Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas, Padang,rizaaryanti@yahoo.co.id
Masrilayanti
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas, Padang,masrilayanti@gmail.com
Abstrak
Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar didunia yang membutuhkan jembatan-jembatan bentang panjang sehingga dapat menghubungkan antar pulau. Jembatan Barelang merupakan salah satu jembatan bentang panjang dengan bentang 642 meter. Terdapatnya perbedaan jarak antar perletakan yang cukup jauh pada jembatan bentang panjang mengakibatkan tingginya kemungkinan akan perbedaan jenis tanah pada tumpuan. Oleh karena itu dalam pendesignan perlu dilakukan analisis lebih teliti terhadap beban gempa karena Indonesia termasuk daerah rawan gempa. Tujuan analisis ini adalah membandingkan perpindahan pada saat diberikan beban gempa yang terjadi pada jembatan
cable stayed Barelang diatas tumpuan tanah lunak dan tanah keras. Zona wilayah gempa yang
digunakan adalah wilayah Batam. Beban gempa yang diinputkan berupa time history pada arah X. Hasil analisis menunjukkan nilai perpindahan pada struktur jembatan yang mengalami beban gempa rencana pada tumpuan ditanah lunak cenderung lebih besar dibandingkan pada tumpuan tanah keras.
Kata kunci: Jembatan cable stayed, perpindahan, tipe fan, tanah lunak, tanah keras
1. PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia yang terletak di Asia Tenggara. Didalam Buku Ensiklopedi Nasional Indonesia juga dijelaskan bahwa wilayah Indonesia terletak antara dua Benua yaitu Asia dan Australia, dan antara dua samudra yaitu Samudra Hindia (Indonesia) dan Samudra Pasifik, terdiri dari lebih 13.000 pulau, mulai dari pulau We di ujung utara atau barat sampai pulau Irian di ujung timur, dengan perbandingan wilayah laut dan darat 78 : 22.
Karena Indonesia merupakan Negara Kepulauan, maka Indonesia membutuhkan jembatan- jembatan yang memiliki bentang panjang sehingga dapat menghubungkan antar pulau di Indonesia. Perencanaan akan jembatan bentang panjang ini juga harus mempertimbangkan akan analisa struktur jembatan yang aman gempa. Lokasi Indonesia yang berada pada pertemuan tiga lempeng tektonik besar didunia, yaitu lempeng Indo - Australia, Eurasia, dan Pasifik menyebabkan Indonesia sering dilanda bencana alam gempa bumi.
Ridho, F., Riza A., Masrilayanti, Perbandingan Respons Struktur Atas Jembatan Cable Stayed Tipe Fan Dengan Tumpuan Di Atas Tanah Lunak Dan Tanah Keras Akibat Beban Gempa
Pada jembatan bentang panjang kemungkinan akan terjadinya perbedaan jenis tanah pada tumpuan sangatlah besar. Hal ini disebabkan terdapatnya jarak yang jauh antar tumpuan pada jembatan. Pengaruh gempa terhadap tumpuan akan mengalami perbedaan terhadap tumpuan yang terletak pada jenis tanah yang berbeda. Untuk itulah hal ini menjadi dasar didalam studi analisis ini. Seberapa jauh dan besar pengaruh letak posisi perletakkan jembatan bentang panjang diatas jenis tanah yang berbeda akibat beban gempa.
2. STUDI PUSTAKA
2.1 JembatanCable Stayed
Jembatan cable stayed merupakan salah satu dari jenis jembatan bentang panjang dimana kabel panjang dari tiang yang terhubung secara langsung pada gelagar tanpa gantung. Bentuk utama dari struktur jembatan cable stayed adalah rangkaian gabungan dari pilon atau menara, kabel, dan gelagar.
Terdapat beberapa jenis jembatan cable stayed yang dibagi berdasarkan bentuk susunan kabelnya, diantaranya:
1. Tipe radial
Merupakan sebuah susunan dimana kabel dipusatkan pada ujung atas menara dan disebar sepanjang bentang pada gelagar. Kelebihan tipe ini adalah kemiringan rata- rata kabel cukup besar sehingga komponen gaya horizontal tidak terlalu besar kabel yang terkumpul diatas kepala menara menyulitkan dalam perencanaan dan pendetailan sambungan.
