CABLE STAYED DAN KONSTRUKSI TAHAN GEMPA JEMBATAN PASUPATI
Bandung terkenal dengan kenyamanan dan keindahannya. Selain dari letak geografis yang memang memadai, banyak hal-hal lainnya yang mampu memikat hati para pengunjung slah satunya adalah sejarah dan keunikan bangunan-bangunannya. Pada postingan kali ini, saya akan mengidentifikasi bagian unik dari ikon kota bandung. Jembatan pasupati sendiri terdiri dari 80% beton, 18% aspal, dan 2% besi dan kabel. Hal yang ingin saya bahas kali ini ialah mengenai konstruksi dari salah satu bagian penting pada jembatan yaitu Cable Stayed dan box grider.
CABLE STAYED
menurut data, Jembatan cable stayed (Kabel Tetap) sudah dikenal sejak
lebih dari 200 tahun yang lalu (Walther, 1988) yang pada awal era tersebut
umumnya dibangun dengan menggunakan kabel vertical dan miring seperti Dryburgh
Abbey Footbridge di Skotlandia yang dibangun pada tahun 1817. Jembatan seperti
ini masih merupakan kombinasi dari jembatan cable stayed modern. Sejak saat itu
jembatan cable stayed mengalami banyak perkembangan dan mempunyai bentuk yang
bervariasi dari segi material yang digunakan maupun segi estetika.
Pada umumnya jembatan cable stayed menggunakan gelagar baja,
rangka, beton atau beton pratekan sebagai gelagar utama (Zarkasi dan
Rosliansjah, 1995). Pemilihan bahan gelagar tergantung pada ketersediaan bahan,
metode pelaksanaan dan harga konstruksi. Penilaian parameter tersebut tidak
hanya tergantung pada perhitungan semata melainkan masalah ekonomi dan estetika
lebih dominan. Kecenderungan sekarang adalah menggunakan gelagar beton, cast in
situ atau prefabricated (pre cast).
1. Gaya-Gaya yang Bekerja Pada Jembatan Cable Stayed (Kabel Tetap)
Komponen Jembatan Cable Stayed
Pada dasarnya komponen utama jembatan cable stayed terdiri atas
gelagar, sistem kabel , dan menara atau pylon.
a). Sistem kabel
Sistem kabel merupakan salah satu hal mendasar dalam perencanaan
jembatan cable stayed. Kabel digunakan untuk menopang gelagar di antara dua
tumpuan dan memindahkan beban tersebut ke menara. Secara umum sistem kabel
dapat dilihat sebagai tatanan kabel transversal dan tatanan kabel longitudinal.
Pemilihan tatanan kabel tersebut didasarkan atas berbagai hal karena akan
memberikan pengaruh yang berlainan terhadap perilaku struktur terutama pada
bentuk menara dan tampang gelagar. Selain itu akan berpengaruh pula pada metode
pelaksanaan, biaya dan arsitektur jembatan. Sebagian besar struktur yang sudah
dibangun terdiri atas dua bidang kabel dan diangkerkan pada sisi-sisi gelagar
(Walther, 1988). Namun ada beberapa yang hanya menggunakan satu bidang.
Penggunaan tiga bidang atau lebih mungkin dapat dipikirkan untuk jembatan yang
sangat lebar agar dimensi balok melintang dapat lebih kecil.
b). Tatanan kabel transversal
Tatanan kabel transversal terhadap arah sumbu longitudinal jembatan
dapat dibuat satu atau dua bidang dan sebaliknya ditempatkan secara simetri.
Ada juga perencana yang menggunakan tiga bidang kabel sampai sekarang belum
diterapkan di lapangan. Secara tatanan kabel transversal dapat dilihat pada
gambar berikut.
•
Sistem satu bidang
Sistem ini sangat menguntungkan dari segi estetika karena tidak terjadi
kabel bersilangan yang terlihat oleh pandangan sehingga terlihat penampilan
struktur yang indah. Kabel ditempatkan ditengah-tengah dek dan membatasi dua
arah jalur lalulintas. Untuk jembatan bentang panjang biasanya memerlukan
menara yang tinggi menyebabkan lebar menara di bawah dek sangat besar. Secara
umum jembatan yang sangat panjang atau sangat lebar tidak cocok dengan
penggantung kabel satu bidang.
