CABLE STAYED
DISUSUN OLEH :
AJI GIGIH NUR FADLI 105060100111071
ADLI KHALIS 105060103111001
FU’AD IZZATUR RAHMAN 105060100111017
NUGRAHA PASCA OGENTA 105060100111010
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL
MALANG 2013
Definisi Umum
Suspension bridge atau jembatan suspensi terbagi dalam dua macam disain yang berbeda yaitu “ suspension bridge (jembatan gantung)” yang berbentuk “M” dan “cable stayed bridge” (jembatan kabel cancang) yang berbentuk “A”. Jembatan cable stayed tidak memerlukan dua tower dan empat angker seperti jembatan gantung, namun kabel tersebut ditarik dari struktur jalur jalan ke tower tunggal (pylon) untuk diikat dan ditegangkan
Gambar - Jembatan cable stayed
1. Jembatan Kabel-Penahan (Cable-Stayed Bridge)
Seperti jembatan gantung, jembatan kabel-penahan ditahan dengan menggunakan kabel. Namun, yang membedakan jembatan kabel-penahan dengan jembatan gantung adalah bahwa pada sebuah jembatan kabel-penahan jumlah kabel yang dibutuhkan lebih sedikit dan menara jembatan menahan kabel yang lebih pendek. Jembatan kabel-penahan yang pertama dirancang pada tahun 1784 oleh CT Loescher. Jembatan kabel-penahan terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Sutong yang melintas di atas Sungai Yangtze di China.
Kelebihan jembatan ini dibanding jembatan gantung adalah tambatan yang kukuh di ujung jembatan untuk menahan tarikan kabel tidak diperlukan. Ini disebabkan oleh geladak jambatan itu senantiasa berada di dalam keadaan tekanan. Ini menjadikan jambatan ini sebagai jambatan pilihan di tempat2 yang keadaan tanahnya kurang baik, asalkan menara-menaranya boleh dipasak dengan baik.
Cable stayed terdiri dari 3 (tiga) komponen utama yaitu : bagian angker (anchored section), bagian bebas (freedom section) dan bagian antara (transition section).
Type dan Komponen Utama Stay cables
a). Type stay cables · Unbonded stay cable
Disebut unbonded stay cable bila Soket/tabung angker diisi dengan gemuk (grease) dan wedges mentransfer penuh gaya/beban ke kabel. Type ini cocok untuk konstruksi jembatan cable stayed dengan berbagai panjang bentang.
· Bonded stay cable
Disebut bonded stay cable bila soket angker pada type ini digrouting dengan menggunakan semen. Wedges akan mentransfer beban tahap pertama berupa gaya/beban mati dan sebagian beban tahap kedua, Grouting akan mentransfer sebagian dari beban tahap kedua dan beban hidup penuh.
Angker yang diikat (bonded) dapat meningkatkan ketahanan terhadap kelelahan (fatiq) dan ketahanan terhadap tegangan yang terjadi pada suatu konstruksi jembatan (termasuk jembatan kereta api dan jembatan dengan bangunan atas yang ringan) di lokasi dengan cuaca yang buruk atau sering terjadinya angin topan/badai.
b). Bagian bebas (freedom section)
Perlindungan karat pada masing-masing kawat tunggal (monostrand) di kabel terdiri dari epoxy-coating atau galvanisasi, gemuk, dan lapisan polyethylene (PE coating). Seluruh kawat (7 kawat) dibungkus dan dilindungi dengan lapisan luar HDPE (High-density polyethylene).
Gambar – Penampang Kabel Prategang
Kumpulan kabel dilindungi oleh pipa (HDPE stay pipe) yang mempunyai ketahanan terhadap lingkungan seperti anti retak, anti penuaan dan lain-lain serta anti getaran
yang disebabkan oleh angin, hujan sesuai standar Technical Condition for Hot-extruding PE Protection High Strength Wire Cable of Cable-stayed Bridge GB/T18365-2001 dan High Density Polyethylene Compounds for Construction Cable CJ/T3078-1998.
c). Bagian angker (Anchored section)
Terdapat dua kombinasi angker yaitu angker hidup pada kedua ujung dan angker hidup pada salah satu ujung serta angker mati pada ujung kabel yang lain. Bagian angker terdiri dari anchor head, socket, sealing device dan lock device.
d). Bagian antara (Transition section)
Bagian transisi terdiri dari damping device, cable hoop dan waterproof device.
