatan
Oleh Kengo Anami
Kepala Kelompok Kerja Kekuatan Fatik
Jembatan Baja, Komite Riset Jembatan Baja
Berdaya Tahan Lebih Tinggi dan Masa Layan
Lebih Panjang (Profesor, Institut Teknologi
Shibaura)

Saat ini di Jepang berbagai jenis masalah
fatik sangat nyata terlihat pada jembatan baja.
Untuk memperpanjang masa layannya, di masa
datang perlu dilakukan perubahan pendekatan
untuk memperbaiki kekuatan fatik dan untuk
pemeliharaan yang efektif termasuk perbaikan
dan perkuatan.
Untuk itu, Kelompok Kerja Kekuatan Fatik
Jembatan Baja, Komite Riset Jembatan Baja
Berdaya Tahan Lebih Tinggi dan Masa Layan
Lebih Panjang dibentuk di bawah Masyarakat
Konstruksi Baja Jepang. Dengan tujuan
mengumpulkan informasi yang penting untuk
masa layan jembatan baja yang lebih panjang
dari sisi isu aspek fatik, Kelompok Kerja telahmelakukan berbagai pemeriksaan terkait tiga
pekerjaan yang berperan dalam perbaikan
kekuatan fatik:
x Metode memperbaiki kekuatan fatik dengan
cara perlakuan pada jari kaki las atau weld

toe

x Metode untuk meningkatkan efisiensi
inspeksi retak fatik
x Metode untuk melakukan asesmen terhadap
efek perbaikan dan perkuatan pada retak fatik
Di bawah ini diberikan garis besar
pemeriksaan dan riset dalam pekerjaan
pertama dan ketiga:
Pemeriksaan Metode untuk Perbaikan
Kekuatan Fatik dengan Cara Perlakuan Jarikaki Las
Perlakuan peening merupakan salah satu
metode untuk memperbaiki kekuatan fatiksambungan las, dan berbagai contoh
aplikasinya terlihat semakin meningkat padaGbr. 1 Spesimen Uji dan Uji Fatik
Gbr. 2 Hasil Uji Fatik (spesimen SBH500)


18

Pemeriksaan Metode Asesmen Efek Perbaikan
dan Perkuatan Retak Fatik
Metode stop-hole dan perkuatan pelat
pengaku (splice) sudah dipakai dalam metodeperbaikan dan perkuatan untuk retak fatik
pada jembatan baja. Dalam riset ini dengan
memperhatikan kedua metode, kami
memeriksa metode asesmen efek daripenggunaannya.
x Pemeriksaan Metode Asesmen Efek Metodelas dan kemudian menyebar ke pelat datar.
Hasil uji ini kemudian disusun dalam rentang
tegangan lokal yang memperhitungkan
konsentrasi tegangan pada las dan konsentrasi
tegangan yang disebabkan oleh penggunaan
metode SH. Hasilnya, bahkan ketika metodeSH digunakan untuk mencegah retak pada jarikaki, kami dapat menunjukkan kemungkinan
melakukan asesmen efek perbaikan metode SH
dengan cara yang sama ketika mengadopsi
metode SH ketika ada ujung retak pada pelat
datar konvensional.

Stop-hole

Dalam metode stop-hole (SH), propagasi
retak lanjut dicegah dengan membuat sebuah
lubang pada ujung retak. Dalam hal ini, hanya
ada sedikit pemeriksaan pada retak sepanjang
jari kaki las atau weld toe. Dalam riset ini,dilakukan eksperimen dan analisis dengan
target retak yang terjadi sepanjang jari kaki las
untuk memeriksa sejauh mana metode SH
dapat diterapkan dan metode pemeriksaan
untuk kekuatan fatik setelah aplikasi metodeSH.
Gbr. 3 menunjukkan spesimen uji (spesimen
sambungan las cruciform tidak dukung beban:
Spesimen tipe H yang hanya diberikan lubang;dan spesimen tipe SH yang diberikan celah danstop hole).
Dalam penelitian ini, karena stop hole dibuat
untuk jari kaki las, disiapkan dua spesimen
untuk mencegah superposisi konsentrasi
tegangan agar tidak terjadi pada las sebagai
akibat dari adanya stop hole—yaitu spesimen
dimana pusat stop hole berada 1 mm dan 5 mm
dari jari kaki las. Posisi terjadinya retak fatik
adalah titik silang stop hole dan jari kaki laspada spesimen pertama, dan pada spesimen
kedua pada ujung stop hole atau pada jari kakilas di sisi sebaliknya ujung stop hole, dan posisi
tersebut dalam riset ini sesuai dengan posisi
terjadinya tegangan maksimum yang diperolehdallam anaisis FEM yang digunakan padakedua model spesimen.
Gbr. 4 menunjukkan hasil uji fatik yangdisusun berdasarkan rentang tegangan lokal
pada posisi terjadinya retak fatik yang disebut
di atas. Tidak ada perbedaan nyata dalam hasil
uji fatik masing-masing spesimen. Selanjutnya,
terlihat hasil uji fatik ini pada dasarnya sejalan
dengan hasil spesimen stop-hole eksisting
dimana retak diasumsikan terjadi dari jari kakiGbr. 3 Spesimen Uji Tarik dengan Stop Holes
Gbr. 4 Hasil Uji Tarik
x Pemeriksaan Metode untuk Asesmen Efek
Aplikasi Perkuatan Pelat Pengaku
Pelat pengaku (splice) sudah banyak
diaplikasikan sebagai metode perkuatan retak
fatik. Untuk lebih meningkatkan perkuatan
pelat pengaku, perlu dibangun sebuah metodedesain untuk pelat pengaku dan suatu
pendekatan untuk mengkonfirmasi efek
aplikasi setelah dilakukan perkuatan. Dalam
riset ini, dengan memperhatikan bahwa faktor
konsentrasi tegangan (DSH ) stop hole yangberada di bawah pelat pengaku berhubungan
langsung dengan efek perkuatan, kami
memeriksa persamaan sebuah estimasi untuk
DSH dan sebuah pendekatan yang mengestimasi
tegangan stop-hole dari regangan yang terjadi
pada pelat pengaku.
Awalnya, uji tarik aksial (Gbr. 5 (c)) dan
analisis FEM (Gbr. 5 (d)) dilakukan dengan
menggunakan spesimen uji (Gbr. 5 (a) dan (b))
yang dipersiapkan menggunakan parameter
dimensi struktur pelat pengaku. Gbr. 5 (e)menunjukkan DSH sebelum terjadinya
pergeseran pelat pengaku. Sebagaimana
terlihat dalam gambar, ketika faktor
konsentrasi tegangan DSH berkurang banyakdalam semua parameternya dengan adanya
pelat pengaku, tingkat pengurangannya
dipengaruhi oleh dimensi pelat pengaku.
Selanjutnya dilakukan lebih banyak analisis
pada kasus-kasus konsentrsi tegangan dengan
menggunakan pendekatan analitis serupa
dengan yang disebut di atas. Berdasarkan hasil
analitis, kami mencatat efek pengurangan