•
Sistem dua bidang
Penggantung dengan dua bidang dapat berupa dua bidang vertikal sejajar
atau dua bidang miring yang pada sisi atas lebih sempit.
•
Sistem tiga bidang
Pada perencanaan jembatan yang sangat lebar atau membutuhkan jalur
lalulintas yang banyak, akan ditemui torsi yang sangat besar bila menggunakan
sistem kabel satu bidang dan momen lentur yang besar pada tengah balok
melintang bila menggunakan sistem dua bidang. Kejadian ini menyebabkan gelagar
sangfat besar dan menjadi tidak ekonomis lagi. Penggunaan penggantung tiga
bidang dapt mengurangi torsi, momen lentur, dan gaya geser yang berlebihan.
Penggunaan penggantung tiga bidang sampai saat ini masih berupa inovasi dan
baru sampai pada tahap desain (Walther,1988)
2.
Menara
Pemilihan menara sangat dipengaruhi oleh konfigurasi kabel, estetika
dan kebutuhan perencanaan serta pertimbangan biaya. Bentuk-bentuk menara dapat
berupa rangka portal tropezoidal, menara kembar, menara A, atau menara
tunggal.Selain bentuk menara yang telah disebutkan, masih banyak bentuk bentuk
menara lain namun jarang digunakan seperti menara Y, menara V, dan lain
sebagainya.
3.
Gelagar
Bentuk gelagar jembatan cable stayed sangat bervariasi namun yang
paling sering digunakan ada dua yaitu stffening truss dan solid web (Podolny
and Scalzi, 1976). Stiffening truss digunakan untuk struktur baja dan solid web
digunakan untuk struktur baja atau beton bertulang maupun beton prategang.
Gelagar yang tersusun dari solid web yang terbuat dari baja atau beton
cenderung terbagi atas dua tipe (Ganbar 8.9) yaitu :
•
gelagar pelat (plate girder),
dapat terdiri atas dua atau banyak gelagar.
•
gelagar box (box girder), dapat terdiri atas satu susunan box yang
dapat berbentuk persegi panjang atau trapesium.
Kelebihan Jembatan Cable
Stayed :
•
Kabel lurus memberikan kekakuan yang lebih besar dari kabel melengkung.
Disamping itu, analisis non linier tidak perlu dilakukan untuk geometri kabel
lurus.
•
Kabel diangker pada lantai jembatan dan menimbulkan gaya aksial tekan
yang menguntungkan secara ekonomis dan teknis.
•
Tiap – tiap kabel penggantung lebih pendek dari panjang jembatan secara
keseluruhan dan dapat diganti satu persatu.
Kelemahan Jembatan Cable
Stayed
•
Diperlukan metode pelaksanaan yang cukup teliti jika jembatan Cable
Stayed dibangun dengan bentang yang lebih panjang, bagian yang terkantilever
sangat rentan terhadap getaran akibat angin selama masa konstruksinya.
•
Sama halnya dengan
jembatan penggantung, kabel penggantungnya memerlikan perawatan yang intensif
untuk melindungi dari karat.
BOX GRIDER
Jembatan box girder adalah sebuah jembatan dimana struktur atas
jembatan terdiri dari balok-balok penopang utama yang berbentuk kotak berongga.
Box girder biasanya terdiri dari elemen beton pratekan, baja structural, atay
komposit baja dan beton bertulang. Bentuk penampang dari box girder umumnya
adalah persegi atau trapezium dan dapat direncanakan terdiri atas 1 sel atau
banyak sel.
EMBATAN BOX GIRDER
Jembatan box girder adalah sebuah jembatan dimana struktur atas
jembatan terdiri dari balok-balok penopang utama yang berbentuk kotak berongga.
Box girder biasanya terdiri dari elemen beton pratekan, baja structural, atay
komposit baja dan beton bertulang. Bentuk penampang dari box girder umumnya
adalah persegi atau trapezium dan dapat direncanakan terdiri atas 1 sel atau
banyak sel.