· Alat peredam (Damping Device) diletakkan pada bagian ujung keluar dari pipa pengarah dan dibuat dari karet kenyal serta menyekat kabel pada struktur dengan tujuan untuk meredam getaran yang terjadi pada kabel tersebut
· Simpai kawat menjaga keleluasaan kabel agar terbentuk kompak untuk meningkatkan kekakuan dari kabel secara keseluruhan
· Waterproof device menghubungkan stay cables ke struktur dan menjaga rembesan air kedalam kabel.
Pemeriksaan dan pengujian (Testing and Inspection)
Karakteristik angker dari stay cable system (sebagai contoh dalam hal ini produk OVM 250 China) “the National Standard, Anchorage, Grip and Coupler for Prestressing Tendons, GB/T14370-2000 dimana harus dicapai efisiensi η > 95% dan ε > 2%.
Terhadap angker dan kawat prategang dilakukan pengujian kelelahan (fatique test) pada tegangan sampai dengan 250 N/mm² (diatas tegangan 0,45 σь) untuk ketahanan atas lebih dari 2 (dua) juta load cycles sesuai FIP standard, Recommendations for Stay Cable Design, Testing and Installation. Stay cables harus terlihat baik performancenya pada kondisi tegangan rendah (0,15 – 0,45 σь) serta terjamin baik karakteristiknya pada pengujian performance dari angker.
Methoda Pemasangan (Installation Method)
Terdapat berbagai cara pemasangan stay cables yang tergantung kondisi lapangan, serta hambatan ruang dan waktu. Berikut ini dijelaskan dua methode utama sebagai berikut :
a). Selubung dipasang setelah kawat prategang ditempatkan dan distress
Gambar – Pemasangan Stay Cables Cara Pertama : Kawat Prategang dipasang dan di Stress
Gambar – Pemasangan Cara Kedua : Pemasangan Selubung
Pertama kali, PE strands ditempatkan dan distress. Kemudian damping device dan strands hoop dipasang pada tempatnya. Terakhir, segmen selubung HDPE dipasang satu demi satu dengan sambungan HDPE kemudian di sekat pada ceruk pipanya
b). Kawat prategang ditempatkan setelah selubung luar HDPE terpasang
Pertama, selubung HDPE dibentuk dahulu dengan panjang sesuai kebutuhan. Kemudian selubung pengarah yang dikaitkan dengan sebuah kawat prategang (strand) ditarik masuk keposisinya dengan menggunakan mesin penarik mini untuk kemudian dipasang pada tempatnya. Selanjutnya kawat-kawat prategang yang diperlukan, ditempatkan dalam stay pipa HDPE, selanjutnya distress satu per-satu sampai selesai.
Gambar – Pemasangan Stay Cables Cara Kedua
Penempatan Kabel
Kawat-kawat prategang dari stay cable system di pasang satu persatu. Kabel dan angker harus di rangkai pada konstruksi dilapangan secara benar.
Kabel tunggal prategang harus dicoating dengan epoxy, kemudian diberi gemuk dan di Hot Extruded dengan HDPE coating di pabrik. Oleh sebab itu tidak diperlukan lagi perlindungan korosi tambahan. Gulungan kawat prategang dibawa kelapangan kemudian dipotong sesuai kebutuhan untuk di rangkai/dipasang. Kawat prategang yang telah siap tersebut diangkat dengan hati-hati dan cepat untuk kemudian distress.