19tegangan f1 akibat pertumbuhan area retak
dengan penggunaan pelat pengaku dan efek
supresi bukaan retak (efek saling silang) f2
akibat penggunaan pelat pengaku yangmenggiring ke dua proposal: Persamaan untuk
mengestimasi hubungan antara dimensi pelat
pengaku dengan faktor konsentrasi
teganganDSH (Gbr. 6) dan pendekatan desain
rasional untuk pelat pengaku.
Selanjutnya kami menyusun hubungan
tegangan antara stop hole degan pelat pengaku,yang kemudian mengarah ke sebuah proposal:
metode estimasi regangan yang terjadi di stophole dari nilai regangan terukur tepat di atas
stop hole (Gbr. 7). Gbr. 6 menunjukkan
perbandingan konsentrasi tegangan pada stophole dan Gbr. 7 perbandingan regangan padastop hole dalam kasus tanpa pengencanganbaut pada stop hole.
Dalam riset ini, dapat diusulkan persamaan
estimasi DSH yang sangat akurat untuk
mengkorfirmasi efek pelat pengaku padaperkuatan retak dengan menggunakan
regangan pada titik acuan. Di masa datang
dapat diharapkan proposal ini dapat
diaplikasikan secara meluas untuk asesmen
efek perkuatan pelat pengaku dalam kondisi
tegangan yang lebih kompleks dan kondisi yangmendekati kondisi praktis jembatan.
Gbr. 5 Uji Tarik(a) Spesimen uji tarik(b) Paramenter geometris spesimen(c) Uji Tarik(d) Model analitikal FEM(e) Konsentrasi tegangan pada stop-hole
Gbr. 6 Perbandingan Konsentrasi Tegangandalam Uji Stop-HoleGbr. 7 Perbandingan Regangan yang Terjadi
pada Stop-Hole





20

Fig. 2 Fatigue Test Results (SBHS500 Specimen)
400
R=0

C (125)
100
80
60
40

Fig. 1 Test Specimens and Fatigue Tests
12

Loading
340

20
104

100
12
240
B
700

A

C

F
D
50
E
50

F (65)G (50)H (40)
107

108

R=0.5
JSSC
A (190)B (155)200

C (125)100HP

D (100)80

E (80)

60
40

Grid blasting

PPP

105

40 60
100

H (40)
107

108

Exis
sting results (Mori et. al.)Existing(Stop hole on flat plate)

Weld
1 mm

106
Loading cycle, N10

G (50)

Fig. 4 Fatigue Test Results
103

R40

F (65)AW (R=0) SBHS500
AW (R=0.5) SBHS500
UIT (R=0.5) SBHS500
PPP (R=0.5) SBHS500
HP (R=0.5) SBHS500

20
104

Fig. 3 Tension Test Specimens with Stop Holes
9

106
Loading cycle, N10

E (80)

400

200

UIT

105

Spring for controlling（mm） stress ratio

Strain gauge

As-welded

D (100)AW (R=0) SBHS500
AW (R=0, B) SBHS500
UIT (R=0) SBHS500
UIT (R=0, B) SBHS500
PPP (R=0) SBHS500
PPP (R=0, B) SBHS500
HP (R=0) SBHS500
B: Blast
HP (R=0, B) SBHS500

Crack

75

Stress range (MPa)

12

JSSC
A (190)B (155)200
Stress range (MPa)Kengo Anami: After graduating from the School of Engineering, Tokyo Institute of Technology in 1993, he served
as research associate at Lehigh University in the US in
2001 and as associate professor at Shibaura Institute ofTechnology in 2008. He assumed his current position as
professor at the Department of Civil Engineering, Shibaura
Institute of Technology in 2014. His profession covers steel
structures and their maintenance.

Center

Weld

50

150

50

5 mm

50

50

Center
H5-A.SH5-S50C
H5-A-3R.
SH5-S50C-3R

60 40
100

50 50 50

3R: Grinder-treatment
was applied to theweld toe (radius: 3 mm).

Load stress range (MPa)

HI-A. SHI-S50C
Slit along
weld toeAs-welded-A
H1-A

JSSC-A

H5-A
H5-A-3R
SH1-S50C-A
SH5-S50C-A

Stress ratio
R=0

H-TypeSH-Type

102
105

21

SH5-S50C-A-3R
106
Loading cycle

107Fig. 5 Tension Tests
No. 1: Without splice plate
Surface conditions:
The splice andbase plates of all specimens were
coated with inorganic zinc-rich
paint (thickness: 75 ɤT), except for
specimen No. 3 in which the baseplate was grinder-finished.
o: Application of high-strength bolt to stop hole; ×: No application of high-strength bolt to stop hole(b) Geometrical parameters of specimens
Stress concentration
on stop hole, ʸSH(a) Tension test specimens

Stop hole

Strain gauge

Specimen(c) Tension tests(d) FEM analytical models

Fig. 7 Comparison of Strains Occurring in Stop Holes(Eq. 2, FEM)

Stress concentration
factor in the case of
no fastening of bolton stop hole

Reference point
Strain on stop hole, ʼSH-,4ɤ

Stress concentration on stop hole, ʸSH (FEM)

Fig. 6 Comparison of Stress Concentrations on Stop
Holes (Eq. 1 and FEM)(e) Stress concentration on stop holes

Stress concentration on stop hole, ʸSH(estimated using Eq. 1)

ʼSH =｛0.487(P/D +1.63｝
・ʼref
・・
P: Bolt pitch; D: Bolt diameterʼref: Strain at reference point

