WIM Bridge (B-WIM): Jembatan timbangan beban kendaraan tanpa perlu berhenti

Catatan: Sebelum baca tulisan ini, ada baiknya membaca tulisan saya sebelumnya mengenai Weigh-In-Motion (WIM) di sini.

Weigh-In-Motion (WIM)

Seperti yang telah diuraikan pada tulisan tersebut, Weigh-In-Motion (WIM) adalah sebuah metode pengukuran beban kendaraan yang dapat dilakukan ketika kendaraan dalam kondisi bergerak. Teknologi WIM ini adalah perkembangan terbaru dari pengukuran beban kendaraan yang selama ini dilakukan secara statis, yaitu mengukur beban kendaraan dalam kondisi berhenti di suatu lokasi pengukuran beban statis yang biasa disebut jembatan timbang.

WIM Bridge

Nah secara sederhana, WIM Bridge (umumnya disebut B-WIM) adalah jembatan yang berfungsi sebagai timbangan secara dinamis, dengan melakukan pemasangan instrumen sensor respon jembatan terhadap beban kendaraan yang melintas, untuk kemudian diproses menjadi besaran beban kendaraan berikut besaran lain sebagaimana data keluaran WIM, seperti kecepatan kendaraan, kelas kendaraan, beban gandar, dan lain sebagainya. Sedangkan menurut CESTEL, salah satu produsen terbaik WIM Bridge, WIM Bridge adalah sistem pengukuran beban kendaraan secara aktual tanpa perlu memberhentikan kendaraan tersebut terlebih dahulu, dengan memanfaatkan struktur jembatan eksisting yang terinstrumentasi sebagai transduser. Sistem ini menggunakan strain gages pada struktur jembatan seperti diilustrasikan sebagai berikut.

Ilustrasi Sistem Bridge Weigh In motion. Sumber: SiWIM System, 2011

Agar lebih sederhana, sistem ini biasanya digunakan pada jembatan dengan sistem struktur statis tertentu, yaitu terletak pada dua tumpuan sederhana, dengan lokasi pemasangan sensor strain gages biasanya ditempatkan di serat bawah tengah bentang jembatan maupun di seperempat bentang jembatan. Ketika kendaraan melintasi jembatan, dapat diketahui regangan yang tercatat pada strain gages, yang kemudian dapat dianalisis balik untuk mendapat besaran beban akibat regangan struktur jembatan yang terjadi. Prinsipnya, teknologi WIM Bridge ini memanfaatkan respon dinamis elemen jembatan terhadap beban kendaraan yang melintas jembatan.

Sensor Strain Gage pada SiWIM System (B-WIM). Sumber: SiWIM System, 2011

WIM Bridge dalam perkembangan pengukuran beban kendaraan

Dalam perkembangan teknologi dan sistem pengukuran beban kendaraan, sistem WIM Bridge adalah sistem paling mutakhir di antara sistem WIM lain yang telah dikembangkan sebelumnya. Sistem WIM yang merupakan perkembangan dari pengukuran beban statis, pada awalnya hanya dapat mengukur beban kendaraan pada kecepatan rendah kemudian berkembang hingga kini dapat mengukur beban kendaraan pada kecepatan tinggi, sehingga dapat diterapkan di jalan bebas hambatan. Dibandingkan WIM sistem tertanam pada perkerasan seperti diuraikan sebelumnya, Bridge WIM relatif lebih mutakhir dari sistem sensor dan algoritma karena membutuhkan proses perhitungan balik dari respon struktur jembatan menjadi beban kendaraan. Namun, sistem Bridge WIM dapat mengukur lebih akurat dibanding WIM yang terpasang pada perkerasan, hingga tingkat akurasi 95% (SiWIM, 2011).

Perkembangan sistem pengukuran beban kendaraan. Sumber: Znidaric, 2015

Secara historis, Sistem Bridge WIM dikembangkan pertama kali pada tahun 1979-1994 di Amerika Serikat dan Australia pada struktur culvert. Kemudian pada 1994-2000, proyek riset Uni Eropa yaitu COST 323 dan WAVE menghasilkan progres substansial dan prototipe SiWIM berhasil dibuat oleh ZAG. Selanjutnya, dari tahun 2000 sampai sekarang, SiWIM sudah berhasil dikomersialisasi oleh perusahaan CESTEL dari Slovenia. Sampai saat ini sudah dilakukan pemasangan SiWIM pada lebih dari 700 jembatan di 20 negara di dunia. Perkembangan terakhir, SiWIM dikembangkan untuk meningkatkan akurasi dan stabilitas jangka panjang, Bridge WIM untuk kereta api, dan untuk monitoring jembatan.

Keunggulan WIM Bridge (SiWIM System, 2011)

• Cukup akurat untuk mengukur berat GVW (Gross Vehicle Weight), Single Axe Weight dan Axle Group Weight. 
• Mudah dipasang, tanpa mengganggu lalu lintas karena dipasang di bagian bawah jembatan 
• Portable, dapat dipindahkan dari satu jembatan ke jembatan lainnya, tanpa mengganggu akurasi pengukuran 
• Mendukung pemeriksaan keamanan jembatan 
• Dalam praktik pengukuran WIM, dengan instrumentasi pada jembatan, kendaraan yang ingin menghindari terukurnya berat akan kesulitan karena jembatan tidak dapat dihindari. Lain halnya dengan WIM pada perkerasan yang akan tidak akurat jika pengemudi menggeserkan kendaraannya ke bahu jalan untuk menghindari sensor WIM yang kasat mata pada perkerasan.

Kekurangan WIM Bridge (SiWIM System, 2011)

Dibutuhkan jembatan yang masih dalam kondisi baik dan permukaan jalan pendekat yang mulus agar pengukuran tidak terganggu dan tetap akurat.
Tidak semua jembatan cocok dengan penerapan sistem SiWIM, contoh jembatan yang cocok antara lain jembatan simple span atau menerus tipe girder maupun pelat bentang pendek, pelat orthotropik, box culvert.
Diperlukan pemahaman mengenai perilaku struktur jembatan untuk dipasang instrumentasi sistem SiWIM, agar dapat mengkorversi respons akibat beban menjadi beban itu sendiri.

Catatan: jika membutuhkan informasi lebih lanjut terkait WIM Bridge ini, saya lampirkan draft naskah ilmiah yang disusun oleh tim penelitian WIM Bridge Puslitbang Jalan dan Jembatan terkait WIM Bridge klik disini untuk mengunduh. Cover draftnya seperti ini:

Naskah Ilmiah WIM BRIDGE 2015. Sumber: Sukmara, 2015