Gambar -Cara Penempatan Katrol pada Pylon
Gambar - Cara Penarikan Kabel Prategang dengan Katrol
Pemasangan PC Girder
Tahapan pemasangan PC Girder dapat digambarkan sebagai berikut : Tempatkan crane mengapung dekat Tower, pasang bagian bawah Tower; Pasang sejumlah segmen Girder baja pada Tower secara balance cantilever; Tempatkan crane didekat Tower;
Diarah darat, girder dipasang bertahap menuju arah tower;
Girder lanjutan dipasang dari arah tower ke arah darat;Demikian juga pasang girder dari Tower ke arah Tower yang lain
Gambar – Pemasangan Tower Girder dari Tower ke Tower akan bertemu ditengah-tengah dan diakhiri dengan girder penutup
Contoh :
a. Jembatan Sungai Sutong Yangtze (Tinggi 306 m) Jembatan Sungai Sutong Yangtze adalah jembatan kabel tetap yang membentang diatas Sungai Yangtze di Cina antara Nantong dan Changshu, sebuah kota satelit dari Suzhou, di provinsi Jiangsu. Dengan rentang 1.088 meter, jembatan ini adalah jembatan kabel dengan rentang utama terpanjang di dunia pada 2010. Dua bentang samping masing-masing 300 meter, dan ada juga empat rentang kabel kecil. Jembatan ini menerima penghargaan Prestasi 2010 Teknik Sipil Posisi (OCEA) dari American Society of Civil Engineers.
b. Jembatan Stonecutters (Tinggi 298 m)
Jembatan Stonecutters adalah jembatan kabel yang melintas di Selat Rambler di Hong Kong, menghubungkan Nam Wan Kok,
Pulau Tsing Yi dan Pulau Stonecutters. Dek jembatan selesai dibangun pada tanggal 7 April 2009, membuat jembatan ini terpanjang kedua dalam rentang kabel tetap di dunia, dan dibuka untuk lalu lintas umum pada 20 Desember 2009. Konstruksinya, dimulai pada tanggal 27 April 2004 oleh beberapa perusahaan
seperti Maeda-Hitachi-Yokogawa-Hsin Chong. Menghabiskan dana sebesar HK $ 2.760.000.000.
c. Di Indonesia
Salah satu contoh jembatan kabel penahan di Indonesia yaitu Jembatan Tenggarong yang runtuh pada bulan Nopember 2011 diakibatkan kesalah prosedur pada saat melakukan perawatan.
Jembatan Nasional Suramadu adalah jembatan yang melintasi Selat Madura, menghubungkan Pulau Jawa (di Surabaya) dan Pulau Madura (di Bangkalan, tepatnya timur Kamal), Indonesia. Dengan panjang 5.438 m, jembatan ini merupakan jembatan terpanjang di Indonesia saat ini. Jembatan Suramadu terdiri dari tiga bagian yaitu jalan layang (causeway), jembatan penghubung (approach bridge) yang merupakan jembatan bentang, dan jembatan utama (main bridge) yang merupakan jembatan kabel penahan.
Jembatan tenggarong
Tipe Jembatan Kabel Penahan
2. Jembatan suspensi (gantung)
Deck/ lantai jembatan di tahan oleh kabel vertikal yang dihubungkan pada kabel suspensi di atasnya. Kabel suspensi adalah bagian terpenting dari jembatan bersuspensi,
karena fungsinya adalah menahan beban lantai jembatan yang nantinya diteruskan ke tumpuan yang ada di ujung jembatan. Kabel suspensi ini juga didukung oleh suatu menara yang tugasnya membawa berat daripada Dek jembatan.
Jenis jembatan ini pada awalnya digunakan dalam medan pegunungan. Daerah yang pertama kali membangun jembatan jenis ini adalah di sekitar Tibet dan Bhutan.
Jembatan kabel-penahan adalah agak baru.ekaan jambatan ini menggunakan beberapa kabel yang berasingan yang menghubungkan jalan dengan menara. Kabel2 pepenjuru ini diikat dengan tegang dan lurus (tidak melentur kecuali disebabkan oleh berat sendiri) ke beberapa tempat yang berlainan di sepanjang jalan. Kabel2 itu boleh diikat di tengah-tengah jalan (satu jaringan) atau di tepi jalan (dua jaringan). Biasanya dua menara digunakan, dan kabel-kabel disusun dalam bentuk kipas.