Gambar 2.1. Jembatan cable stayed tipe radial
2. Tipe harp
Terdiri atas kabel-kabel penggantung yang dipasang sejajar dan disambungkan ke menara dengan ketinggian yang berbeda-beda satu terhadap yang lainnya. Susunan kabel yang sejajar memberikan efek estetika yang sangat indah namun terjadi lentur yang besar pada menara.
Ridho, F., Riza A., Masrilayanti, Perbandingan Respons Struktur Atas Jembatan Cable Stayed Tipe Fan Dengan Tumpuan Di Atas Tanah Lunak Dan Tanah Keras Akibat Beban Gempa
3. Tipe fan
Merupakan solusi tengah antara tipe radial dan tipe harp. Kabel disebar pada bagian atas menara dan pada dek sepanjang bentang, menghasilkan kabel tidak sejajar. Penyebaran kabel pada menara akan memudahkan pendetailan tulangan.
Gambar 2.3. Jembatan cable stayed tipe fan
2.2 Pengaruh Tanah Terhadap Bangunan Tahan Gempa
Sebagaimana diketahui, getaran yang disebabkan oleh gempa cenderung membesar pada tanah lunak dibandingkan pada tanah keras. Tanah keras yang bergetar akibat gempa, getarannya cenderung mempunyai kandungan frekuensi tinggi. Getaran frekuensi tinggi tersebut akan mempunyai panjang gelombang yang relatif pendek. Menurut ilmu fisika bahwa kemampuan suatu material untuk menyerap energi akan berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Oleh karena itu gelombang frekuensi tinggi relatif lebih mudah diserap energinya oleh media yang dilalui oleh gelombang gempa.
3. HASIL, ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
3.1 Permodelan Struktur Jembatan
Struktur jembatan cable stayed dimodelkan dengan software SAP 2000 sebagai berikut :
Gambar 3.1 Permodelan Struktur Jembatan Tipe Fan
3.2 Disain Time History
Pada disain beban gempa dengan peraturan SNI 1726-2012 yang merupakan peraturan keluaran terbaru saat ini, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Permukiman telah mengembangkan sebuah teknologi berupa aplikasi untuk memperoleh data seismic dan respons spectrum berdasarkan wilayah yang kita inginan dimana saja. Kita tingga menginputkan nama wilayah atau koordinat dari peta.
Setelah menginputkan nama wilayah atau koordinat lokasi Jembatan Barelang berada, selanjutnya memilih jenis tanah, yaitu dalam kasus ini adalah tanah lunak dan tanah keras,
Ridho, F., Riza A., Masrilayanti, Perbandingan Respons Struktur Atas Jembatan Cable Stayed Tipe Fan Dengan Tumpuan Di Atas Tanah Lunak Dan Tanah Keras Akibat Beban Gempa
selanjutnya diperoleh spectral percepatan. Dari hasil perhitungan diperoleh data seismik tanah untuk wilayah tersebut.
Selanjutnya, dari data tersebut dilakukan perhitungan dan analisis dengan menggunakan program sehingga data gempa yang awalnya berupa respons spektrum, dikonversi menjadi sebuah accelorogram berupa riwayat waktu (time history) yang nantinya akan diinputkan sebagai beban pada software SAP2000.