Salah satu keuntungan dari jembatan box girder yaitu ketahanan torsi
yang lebih baik, yang sangat bermanfaat untuk aplikasi jembatan yang
melengkung. Tinggi elemen box girder dapat dibuat constant maupun bervariasi,
makin ke tengah makin kecil.
Jembatan box girder beton umumnya dipadukan dengan system prategang.
Konsep prategang adalah memberikan gaya tarik awal pada tendon sebagai tulangan
tariknya serta memberikan momen perlawanan dari eksentrisitas yang ada sehingga
selalu tercipta tegangan total negative baik serat atas maupun bawah yang
besarnya selalu dibawah kapasitas tekan beton. Struktur akan selalu bersifat
elastic karena beton tidak pernah mencapai tegangan tarik dan tendon tak pernah
mencapai titik plastisnya.
Metode pelaksanaan jembatan box girder juga kompleks dan bervariatif
tergantung dari keadaan tanahnya, jenis tendon pratekannya apakah internal
prestressing atau external prestressing, tergantung juga lekatan kabel dengan
beton apakah bonded ataukah unbounded, pengaturan bentangan jembatan apakah
menerus atau bentang sederhana, tinggi elemen box girder apakah bervariasi atau
constant serta proses pelaksanaan di lapangan apakah cor ditempat atau
pracetak.
Metode pelaksanaan yang umum digunakan adalah metode konvensional
dengan perancah, balance cantilever, atau kombinasinya, dan incremental
launching.
konvensional menggunakan falsework
incremental erection
cantilever
Abutmen/ Kepala Jembatan
Bangunan bawah jembatan yang terletak pada kedua ujung jembatan yang
berfungsi memikul reaksi beban pada ujung jembatan dan dapat juga berfungsi
sebagai dinding penahan tanah.
Pilar
Perencanaan pilar merupakan hal yang sangat penting dan mendasar yang
akan mempengaruhi estetika, keekonomisan serta perilaku struktur dari jembatan.
Pilar akan menerima gaya dari gelagar. Secara prinsip pemakaian beton pada
pilon mempunyai dasar yang kuat mengingat akan mengalami gaya tekan yang besar.
Pilar untuk jembatan box girder beton akan menerima gaya yang besar
akibat bentang jembatan yang besar serta berat box girder itu sendiri.
Penampang pilar dapat dibuat massif ataupun berongga.
Gelagar
Bentuk penampang dari box girder umumnya adalah persegi atau trapezium
dan dapat direncanakan terdiri atas 1 sel atau banyak sel
Lock Up Device
Fungsi dari lock up device adalah untuk memberikan suatu hubungan yang
kaku (rigid link) antara dek jembatan dengan abutmrn atau pilar jembatan,
sehingga pada akibat beban yang cepat dangan durasi yang pendek seperti gempa,
tabrakan, rem, gaya tersebut akan disalurkan ke perletakan. Akibat beban yang
terjadi perlahan-lahan seperti suhu, susut dan rangkak, maka tidak terjadi
hubungan kaku sehingga tidak terjadi penyaluran gaya.
Modular Expansion Joint
Sebagaimana umumnya jembatan bentang panjang, pergerakan pada dek
jembatan akan selalu terjadi dan harus diakomodasi dengan baik.
Untuk mengakomodasi pergerakan yang relative besar tersebut. Umumnya
digunakan expansion joint tipe modular. Gambar dibawah menyajikan tipikal
Expansion Joint tipe modular yang umum digunakan.
Mechanical Bearing
Sebagaimana umumnya jembatan bentang panjang, gaya-gaya pada perletakan
akan memiliki magnitude yang besar. Untuk itu tipe perletakan yang digunakan
pada jembatan bentang panjang adalah perletakan yang mempunyai kemampuan
menahan gaya yang besar. Tipe perletakan mekanik seperti pot bearing dan
spherical bearing umum digunakan pada jembatan bentang panjang.
sumber :
-
https://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/17/jembatan-cable-stayed/
- https://fadlyfauzie.wordpress.com/2012/12/02/mengenal-jembatan-box-girder/
- https://www.serbabandung.com/jalan-layang-pasupati/
Komentar
Posting Komentar