Kelebihan jembatan ini dibanding jembatan gantung adalah tambatan yang kukuh di ujung jembatan untuk menahan tarikan kabel tidak diperlukan. Ini disebabkan oleh geladak jambatan itu senantiasa berada di dalam keadaan tekanan. Ini menjadikan jambatan ini sebagai jambatan pilihan di tempat2 yang keadaan tanahnya kurang baik, asalkan menara-menaranya boleh dipasak dengan baik.
Jembatan gantung atau dikenal sebagai Suspension Bridge merupakan digantungkan dengan menggunakan tali untuk jembatan gantung yang sangat sederhana dan kabel baja pada jembatan gantung besar. Pada jembatan gantung modern, kabel menggantung dari menara jembatan kemudian melekat pada caisson (alat berbentuk peti terbalik yang digunakan untuk menambatkan kabel di dalam air) atau cofferdam (ruangan di air yang dikeringkan untuk pembangunan dasar jembatan). Caisson atau cofferdam akan ditanamkan jauh ke dalam lantai danau atau sungai. Jembatan gantung terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Akashi Kaikyo di Jepang. Jembatan ini memiliki panjang 12.826 kaki (3.909 m).
Komponen jembatan gantung berupa
Kabel utama yang menggantung gelagar jembatan
Menara utama mendukung kabel utama. Kadang-kadang subtower yang lebih rendah diletakkan di antara menara utama dan kabel pengangker untuk mengarahkan kabel menuju pengangkeran.
Gelagar pengaku, baik gelagar solid-web maupun truss, akan disatukan dengan geladak jembatan
Penggantung (hanger atau suspender) akan menghubungkan geladak jembatan dengan kabel utama
Pengangkeran, merupakan angker kabel utama. Biasanya berupa blok beton masif tempat bingkai angker ditanam.
Sistem struktur jembatan gantung dapat diklasifikasikan berdasarkan faktor: Jumlah bentang
Jembatan gantung mungkin berupa bentang tunggal, bentang dua, bentang tiga, atau bentang banyak. Jumlah menara utama satu untuk bentang dua, dua untuk bentang tunggal dan bentang tiga, dan lebih dari dua untuk bentang banyak. Jembatan gantung bentang dua jarang digunakan karena kurang efisien. Jembatan gantung bentang tunggal mempunyai backstays lurus. Jembatan gantung bentang tiga yang paling umum dipakai terutama untuk jembatan bentang panjang dengan perbandingan bentang samping – bentang utama 0.2 – 0.5. Meskipun jembatan gantung bentang banyak jarang digunakan karena fleksibilitasnya besar, dapat
diterapkan untuk dipelajari melintasi selat di masa mendatang. Perhatian utama untuk jembatan gantung bentang banyak adalah perencanaan menara antara dan kabel pendiriannya. Urutan pengakuan gelagar.
Pengakuan gelagar secara sederhana didukung pada setiap bentang atau menerus melewati dua atau lebih bentang. Bentuk itu disebut dua sendi dan umumnya digunakan untuk jembatan jalan. Meskipun gelagar menerus dengan pendukung antara tidak ekonomis, hal itu menguntungkan untuk jembatan rel untuk meningkatkan kelancaran kereta api.
Pengaturan gantungan
Gantungan ada yang vertikal maupun horisontal. Bahkan kini stuktur gantung dibuat seperti rangka batang yang disatukan dengan kabel utama dan geladak jembatan.
Metode pengangkeran kabel
Kabel utama jembatan gantung diangkerkan kepada blok angker atau diangkerkan sendiri ke gelagar pengaku.