Strain on stop hole, ʼSHLZ[PTH[LK\ZPUN,Xɤ

22

Aplikasi dan Pemeliharaan Jembatan Baja
Cuaca
x Aplikasi Jembatan Baja Cuaca di Area
Terkena Semprotan Garam Penghancur Es
Di area bersalju dan dingin, kerusakan
korosi akibat bocornya air hujan yangmengandung garam penghancur es dapat
ditemukan pada banyak jembatan baja. Selain
itu, juga banyak dilaporkan kerusakan akibat
tersebarnya garam penghancur es daripermukaan jalan.
Oleh karena itu, dengan mentarget jembatan
baja yang dibangun di area dengan kandungan
garam dari laut yang terbawa udara lebihsedikit, kami melakukan survei mengenai
jumlah garam penghancur es yangdisemprotkan, jumlah garam yang melayang kegelagar jembatan baja, dan kehilangan tebal
baja akibat korosi. Untuk tujuan tersebut, alat
pengumpul garam penghancur es yang
melayang dan kelengkapan uji produk baja
yang terekspose disusun seperti dalam Foto 1.
Gbr. 1 menunjukkan hubungan antara
jumlah garam penghancur es yangdisemprotkan ke permukaan jalan dengan
jumlah garam yang melayang ke bagian atas
permukaan flens bawah gelagar. Perkiraan
jumlah garam yang melayang ke gelagar
jembatan dapat diasumsikan dari hubungandalam gambar. Gbr. 2 menunjukkan hubungan
antara jumlah garam penghancur es dengan
kehilangan tebal pelat baja akibat korosi
dengan eksposur selama 1 tahun. Gambar
tersebut juga menunjukkan hubungan antara
jumlah garam yang terbawa udara dari lautdengan kehilangan tebal akibat korosi seperti
disebutkan di atas1). Sekalipun terdapat
perbedaan dalam hal materi yang melayang,yaitu, garam yang terbang dari laut (garam
terbawa udara) dan garam penghancur es yang
melayang, dapat terlihat dari gambar bahwa
terdapat hubungan identik terkait jumlah
garam yang melayang dengan kehilangan tebal
akibat korosi.

(Halaman 12~14)

Menuju Jembatan Baja Berdaya Tahan Tinggi
dan Lebih Tahan Lama (5)Aplikasi dan Pemeliharaan Jembatan
Baja Cuaca dan Metode Perbaikan
Korosi untuk Jembatan Baja
Oleh Eiji Iwasaki
Kepala Kelompok Kerja Korosi dan Durabilitas
Jembatan Baja, Komite Riset Jembatan Baja
Berdaya Tahan Lebih Tinggi dan Masa Layan
Lebih Panjang (Profesor, Universitas Teknologi
Nagaoka)

Untuk jembatan baja, disamping perlu
diusulkan mengenai cara efektif melawankorosi yang mempertimbangkan LLC (lifecyclecost) atau biaya siklus hidup dan rasionalitas
ekonomi lainnya, juga perlu diusulkan teknologi
pemeliharaan yang dapat efektif mencegah
penurunan kinerja yang diakibatkan oleh
korosi.
Untuk menghadapi situasi demikian, dan
dengan memperhatikan pengurangan biayaproteksi korosi dan teknologi pencegahkerusakan dan penurunan kinerja akibat korosi,
dirasa penting untuk memeriksa hal-hal
sebagai berikut:aplikasinya pada konstruksi
jembatan baja cuaca yang memungkinkan
pengurangan LCC dalam kondisi korosi
tertentu dan teknologi pemeliharaan jembatan
baja cuaca; dan penanganan untuk
meningkatkna resistansi korosi dan durabilitas
jembatan baja, metode yang mengaplikasikan
materi tahan korosi, dan penanganan untuk
mempertahankan dan memulihkan kinerja
proteksi korosi jembatan baja.
Menghadapi kondisi demikian, Kelompok
Kerja Korosi dan Durabilitas Jembatan Baja
Komite Riset Jembatan Baja Komite Riset
Jembatan Baja Berdaya Tahan Lebih Tinggi
dan Masa Layan Lebih Panjang yang dibentuk
di bawah Masyarakat Konstruksi Baja Jepang,telah menggalakkan riset mengenai aplikasi
jembatan baja cuaca dan teknologi
pemeliharaannya, serta juga langkah
penanganan terhadap korosi jembatan baja.
Sebagian capaian riset disampaikan di bawahini:Foto 1 Penyusunan akumulator garam yang
melayang dan kelengkapan uji produk baja
eksposeGbr. 1 Jumlah Garam Penghancur Es yang
Disemprotkan dan Jumlah yang Melayang ke23GelagarGbr. 2 Jumlah Garam Penghancur Es yang
Melayang dan Kehilangan Tebal Pelat akibat
Korosiinspeksi. Apakah karat protektif timbul atau
tidak dinyatakan dengan cara inspeksi visual
dari tampilan karat. Akan tetapi, dalam
menerapkan inspeksi visual, terdapat variasi
penilaian tergantung insinyur yang melakukan
inspeksi.
Untuk mencegah hasil yang tidak sama,kami telah memeriksa sebuah metode untuk
menilai kondisi korosi dengan cara pemrosesan
citra dari karat yang diambil dengan
menggunakan uji plester cellophane. Dengan
cara ini, kondisi korosi dapat dinilai dariukuran partikel karat, tetapi bila angkanya
tumpang tindih seperti pada Gbr. 3, tidak
mungkin dilakukan penilaian yang akurat.
Untuk memecahkan masalah ini, kami
memeriksa metode pemotongan partikel karat
yang tumpang tindih, dan hasilnya dapat
menunjukkan diameter partikel karat dimana
hampir tidak terjadi karat yang dapat dikupas.