3.3 Hasil Analisa Dinamis, Perpindahan
Titik-titik joint yang dibandingkan dalam hasil analisis ini adalah seperti yang ditunjukkan oleh gambar berikut:
Gambar 3.2 Titik Joint yang Ditinjau Pada Pylon
Gambar 3.3 Titik Joint yang Ditinjau Pada Balok Gelagar
Joint 4 Joint 5
Joint 5
Ridho, F., Riza A., Masrilayanti, Perbandingan Respons Struktur Atas Jembatan Cable Stayed Tipe Fan Dengan Tumpuan Di Atas Tanah Lunak Dan Tanah Keras Akibat Beban Gempa
Tabel 3.1 Tabel Perpindahan Arah X Akibat Beban Gempa Rencana
Tanah Keras Tanah Lunak Perpindahan Waktu Perpindahan Waktu
(mm) (detik) (mm) (detik) Pylon Joint 1 Max 6,51 8,7 13,67 8,7 Min -6,80 9,5 -14,28 9,5 Joint 2 Max 45,82 8,7 96,39 8,7 Min -51,16 9,5 -107,49 9,5 Joint 3 Max 28,49 8,7 59,75 8,7 Min -25,91 9,5 -55,12 9,5 Balok Gelagar Joint 4 Max 2,96 8,7 6,21 8,7 Min -3,21 9,5 -6,74 9,5 Joint 5 Max 43,85 8,7 92,24 8,7 Min -49,15 9,5 -103,26 9,5 Joint 6 Max 15,05 8,7 31,62 8,7 Min -16,29 9,5 -34,21 9,5
Tabel 3.2 Tabel Perpindahan Arah Z Akibat Beban Gempa Rencana
Tanah Keras Tanah Lunak Perpindahan Waktu Perpindahan Waktu
(mm) (detik) (mm) (detik) Pylon Joint 1 Max 0,44 2,2 0,91 2,2 Min -0,40 8,7 -0,85 8,7 Joint 2 Max 0,13 2,2 0,27 2,2 Min -0,12 3 -0,24 3 Joint 3 Max 0,05 2,2 0,10 2,2 Min -0,04 3 -0,09 3 Balok Gelagar Joint 4 Max 1,56 8,7 3,28 8,7 Min -1,57 9,4 -3,29 9,4 Joint 5 Max 0,24 4,3 0,50 4,3 Min -0,25 5 -0,52 7,9 Joint 6 Max 0,0 7,2 0,0 6,3 Min 0,0 7 0,0 6,5
Berdasarkan Tabel 3.1 dan Tabel 3.2 dapat diketahui bahwa pada stuktur jembatan dengan perletakan diatas tanah lunak yang mengalami beban gempa rencana cenderung memiliki nilai perpindahan yang relatif lebih besar dibandingkan dengan stuktur jembatan dengan perletakan diatas tanah keras.
Ridho, F., Riza A., Masrilayanti, Perbandingan Respons Struktur Atas Jembatan Cable Stayed Tipe Fan Dengan Tumpuan Di Atas Tanah Lunak Dan Tanah Keras Akibat Beban Gempa
4. KESIMPULAN
Dari hasil analisis dapat diambil kesimpualan sebagai berikut:
1.
Nilai perpindahan maksimal pada pylon dan balok gelagar pada tumpuan diatas tanah lunak melebihi 2 kali nilai perpindahan tumpuan diatas tanah keras.2.
Nilai maksimal perpindahan untuk arah X dan arah Z dengan tumpuan diatas tanah keras adalah 45,82 mm dan 1,56 mm, sedangkan pada tumpuan tanah lunak bernilai 96,39 mm dan 3,28 mm.DAFTAR PUSTAKA
Ensiklopedi Nasional Indonesia, Jilid VII, (Jakarta: Cipta Adi Pusaka, 1989), hlm. 74-75 Fraditya, Ridho. 2015. Perbandingan Respons Struktur Atas Jembatan Cable Stayed Tipe
Fan Antara Tumpuan Di Atas Tanah Lunak dan Tanah Keras Akibat Beban Gempa (Studi Kasus Jembatan Barelang). Padang: Universitas Andalas
Irawan, Redrik, dkk. (2011). Perencanaan Teknis Jembatan Cable Stayed. Bandung : Kementrian Pekerjaan Umum
Mulia, Rezky. 2011. Menentukan Tipe Tanah Untuk Perencanaan Gempa [Online]. Tersedia: https://rezkymulia.wordpress.com/2011/03/19/menentukan-tipe-tanah- untuk-perencanaan-gempa/[27 Juni 2015]
Padolny & Scalzi. 1976. Construction and Design of Cable-stayed Bridges. New York: Wiley & Son Inc.
PPMB-ITB. 2011. Desain Spektra Indonesia [Online]. Tersedia:
Hendra. G.,Yenni, R., Delia, P., Pengaruh Karakteristik Lalu Lintas terhadap Konsentrasi Gas NO2di Udara Ambien Roadside Jaringan Jalan Sekunder Kota Padang