3.1.5. Jenis Penampang Struktur Dalam Konstruksi Prestressed Concrete Dalam pemilihan penampang struktur yang akan dibangun, ada beberapa hal yang harus diperhitungkan, baik dari segi biaya maupun dari segi kekuatan penampang dalam menahan beban yang akan dikerjakan padanya.
Penampang persegi panjang adalah yang paling ekonomis dari segi bekisting, Tetapi jarak kern kecil dan lengan momen yang tersedia untuk baja terbatas. Beton dekat garis berat dan pada sisi tarik tidak efektif dalam menahan
momen, terutama pada tahap batas. Penampang persegi tidak seefisien penampang-I dalam penggunaan penampang beton. Hal ini bisa dilihat dari perbandingan yang terlihat dibawah ini.
Penampang-I Persegi Panjang
180 109
Jarak pusat batas gaya tekan 66 55 dari serat atas
Lengan momen batas a’ untuk 406 417
Kopel penahan, m
Tarikan batas baja, mm 1001 1001
Momen penahan batas. Km-m 406 417
Beberapa bentuk penampang yang seringkali digunakan dalam konstruksi beton prategang diantaranya:
1. Penampang – I simetris 2. Penampang – I tidak simetris 3. Penampang – T
4. Penampang – T terbalik 5. Penampang box girder
Konstruksi balance cantilever pada jembatan perawang menggunakan penampang box girder. Adapun alasan pemilihan box gider dalam konstruksi
balance cantilever di jembatan perawang adalah penampang berbentuk hollow
memiliki kekuatan menahan momen sumbu-x maupun sumbu-y yang besar karena memiliki momen Inersia yang hampir sama antara sumbu-x maupun sumbu-y. 3.1.6. Material Yang Digunakan Dalam Konstruksi Prestressed Concrete A. Beton
Beton yang lebih kuat biasanya diperlukan dalam pekerjaan beton prategang. Dalam prakteknya di Amerika Serikat diharuskan untuk menggunakan kekuatan silinder beton umur 28-hari sebesar 28 sampai 55 Mpa untuk beton prategang.
Kekuatan yang lebih tinggi merupakan keharusan pada konstruksi beton prategang dikarenakan beberapa alasan. Pertama, untuk menghemat biaya, angkur
yang diperdagangkan untuk baja prategang selalu direncanakan berdasarkan beton mutu tinggi. Faktor lain dikarenakan beton mutu tinggi tidak mudah mengalami retak akibat susut yang kadang-kadang terjadi pada beton mutu rendah. Beton mutu tinggi juga memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi dan regangan akibat rangkak yang lebih kecil, sehingga kehilangan gaya prategang pada baja dapat dikurangi.
B. Baja Mutu Tinggi
Baja mutu tinggi merupakan bahan yang umum digunakan untuk menghasilkan gaya prategang. Baja mutu tinggi dibuat melalui proses pencampuran yang memungkinkan pembuatan baja semacam itu pada operasi normal. Karbon merupakan unsur yang paling ekonomis untuk pencampuran karena murah dan mudah pengerjaannya.
Baja mutu tinggi untuk sistem prategang biasanya merupakan salah satu dari tiga bentuk kawat yakni weir, strand, dan bar. Biasanya pada struktur jembatan yang paling umum dipakai dari ketiga sistem kawat diatas adalah strand.
Untaian kawat (strand) untuk sistem prategang umumnya disesuaikan dengan spesifikasi ASTM A – 416 untuk “ Uncoated Seven-Wire Stress-Relieved
For Prestressed Concrete”. Yang dipakai adalah dua derajat, 1724 Mpa dan 1862
Mpa, dimana ‘derajat’ menunjukkan tegangan putus minimum yang dijamin. Strand dengan 7-kawat mempunyai sebuah kawat ditengah yang sedikit lebih besar dari 6 kawat sebelah luarnya.
C. Ducts
Ducts merupakan selimut yang berbentuk spiral yang digunakan sebagai pembungkus kabel strand yang berfungsi untuk mencegah korosi pada kabel strand. Luas ducts harus lebih besar 2.25 kali luas kabel strand pada sistem post- tensioning.
Adapun material yang digunakan dalam pekerjaan post-tensioning pada proyek jembatan perawang adalah sebagai berikut.
1. Beton K500
2. Strand dengan spesifikasi
Ultimate strength of strand = 1860 N/mm2 / 26.5 ton Steel Grade = 270
Modulus Elasticity of Strand = 193060 N/mm2
3. Ducts
Duct yang digunakan dalam proyek jembatan perawang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
Coefficient of angular friction = 0.2000/radian Coefficient of wobble friction = 0.1000/m
Gambar 3.2 Detail Ducts
Jenis ducts yang memiliki interlocking seam biasanya digunakan untuk struktur tendon yang bounded. Sedangkan untuk struktur tendon yang unbounded digunakan tendon polos. Struktur tendon bounded adalah dimana setelah diberi gaya prategang tendon digrouting, sedangkan unbonded tidak digrouting seperti pada struktur kabel pada jembatan cable stayed.
Coefficient of angular friction menggambarkan kemampuan ducting untuk mareduksi gesekan antara ducting dengan strand dimana besar kecilnya koefisien tergantung sudut alignment pemasangan tendon.
Coefficient of wobble friction menggambarkan kemampuan ducting untuk mareduksi gesekan antara ducting dengan strand dimana besar kecilnya koefisien tergantung panjang tendon yang diproduksi di pabrik, semakin panjang tendon maka Coefficient of wobble friction semakin besar.
3.1.7. Sistem Pengangkuran Ujung Pada Post-Tensioning
Pada dasarnya ada tiga prinsip dimana kabel strand dapat diangkurkan ke beton.
1. Dengan prinsip kerja pasak yang menghasilkan penjepit gesek (wedges) pada kabel.
2. Dengan peletakan langsung dari kepala paku keling atau baut yang dibuat pada ujung kabel.
3. Dengan melilitkan kabel ke sekeliling beton.
Beberapa sistem yang saling berkaitan telah dikembangkan berdasarkan prinsip kerja pasak dan perletakan langsung. Beberapa sistem prategang yang populer mengangkurkan kabel atau strand dengan prinsip kerja pasak antara lain sistem Freyssinet.
Sistem Freyssinet yang telah digunakan diseluruh dunia menggunakan prinsip pasak sampai dengan 12 strand dalam satu tendon. Setiap unit pengangkuran terdiri dari sebuah kerucut yang dilalui oleh kabel-kabel dan pada dindingnya kabel tersebut dipasak oleh sumbatan berbentuk kerucut yang diletakkan memanjang dengan lekukan untuk menempatkannya.
Gambar 3.3 Sistem Pengangkuran Post-Tensioning
Kerucut berfungsi untuk mengeliminasi gesekan antara strand dengan ducting pada pertemuan antara ducting dengan casting (anchore plate) selain itu juga berfungsi memindahkan reaksi dari dongkrak dan prategang dari kabel ke beton. Setelah prategang selesai, bahan sementasi disuntikkan melalui lubang di tengah lubang sumbat kerucut. Kerucut Freyssinet terbuat dari plastik dengan diameter sebesar 12.7 mm atau 15.24 mm dengan jumlah strand berkisar antara 6 sampai 12 setiap tendon.