x Studi Kasus Survei Jembatan Rangka Batang,
Lengkung dan Jembatan Khusus Lainnyayang Menggunakan Baja Cuaca
Berbagai contoh kerusakan dan
penanganannya untuk jembatan gelagar-I dangelagar kotak dengan baja cuaca telah banyak
dikumpulkan. Akan tetapi informasi mengenai
contoh kerusakan untuk jembatan rangka
batang dan lengkung sebagaimana ditunjukkan
dalam Foto 2 masih terbatas. Berbagai survei
literatur menunjukkan bahwa 92% darijembatan baja cuaca merupakan jembatan jalan
raya, 4% jembatan jalan rel dan jembatan
lainnya 4%, yang menunjukkan tingginya peran
jembatan jalan raya. Dengan demikian, jelaslahbahwa jembatan tipe khusus mengisi 9%
jembatan baja cuaca keseluruhan.
Selanjutnya, banyak survei telah dilakukan
mengenai detil struktur dan kinerja proteksikorosi dari 27 jembatan baja cuaca yangdibangun di area pesisir Pasifik. Berdasarkan
hasil survei, sekalipun tidak ditemukan
masalah kerusakan pada jembatan yangdibangun di lokasi dengan lingkungan jauh darilaut, ditemukan karat yang dapat dikupas pada
jembatan-jembatan yang dibangun di sekitar
laut. Terkait hal tersebut, kiranya penting
untuk mengkonfirmasi kondisi korosi simpul,
pengangkuran dan bagian yang tertanam
daripada jembatan dengan memperluas target
survei ke lokasi dekat laut dan di area yangdisemprot dengan garam penghancur es.

Gbr. 3 Partikel Karat Tumpang Tindih
Penanganan Korosi Jembatan Bajax Persiapan dan Aplikasi Peta Korosi dengan
Model Tiga Dimensi
Kebanyakan pencatatan dan penilaian
kondisi korosi pada tahap inspeksi
dipercayakan kepada keahlian insinyur yangmenjalankan inspeksi. Selanjutnya karena petakorosi yang sekarang digunakan dibuat dengan
menggunakan model dua dimensi dan citra foto,maka belum ada suatu pendekatan praktisyang dapat menghubungkan kondisi korosi
dengan penyebab korosi. Untuk dapat
dilakukan pemeliharaan jembatan baja di masa
depan, kiranya perlu dicari suatu metode efektif
untuk mencatat kondisi korosi selama inspeksi
dan untuk mengontrol informasi terkait.
Untuk menangani masalah ini kami telahmenyiapkan sebuah peta korosi tiga dimensisebagai salah satu solusinya (Gbr. 4). Lebih
spesifiknya, kami menyiapkan peta korosi tiga
dimensi dengan menggunakan citra tiga
dimensi untuk membuat alat konfirmasi korosi
yang dapat menunjukkan seksi terkorosi secara
visual, yang diusulkan sebagai salah satu
pendekatan yang mengintegrasikan informsi
pemeliharaan dan juga merupakan cara
melatih insinyur yang melakukan inspeksi.

Foto 2 Jembatan tipe khusus yang dibangun
menggunakan baja cuaca
x Pemeriksaan Pendekatan untuk Menentukan
Kondisi Korosi Baja Cuaca dengan Cara
Pemrosesan Citra
Walaupun baja cuaca menunjukkan kinerja
proteksi korosi dengan bermodalkan karat
protektifnya, terdapat juga kasus dimana karat
protektifnya tidak timbul tergantung
lingkungan korosinya. Oleh karena itu, perlu
melakukan asesmen kondisi korosi dengan




24

Pemetaan tiga dimensi untuk tingkat dan
rentang korosi dapat berfungsi sebagai cara
untuk menentukan penyebab korosi dan dapat
diaplikasikan untuk memilih cara
pemeliharaan. Selanjutnya, pendekatan ini
dapat berfungsi sebagai alat yang efektif untuk
mendidik insinyur yang menginspeksi yangakan menjelaskan langkah-langkah yang akan
diambil dalam metode inspeksi korosi dan
metode bagaimana mengaplikasikan media
peta korosi tiga dimensi ini.

Fungsi sebagai Cara untuk Memperbaiki
Lingkungan Korosif
Dek proteksi korosi multi fungsi sudah
dikembangkan oleh beberapa tim. Dek ini tidak
saja berperan sebagai perancah tetapi juga
mencegah faktor-faktor korosi untuk
memperbaiki lingkungan korosif sekitar gelagar
jembatan. (Lihat Gbr. 6 dan Foto 3)
Kami sudah memeriksa kinerja yang
dibutuhkan untuk dek proteksi korosi multifungsi. Kami juga sudah memeriksa
keuntungan ekonomis dari aplikasinya dengan
membandingkan LCC antara dua jembatanyang diaplikasikan dan yang tidak
diaplikasikan. Selanjutnya, kami akansampaikan hasil uji verifikasi kinerja yangdilakukan untuk mengkonfirmasi kinerja
proteksi korosi dari dek tersebut.
Hasil uji verifikasi kinerja menunjukkan
efek yang dihasilkan dengan penggunaan dek
proteksi korosi multi fungsi menjadi
jelas—pencegahan garam yang terbawa angin
dan penurunan waktu basah di dalam dek. Di
samping itu, hasil uji eksposur produk baja
menunjukkan tingginya kinerja dek proteksikorosi ini.
Akan tetapi, penggunaan dek belum lama
diaplikasikan pada jembatan aktual, dan ini
merupkan teknologi yang belum memiliki
banyak contoh verifikasi kinerja dalam aplikasi
praktisnya. Oleh karena itu, masih terdapat
sejumlah pekerjaan terkait penggunaan dek
proteksi korosi multi fungsi, sehingga masih
diperlukan pemeriksaan lanjutan mengenai
aplikasi praktisnya.

Gbr. 4 Peta Korosi Tiga Dimensi
x Pendekatan untuk Penilaian Kekuatan
Residual Ujung Gelagar Terkorosi dan untuk
Pemulihan Fungsinya
Frekuensi kejadian kerusakan korosi padaujung gelagar tinggi, dan praktis 40% dari total
kerusakan korosi terjadi disini. Untuk dapat
memeriksa metode perbaikan dan perkuatan
seksi terkorosi, ketebalan pelat residual diukur,
dan kekuatan residual dinilai berdasarkan
hasil pengukuran sehingga kemudian dapat
dilakukan pemeriksaan metode perbaikan dan
perkuatan.
Akan tetapi, ternyata masih ada masalahpada tahap yang disebut di atas. Kemudian,kami memeriksa metode pengukuran ketebalan
pelat residual yang menggunakan arus eddyyang tidak membutuhkan perlakuan padapermukaan seperti pembuangan karat. (Lihat
Gbr. 5) Selanjutnya, dengan menggunakan
metode elemen hingga berdasarkan analisis
displasemen hingga elasto plastik, kami
memeriksa metode penilaian kekuatan geser
untuk ujung gelagar dimana terjadi korosi
setempat. Disamping itu, dengan
memperhitungkan metode perbaikan aplikasi
serat karbon sebagai pendekatan untuk
perkuatan kekuatan yang menurun karena
kehilangan akibat korosi pada ujung gelagar,
kami melakukan pemeriksaan mekanisme
perbaikan kekuatan untuk ujung gelagar
terkorosi.

