BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Jembatan mempunyai arti penting bagi setiap orang. Akan tetapi tingkat kepentingannya tidak sama bagi tiap orang, sehingga akan menjadi suatu bahan studi yang menarik. Jembatan mungkin tidak ada artinya bagi orang-orang yang bertempat tinggal di daerah dataran yang rata, tidak didapati adanya sungai, jurang, tebing, ataupun keadaan dimana kita akan berpindah tempat namun ada penghalang di depan kita. Sebaliknya, jembatan dirasa sangat dibutuhkan oleh orang-orang yang bertempat tinggal di daerah yang sangat sulit dijangkau, sehingga jembatan sangat di butuhkan sebagai alat penghubung dari satu tempat ke tempat lain.
Dengan perkembangan zaman maka jembatan tidak hanya dipandang sebagai alat penghubung antara tempat satu dengan tempat yang lain, melainkan sebagai sarana untuk memperlancar kegiatan manusia, serta membantu berkembangnya suatu daerah yang selama ini sulit di akses, apalagi Indonesia ini sebagai negara yang berkembang, akses ke daerah-daerah ataupun ke kota sangat dibutuhkan, dengan adanya jembatan ini sangat membantu hal tersebut.
Ada banyak jenis dan bentuk jembatan yang kita kenal, namun pada makalah ini saya akan memfokuskan pembahasan pada jembatan kantilever (Cantilever Bridge). Pada makalah ini akan di jelaskan mengenai pengertian jembatan kantilever, bagian-bagian jembatan kantilever, dan metode-metode yang digunakan untuk pemasangan jembatan kantilever tersebut. Selain itu didalam makalah ini juga akan menjelaskan mengenai beberapa contoh penggunaan jembatan kantilever (Cantilever bridge) yang di di gunakan di berbagai negara.
B. Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan jembatan kantilever (Cantilever bridge) dan bagaimana sejarahnya?
2. Apa saja bagian- bagian pada jembatan kantilever (Cantilever bridge)? 3. Bagaimana metode yang digunakan dalam pelaksanaan pembangunan
jembatan kantilever (Cantilever bridge)? C. Manfaat Penulisan
1. Mahasiswa mengetahui dan memahami apa yang dimaksud dengan jembatan kantilever (Cantilever bridge).
2. Mahasiswa mengetahui dan memahami apa saja bagian- bagian pada jembatan kantilever (Cantilever bridge).
3. Mahasiswa mengetahui dan memahami metode yang digunakan dalam pemasangan jembatan kantilever (Cantilever bridge).
D. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk:
1. Mengetahui pengertian jembatan kantilever (Cantilever bridge).
2. Mengatahui bagian-bagian pada jembatan kantilever (Cantilever bridge).
3. Mengetahui metode yang digunakan dalam pemasangan jembatan kantilever (Cantilever bridge).
BAB II PEMBAHASAN
A. Sejarah Jembatan Kantilever (Cantilever Bridge)
Pengertian jembatan secara umum adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang dalam, alur sungai, danau, saluran irigasi, kali, jalan kereta api, jalan raya yang melintang tidak sebidang dan lain-lain.
Jembatan penyangga atau dikenal sebagai cantilever bridge merupakan jembatan balok disangga oleh tiang penopang dikedua pangkalnya, maka jembatan penyangga hanya ditopang di salah satu pangkalnya. Jembatan penyangga biasanya digunakan untuk mengatasi masalah pembuatan jembatan apabila keadaan tidak memungkinkan untuk menahan beban jembatan dari bawah sewaktu proses pembuatan. Kelebihan jembatan jenis ini adalah tidak mudah bergoyang. Tidak heran mengapa banyak jembatan rel kereta api menggunakan jenis ini.
Gambar 2.1 Jembatan Kantilever Sederhana
Sebuah jembatan kantilever adalah jembatan yang dibangun menggunakan cantilevers, struktur yang memproyeksikan horizontal, didukung hanya pada salah satu ujungnya. Untuk jembatan kecil, jembatan cantilever dapat menggunakan balok sederhana, namun, untuk jembatan kantilever yang besar yang dirancang untuk menangani jalan atau lalu lintas kereta api dibangun dengan menggunakan baja struktural,
atau balok girder yang dibuat dari beton pratekan. Jembatan kantilever truss baja merupakan terobosan rekayasa besar ketika pertama kali dimasukkan ke dalam pengunaanya, karena dapat menjangkau jarak lebih dari 1.500 kaki (460 m), dan dapat lebih mudah dibangun di medan yang sulit dengan hanya menggunakan sedikikit perncanh atau bahkan tidak menggunakan perancah.