Jenis Jembatan Suspensi
1. Jembatan Suspensi Sederhana (Simple Suspension Bridge)
jenis ini adalah tipe pertama dari Jembatan Suspensi yang telah dibangun. Jangkar di kedua sisinya mendukung dek/ lantai
jembatan dan tidak memiliki menara/ dermaga untuk dukungan tambahan di tengahnya. Jembatan ini biasanya memiliki busur ke atas dan ke bawah, yang terbentuk karena dek/ lantai jembatan. Jembatan ini termasuk jembatan fleksibel yang didukung oleh
kabel suspensi. Jenis jembatan ini tidak digunakan untuk menahan beban yang sangat berat karena lantai jembatan memiliki kapasitas beban yang terbatas, biasanya hanya pejalan kaki yang hendak menyeberang sungai, lembah maupun jurang.
Jenis Jembatan Gantung ini juga dikenal sebagai jembatan gantung dek atas. Struktur jembatan ini berbeda dengan pendahulunya, jembatan gantung sederhana. Dek / lantai jembatan ini berada di atas kabel utamanya. Jembatan jenis ini sangat jarang dibangun karena tidak memiliki kestabilan dikarenakan kabel utamanya yang berada di bawah dek jembatan. Tumpuan kabel utama dari jembatan ini sama seperti jembatan suspensi sederhana (Simple Suspension Bridge) yaitu pada ujung ujung jembatan, ditanam ke dalam tanah.
3. Stressed Ribbon Bridge
Struktur dari jembatan ini mirip dengan Jembatan Gantung Sederhana. Kabel sebagai unsur struktur penahan ditanam di Dek. Dek/
lantai jembatan tersebut membentuk huruf “U” pada bentang antar tumpuannya. Ini terbentuk karena Kabel/pita dikenai kompresi, dengan begitu jembatan ini menjadi kaku dan tidak bergoyang atau memantul. Jembatan ini dibuat dengan memperkuat beton dengan diberi kabel tegangan baja. Ini adalah salah satu jenis
jembatan suspensi terkuat dan juga bisa digunakan untuk lalu lintas kendaraan.
4. Suspended Deck Suspension Bridge
Jembatan ini juga disebut jembatan gantung yang paling umum digunakan dari beberapa jenisnya. Menggunakan kabel suspensi yang ditanam di tanah. Suspender jembatan ini menyuport dek/ lantai jembatan yang ada di bawah kabel suspensi utama. Dek jembatan ini dibuat kaku dan bisa dilalui oleh kendaraan berat dan lalu lintas rel. Jembatan ini juga menggunakan menara/ tiang untuk membantu kabel suspensi menyalurkan beban ke pondasi jembatan.
5. Self Anchored Suspension Bridge
Jembatan ini hampir sama dengan jembatan berjenis Suspended Deck Suspension Bridge. Bedanya hanya pada penanaman ujung kabel suspensi utama. Ujung dari kabel suspensi utama dari jembatan gantung ini melekat pada masing masing ujung dek dan tidak ditanam ke tanah melainkan menggunakan jangkar buatan untuk menanamnya. Untuk itu jembatan jenis ini sangat cocok dibangun pada daerah yang tidak mempunyai struktur tanah yang stabil dan sulit membuat penahan jembatan. Seperti contoh di Negara Jepang.
Jembatan Suspensi sangat banyak memiliki kelebihan. Dia jauh lebih fleksibel, karena dia mampu menahan gempa dan kekuatan alam lainnya. Garis garis yang dibuat oleh kabel utama maupun kabel vertikalnya membuat jembatan ini terkesan ramping dan memiliki estetika yang menarik.
Daftar Pustaka http://yanricotangketasik14.blogspot.com/2011/03/jembatan-kabel-cancang-cable-stayed.html http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan http://id.wikibooks.org/wiki/Rekayasa_Lalu_Lintas/Jembatan http://fortek-pembangunan.blogspot.com/2013/05/jenis-jenis-struktur-pada-jembatan.html
Ariestadi, Dian, 2008, Teknik Struktur Bangunan Jilid 2 untuk SMK, Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, h. 429 – 462.