Gbr. 6 Dek Proteksi Korosi Multi Fungsi
Foto 3 Bagian interior dek proteksi korosi multifungsi

Referensi

1) Institut Riset Pekerjaan Umum Kementrian
Konstruksi, Kozai Club dan Asosiasi
Jembatan Jepang: Laporan Riset Bersama
Aplikasi Baja Cuaca pada Jembatan XVIII,
2003 (dalam bahasa Jepang)

Gbr. 5 Distribusi Ketebalan Pelat Residual pada
Ujung Web Gelagar
x Pemeriksaan Dek Proteksi Korosi Multi




25

Eiji Iwasaki: After finishing the doctoral course at
the Graduate School, Nagaoka University of Technology in 1990, he served as associate professorof Nagaoka University of Technology. He assumed
his current position as professor, Graduate Schoolof Nagaoka University of Technology in 2012. His
profession covers structural engineering, steel
structure engineering and structural analysis.
Photo 1 Arrangement of flying salt accumulator
and exposed steel product test pieces

Fig. 1 Amount of Deicing Salt Sprayed andAmount Flying onto Girders

Fig. 2 Amount of Flying Deicing Salts andCorrosion Loss of Plate Thickness
300

1

0.1

0.01

Bridge on the north bound road
Regression line C=0.74S
Bridge on the south bound road
Regression line C=1.30S
0.001
0.001
0.01
0.1
1
10
Monthly spray amount of deicing salt including residualon the road surface S (kg/m/day)Corrosion loss of plate thickness
by one-year exposure A (μm)

Monthly flying amount of deicing salton the lower flange upper surface C (mdd)

10

100

30

10

1
0.001

Central area of Honshu
Shikoku Island
Previous research (Protective rust)Previous research (Detached rust)
0.01
0.05 0.1
1Annual flying amount of deicing salt C (mdd)

Photo 2 Special-type bridges constructed using weathering steel

Fig. 3 Overlapped Rust Particles

Fig. 4 Three-dimensional Corrosion Map

26

Fig. 5 Distribution of Residual Plate Thickness in Girder Web Ends

Uniform corrosion

Lower corrosion

Central corrosion

Fig. 6 Multi-function Corrosion-protection Deck
Full-cover typeInter-girder type

Airborne salt
RainwaterAir, water vapor

Airborne salt
RainwaterAir, water vapor

Photo 3 Interior of multi-function corrosion-protection deck27

Upper corrosion

Thickness(mm)Dari perspektif matematik, AI merupakan
teknologi penghitungan yang menggabungkan
machine learning, statistik, optimasi data dan
bidang lainnya. Machine learning dapat
didefinisikan sebagai sistim pemebejaran yangterdiri dari kombinasi tiga elemen: objektif,
model matematis dan algoritma pembelajaran.
Objektif berhubungan dengan bagaimana
memproses data—regresi, diskriminasi dan
klasifikasi data. Ada banyak dan berragam
model matematis. Dalam deep learning,
jaringan saraf tiruan atau artificial neuralnetwork (ANN) diadopsi sebagai salah satu
model matematis. ANN adalah fungsi jenis
non-linier yang merealisasi kinerja
input-output dimana link saraf kranial
psikologis sangat disederhanakan. Karenanya,
deep learning merupakan salah satu
pendekatan pembelajaran. Karena parameteryang tidak diketahui termasuk dalam model
matematis, maka deep learning menggunakan
data dalam prosesnya. Metode untuk
menentukan parameter ini disebut algoritma
pembelajaran atau learning algorithm.
Bila sudah dipastikan kombinasi ketiga
elemen ini, pemprograman dapat dilakukan
dengan metode machine learning(Halaman 15~18)

Topik Khusus

Peluang Inovasi Teknologi dalam
Konstruksi Menggunakan
Pendekatan Matematika Statistikal

Oleh Tomoyuki Higuchi
Direktur Organisasi Riset Informasi dan Sistim(Korporasi Institut Riset Antar Universitas),
Direktur Jenderal Institut Matematika
Statistikal
Istilah “statistika matematikal” dan“matematika statistikal” sangat serupa, dansering menimbulkan kebingungan. Keduanya
pada dasarnya sangat berbeda dalam hal
orientasi akademik dan kontennya. Statistik
matematikal adalah cabang statistik teoritis,
sedangkan matematik statistikal adalah istilahyang dilontarkan ketika Institut Matematika
Statistikal didirikan pada tahun 1944.
Matematika statistikal dianggap sebagai
suatu sistim metodologi rasional dan empirikal.
Matematika ini melihat apa yang krusial dalamisu-isu praktis dan merumuskannya serta
mengeluarkan rancangan untuk eksperimen
dan pemeriksaanya, menghasilkan data yanganalisisnya beserta prediksinya akan mengarah
ke pembuatan petunjuk aksi. Karenanya,bidang-bidang lingkup matematika statistikal
sangatlah luas.

Gbr. 1 Ikhtisar Bidang Matematika Terkait
Data

Deep Learning
Deep learning merupakan fungsi nonlinier

Ilmu Data dan Kecerdasan Buatan atau

Artificial Intelligence
Ilmu data (data science) dianggap sebagaiyang pada dasarnya identik dengan jaringan
saraf yang terkenal pada tahun 1980an (periode
ledakan AI kedua). Interval antara input dan
output disebut sebagai lapisan interim,
termasuk didalamnya sejumlah simpul atau
node. Pada tahun 1980an jumlah lapisaninterim hanya satu atau dua, sementara saat
ini jumlah dapat mencapai lusinan. Bahkan ada
kasus dimana jumlahnya mencapai 100, dandalam kasus contoh aplikasi untuk bahasa
alami atau natural language, dapat mencapai
hampir 1.000.
Hasilnya, jumlah faktor pembobot yangmenghubungkan node satu sama lainnya
menjadi sangat besar. Karena faktor pembobot
merupakan suatu parameter, sering terjadi
kasus dimana jumlahnya mencapai hampir 1bagian integral dari sistim yang meliputi
berragam bidang ilmu dalam statistik,termasuk pembelajaran mendalam (machinelearning), penggalian data (data mining) dan
optimisasi data (data optimization). Gbr. 1
menunjukkan konsep ilmu data yangmenunjukkan pengaturan berragam bidang
ilmu dari perspektif matematika danmenunjukkan tumpang tindihnya berragam
bidang ilmu. Ranah cakupan kecerdasan
buatan atau diistilahkan artifical intelligence(AI) lebih luas dibandingkan dengan ilmu data.
Tetapi, dari gambar konseptual tersebut
terlihat cepatnya perubahan dengan
bertambahnya waktu.




28

milyar. Isu pembelajaran berlebih yang pasti
terjadi bila jumlah parameter kurang daripada
jumlah data terus dimitigasi dalam era
mahadata atau big data.
Jumlah node yang termasuk dalam lapisaninterim dan bagaimana tiap node saling
terhubung, yakni, struktur lapisan interim daripertanyaan aplikasi, haruslah diseleksi dengan
benar. Deep learning sudah mencapaikeberhasilan untuk target aplikasinya, suara,
bahasa dan citra alami dan dipilih sebagai tiga
target utama.
Berbagai jenis deep learning diklasifikasikan
menurut jenis struktur dan contoh aplikasinya,yang digambarkan secara sistematik dalam Gbr.
2.

penjualan meningkat, maka hal itu berarti
berhasil.” Dengan kata lain, tujuan dalambidang perdagangan hanya tercapai bila ada
korelasi.
Sebaliknya, untuk permasalahan yangberhubungan langsung dengan hidup manusia,
seperti manajemen keamanan infrastruktur,
perlu diidentifikasi sebab dan akibat, atau perlu
membaca hubungan antara sebab dan
akibatnya. Juga, apabila dibutuhkan
akuntabilitas legal seperti pada penjualan
instrumen finansial, instrumen tersebut perlu
disesuaikan dengan kebutuhan konsumen dan
kondisi penerapannya.
Dengan demikian, untuk mendorong riset
ilmiah dan operasional industri manufaktur,
perlu diidentifikasi dengan jelas rute yangmenghubungkan sebab dengan hasil (dengan
kata lain, hubungan sebab-akibat). Namun
demikian, terdapat keterbatasan dalampenentuan hubungan sebab-akibat bila hanya
dengan machine learning. Secara khusus,
karena jaringan saraf buatan atau artificial
neural network (ANN) yang diperoleh darimachine learning merupakan sebuah“kotak-hitam”, harus diusahakan untuk
membuat hubungan input/output menjadi
sebuah “kotak putih”.
Selanjutnya, dalam model induktif, harus
dilakukan pemeriksaan yang serius mengenai
bagaimana menangani false-positives atau
false-negatives, tergantung pada jenis
permasalahannya, yang tidak dapat begitu saja
diperlakukan sebagai nol. Contohnya, dalamdiagnosis kanker untuk menghindarifalse-negative (dimana pasien tidak memiliki
masalah dalam sebuah diagnosis kanker,
walaupun sebenarnya menderita kanker), makafalse-positive dapat diterima. Sementara itu
dalam hal swa-kemudi kendaraan, karena laju
kendaraan dapat berbahaya, alarm palsu yang
ditimbulkan oleh sensor tidak digabungkan
satu persatu ke dalam rancang (kontrol)
operasional. Dengan kata lain dalam hal ini
diadopsi konsep desain untuk menghindarifalse-positive.
Dengan cara ini, metode induktif memiliki
batasan dimana peraturan dibuat hanya
dengan penggunaan data, dan dengan demikian
untuk menyelaraskan keseimbangan antara

Gbr. 2 Klasifikasi Jaringan Saraf Dalam atau

Deep Neural Networks (DNN) dalam Deeplearning

Kelemahan Kecerdasan Buatan
Machine learning merupakan penalaraninduktif dimana dibangun sebuah aturan, dan
pengambilan keputusan dicapai berdasarkan
data. Terdapat beberapa kelemahan dalam
penalaran induktif. Karenanya, untuk dapat
menerapkan AI dengan tepat,
kelemahan-kelemahannya harus dimengerti
dengan benar.
Pertama, inferensi induktif kuat dalam halinterpolasi tetapi lemah dalam hal extrapolasi.
Dalam estimasi menggunakan inferensi indukti
dari suatu fenomena yang sangat langka yang
belum pernah terjadi, kelemahan ini menjadi
sangat nyata. Sebaliknya, simulasi numerikal
untuk memecahkan suatu fomula fundamental
secara numerikal kuat dalam ekstrapolasi,
tetapi mengadopsi simulasi numerikal untukinterpolasi tidak menguntungkan dalam hal
biaya.
Selanjutnya, perlu dimengerti dengan benar
perbedaan antara korelasi dan sebab/akibat.
Dengan menggunakan machine learning, akanmudah untuk mencari korelasi dari big data.
Terkait perbedaan antara korelasi dan
sebab/akibat, ada sebuah rekomendasi padasitus dagang elektronik yang mengatakan:“Apabila dilakukan tindakan yang dibutuhkan
dan apabila ternyata sebagai hasilnya




29

false-positive dengan false-negative menjadi

dalam emulasi—data ukur, simulasi numerikal,
dan pengalaman dan intuisi.
Integrasi ketiga sumber infomasi dilakukan
oleh asimilasi data dari data ukur, simulasi
numerikal dan pengalaman/intuisu dengan
teorema Bayes. Gbr. 5 menunjukkan hubungan
antara ketiga elemen dalam digital twin. Riset
mengenai asimilasi data sudah meluas sejak
pertengahan 1990an, dan saat ini asimilasi datatidak dapat dipisahkan dari ramalan kondisi
cuaca. Artinya, asimilasi data saat ini dianggap
sebagai teknologi yang diterapkan secara rutin.

masalah sulit dalam penerapan AI dalam
operasionalisasi bisnis.

Digital Twins
Antara digital twins dan sistim fisik siber

tidak terdapat perbedaan konseptual dan dapat
dijelaskan dengan tiga elemen berikut—1) datayang diukur, 2) simulasi numerik, dan 3)
pengalaman dan intuisi. Dengan melihat
hubungan antara ketiga elemen, tekonologi
yang canggih ini dapat digambarkan sebagai
berikut:
Karena suatu formula dasar tidak dapat
menggambarkan sebuah fenomena target,
model turunan disiapkan secara konvensional
maupun empiris dengan menggunakan datayang diukur untuk mengontrol fenomena target.
Skala model matematis yang digunakan telahmengalami perubahan dari model sederhanaseberti model regresi multivariat yangsebelumnya digunakan untuk model skala
besar dalam deep learning yang saat ini
diterapkan.
Mendeteksi nilai yang abnormal merupakan
hal yang paling penting untuk keseluruhan
industri. Untuk mendeteksi nilai abnormal
yang terjadi dalam operasional industri dengan
menggunakan ketiga elemen utama di atas,
model diskriminasi untuk mendeteksi nilaiabnormal dibuat dengan simulasi numeris dan
pengalaman/ intuisi yang diperoleh sebagai
data supervisi dan dari data ukur yangdiperoleh dari machine learning. Gbr, 3
menunjukkan proses dan struktur model
diskriminasi menggunakan ketiga elemenutama dalam deteksi nilai abnormal.
Kebalikanya adalah pendekatan
emulasi—teknik yang menggunakan data ukur
sebagai data supervisi dan dan yangmenurunkan model untuk data ukur dengan
carara machine learning, berdasarkan simulasi
numerikal.
Simulasi numerikal biasanya membutuhkan
waktu hitung yang panjang. Tetapi, dalam hal
emulasi, model turunan terstruktur merupkanmodel yang sangat sederhana dan karenanya
pekerjaan mencari ruang parameter desain
dapat dilakukan dengan kecepatan tinggi. Gbr.
4 menunjukkan peran ketiga elemen pentingGbr. 3 Deteksi Nilai Abnormal seperti Outlier,
Seksi Abnormal dan Titik Ubah
Gbr. 4 Emulasi dan Pengukuran Virtual
Gbr. 5 Hubungan antara Ketiga Elemen dalam

Digital Twin

Utilisasi Pangkalan Data dan Teknologi

Linkage

Riset-riset yang menggambarkan
pengalaman dan intuisi dengan formula
numerikal saat ini sedang banyak
dikembangkan dengan cepat dengan
strukturisasi model turunan untuk berbagai
target dengan pangkalan data yang sangat
besar dan dengan cara machine learning.
Sekalipun riset ini sangat jauh bereda daribidang teknik sipil, riset ini dapat menjelaskan
dengan contoh perkembangan medis baru.
Ketika informasi mengenai struktur
sejumlah besar senyawa oragnik yang
diakumulasikan dalam sebuah pangkalan data
digambarkan dalam grafik, polanya sangat
berbeda dari pola grafik yang menggambarkanlink orang-ke-orang sebagaimana terlihat
dalam layanan jaringan sosial atau social
network services (SNS). Dengan kata lain,sekalipun terdapat pola tertentu dalam grafik
terkait senyawa organik, sulit bagi orang untuk
menemukan pola dari sejumlah pangkalan datayang sangat besar yang terkumpul. Machinelearning telah terbukti dapat menangani
pekerjaan demikian.
Informasi mengenai struktur molekuler
dapat ditransformasi dengan menggunakan
rumus transformasi tertentu menjadi stringyang dapat menggambarkan formula kimiawi(yang dimaksud adalah formula struktur30kimiawi). String ini tidak sesuai dengan
struktur tiga-dimensi senyawa aslinya secarasatu-satu, tetapi dapat sepenuhnya
menggambarkan fitur karateristik senyawa
organik. Ketika informasi mengenai struktur
molekuler ditransformasi ke bentuk stringseperti dijelaskan di atas, dimungkinkan untuk
mengaplikasikan berragam teknologi perlakuan
bahasa alami yang sejauh ini sudah terlihat
kemajuannya.
Sebagai contoh, bila sebuah formula kimiawi
tertentu diberikan, formula selanjutnya dapat
dibentuk secra probabilistik dengan
menggunakan fungsi prediksi kata yang ada
pada ponsel cerdas atau alat canggih lainnya.
Ketika fungsi ini terus diterapkan, maka dapat
dihasilkan banyak molekul virtual yangmencerminkan berragam pola yang ada padasenyawa di pangkalan data. Karenanya,
penggunaan pendekatan machine learning,yang merupakan pengetahuan tersembunyi
dalam pangkalan data, harus digambarkan
secara matematis sebagai model turunan yangberhubungan dengan informasi sebelumnya.
Informasi tersembunyi dalam pangkalandata perlu diperjelas dan pada saat bersamaan
juga perlu memperkenalkan teknologi linking
yang dapat menangani informasi terkait secara
terpadu. Dalam penerapan the Internet ofThings (IoT) untuk memantau infrastruktur
sosial, tidaklah memadai untuk menyusun
hanya satu set data tunggal, dan tidak dapat
dielakkan keharusan untuk mengintegrasi
berragam jenis informasi (data yang tidak
dapat diperoleh segera dan data yang disimpan
oleh organisasi terkait lainnya). Dalam
integrasi data, perlu menghadirkan berragam
alat seperti alat untuk perlakuan kehilangan
atau loss treatment (tuduhan) dan jaminan
mutu.
Sebagai contoh, dalam menganalisa datayang diperoleh dari berbagai sensor posisi/
akselerasi yang dipasang pada sebuah
jembatan, penggunaan informasi video
kendaraan yang lewat dengan menggunakan
kamera tetap sangat berguna. Di samping
informasi yang diperoleh, informasi
meteorologis terkait jumlah radiasi matahari
dan kecepatan angin harus dianalisis. Dasar
matematis teknologi information linking
hampir selalu menggunakan statistik Bayesian,sehingga dibutuhkan waktu perhitungan yangpanjang untuk melakukan supposisi rasional.
Untuk memperbaikinya, telah banyak tersedia
alat yang dapat digunakan untuk membuat
supposisi lebih sederhana.



31

Tomoyuki Higuchi: After finishing the doctoral course at the School of Science,
The University of Tokyo, he entered The Institute of Statistical Mathematics in
1989. He is currently engaged in a position as Director of the Research Organization of Information and Systems (Inter-University Research Institute Corporation) and Director-General of The Institute of Statistical Mathematics since 2011.
His profession covers Bayesian modeling. He is focusing his research efforts
on data assimilation and emulation (simple alternative method for simulation bymeans of machine learning).

Fig. 1 Overview of Mathematical Fields Relating to Data
Simulation science(first-principle deduction science)

AI: Anything and everything

Data science
Statistics

Optimization
Deep learning
Data mining(narrow sense)

Signal processing
Image processing
Machine learning

ControltheoryData engineering
Database engineering

32

Fig. 2 Classification of Deep Neural Networks (DNN) in Deep Leaning
Sequentially-aligned (serial) data: Voice, text

Correlating witheach other

Long-range correlationand sudden obvious
effects are incorporated

Data point
SampleDeterministic
Independent each other

Supervised
learning

Particularly no pattern

Unsupervised
learning

Boltzmann machine
Bayesian networ

Image

Is there any certain
pattern in thelocal structure?

Learning form
Probabilistic

Convolutional neuralnetwork (CNN)
Yes

Output form

Adoption ofFeedforward neural network
reinforced
Basic neural network
learning element

Auto encoder
Toward generative model
Variational autoencoder(VAE)

Fig. 3 Detection of Abnormal Values such as Outliers,
Abnormal Sections and Change Points

Measureddata

Machine learning

Discrimination
model

Numerical
simulation

Long short-term
memory (LSTM)

Recurrent neuralnetwork (RNN)

Experienceandintuition

Restriction conditioned To apply for preparationof supervised data
by fundamental
formula (conservation law)

33

Generative adversarial
nets (GAN)Fig. 4 Emulation and Virtual Measurement

Application for the
preparation ofsupervised data

Measureddata

Machine learning

Emulation

Constructing of
measurement
model using
statistical model
Experienceandintuition

Numerical
simulation
Production of big data using thegenerative model based on thefundamental formulaFig. 5 Relationship among Three Elements in Digital Twins

Measureddata
How to makeintegrated useof threeinformation
sources is
crucialGenerative model
equipped withlearning function

Digital twin

Numerical
simulation

Experienceandintuition

Normally, the generativemodel based on
fundamental formula34

Foto: Peserta dan pemandangan dalam
Program Pelatihan SEAISI(Sampul Belakang)

Operasi FBBJProgram Pelatihan SEAISI di Jepang

Penyampaian Kuliah di ForumSEAISI

Federasi Besi dan Baja Jepang mengadakan
Program Pelatihan SEAISI di Jepang padatanggal 23 hingga 27 Oktober 2017. Programyang disponsori oleh Institut Besi dan Baja Asia
Tenggara atauSouth East Asia Iron and SteelInstitute (SEAISI) ini diselenggarakan tiap
tahun dengan tujuan meningkatkan berragam
keahlian terkait baja bagi enam “negara
anggota reguler biasa” SEAISI. Jepang dan tiga
“negara anggota reguler pendukung”
SEAISI—Korea, Taiwan dan Australia—telahmemperluas kerjasama dalam penlaksanaan
program bergantian diantara keempat negara.
Program ini diselenggarakan di Jepang untuk
pertama kalinya sejak 2013. Program ini
menerima 17 orang untuk bekerja pada pabrikbaja di enam negara anggota reguler biasa.
Program 2017 di Jepang dilaksanakan
dengan tema “Produk Baja Kinerja Tinggi (Fitur,
Indikator Kinerja Utama atau Key Performance
Indicator dalam Proses Produksi dan Litbang),”dimana disampaikan tiga kuliah:
x Aplikasi Produk Baja Kinerja Tinggi dalam
Konstruksi Jembatan di Jepang
x Aplikasi Produk Baja Kinerja Tinggi dalam
Konstruksi Bangunan di Jepang
x Aplikasi dan Operasi Standar Industri Jepang
atau Japanese Industrial Standard (JIS)dalam Bidang Produk Besi dan Baja
Program ini meliputi kunjungan ke lokasi ke
Kimitsu Works of Nippon Steel & Sumitomo
Metal Corporation, the East Japan Works of
JFE Steel Corporation dan the Kakogawa
Works of Kobe Steel Ltd., dimana juga
diberikan kuliah mengenai Indikator Kinerja
Utama dalam proses produksi yang mendukung
manajemen keseluruhan operasi produksi baja,
teknologi baru dalam pembuatan besi dan
metodologi untuk mengurangi emisi CO2 dariperspektif jangka menengah dan panjang.
Disamping itu, peserta program
mengunjungi Institut Nasional Ilmu Kelautan,
dimana juga disampaikan kuliah terkait risetyang sedang dilakukan dalam bidang teknologi
material struktur, kekuatan material dan
teknologi gempa.
Federasi Besi dan Baja Jepang (FBBJ)
mengirim Masamichi Sasaki, angora Komite
Promosi Pasar Luar Negeri FBBJ ke Forum
Sustainabilitas Besi dan Baja ASEAN yangdiselenggarakan oleh Institute Besi dan Baja
Asia Tenggara atau South East Asia Iron andSteel Institute di Manila, Filipina pada tanggal
27 Nopember, 2017. Dalam kesempatan itu
disampaikan kuliah dengan judul“Pengembangan Pasar Struktur Baja di
Jepang—Standardisasi, Perturan Bangunan
dan Produk Baja.” Kuliah ini disampaikan
menjawab permintaan Sub Komite Aplikasi
Baja dalam Sektor Konstruksi SEAISI. Kuliah
ini merupakan salah satu kuliah yang
disampaikan oleh anggota komite dan orangterkait lainnya. Jepang berpartisipasi dalam
Sub Komite sebagai pengamat.
Dalam kuliah dari Jepang, berbagai
prakarsa disampaikan untuk mendukung
pengembangan pasar struktur baja di Jepang
yang dimulai dengan pernyataan—mengapa
struktur baja mencapai perkembangan pesat di
Jepang adalah disebabkan karena persiapan
yang sistematik dalam hal hukum danpendekatan desain terkait struktur,
perkembangan teknologi dan perencanaan
konstruksi dan logistik yang efisien.







35

36