Gambar 2.2 Jembatan Kantilever Dengan Rangka Baja
Insinyur di abad kesembilan belas mengerti bahwa sebuah jembatan yang bersambung di beberapa bagian akan mendistribusikan beban di antara mereka. Hal ini akan mengakibatkan tekanan rendah di gelagar atau truss dan berarti bahwa bentang yang baru bisa dibangun. Beberapa insinyur abad kesembilan belas mematenkan jembatan bersambung atau (Continue) dengan poin engsel pada pertengahan bentang. Penggunaan engsel pada pertengahan bentang penggunaan Para dari engsel dalam sistem multi-rentang disajikan keuntungan dari sistem statis determinate dan jembatan yang bisa menangani penyelesaian diferensial dari dasar. Perencana bisa lebih mudah menghitung kekuatan dan tekanan dengan engsel di gelagar.
Heinrich Gerber adalah salah satu insinyur untuk mendapatkan paten untuk gelagar berengsel (1866) dan diakui sebagai yang pertama ketika membangun The Hassfurt Bridge di atas sungai utama di Jerman
dengan rentang pusat 124 kaki ( 38 meter) selesai pada 1867 dan diakui sebagai jembatan kantilever pertama yang modern.
High Bridge of Kentucky oleh C. Shaler Smith (1877), Niagara Cantilever Bridge oleh Charles Conrad Schneider (1883) dan Jembatan Poughkeepsie oleh John Francis O'Rourke dan Pomeroy P. Dickinson (1889) adalah semua penggunaan awal penting dari desain kantilever. The Kentucky River Bridge membentang di atas jurang sepanjang 275 kaki (84 meter) yang dalam dan mengambil keuntungan penuh dari kelebihan jembatan bahwa perancah, atau dukungan sementara, tidak diperlukan untuk rentang utama jembatan kantilever.
Gambar 2.3 Prinsip Distribusi Beban Jembatan Kantilever
Jembatan kantilever awal yang paling terkenal adalah Forth Bridge. Jembatan ini memegang rekor untuk rentang terpanjang di dunia selama tujuh belas tahun, sampai akhirnya dikalahkan oleh Jembatan Quebec. Benjamin Baker menggambarkan prinsip-prinsip struktural rentang kantilever ditangguhkan di foto di sebelah kiri. Span ditangguhkan, di mana Kaichi Watanabe duduk, terlihat di tengah. Kebutuhan untuk menahan kompresi akord yang lebih rendah terlihat pada penggunaan tiang kayu sementara ketegangan akord atas ditunjukkan oleh lengan terentang. Tindakan dari yayasan luar sebagai jangkar untuk kantilever terlihat dalam penempatan counterweights.
Sebuah rentang kantilever sederhana dibentuk oleh dua lengan kantilever yang membentang dari sisi berlawanan dari kedua arah. Dalam
varian umum, rentang ditangguhkan, lengan kantilever tidak bertemu di tengah, sebaliknya, mereka mendukung sebuah jembatan utama (Main Span) yang bertumpu pada ujung lengan kantilever.
Gambar 2.4 Struktur Jembatan Kantilever
Sebuah cara yang umum untuk membangun truss baja dan pratekan bentang kantilever beton adalah untuk mengimbangi setiap lengan kantilever dengan lengan kantilever lain memproyeksikan arah yang berlawanan, membentuk keseimbangan kantilever (Balance Cantilever). Ketika mereka melampirkan dasar yang kuat, lengan menyeimbangkan disebut jangkar lengan. Dengan demikian, di sebuah jembatan yang dibangun di atas dua pilar dasar, ada empat lengan kantilever: dua yang span hambatan, dan dua jangkar lengan yang memperpanjang jauh dari hambatan. Karena kebutuhan untuk lebih banyak kekuatan di mendukung kantilever seimbang ini, bangunan atas jembatan sering mengambil bentuk menara di atas dermaga pondasi. B. Bagian-Bagian Jembatan Kantilever
Bagian-bagian jembatan pada jembatan kantilever tidak jauh berbeda dengan jembatan pada umumnya antara lain terdiri dari :
1. Sub Struktur (Struktur bagian bawah) a. Pondasi jembatan
Pondasi jembatan berfungsi untuk meneruskan beban dari struktur jembatan ke tanah yang berada di bawah struktur tersebut. Jenis pondasi untuk jembatan kantilever yang umum di gunakan
adalah pondasi tiang pancang dimana kelebihan pondasi tiang pancang yang mampu menahan beban yang cukup berat untuk slnjutnya diteruskan ketanah.
b. Pile cap
Fungsi dari pile cap adalah untuk menerima beban dari pilar jembatan yang kemudian akan terus disebarkan ke tiang pancang. Pile cap ini bertujuan agar posisi menara benar-benar berada dititik pusat pondasi sehingga tidak menyebabkan eksentrisitas yang dapat menyebabkan beban tambahan pada pondasi. Selain itu, seperti halnya kepala kolom, pile cap juga berfungsi untuk menahan gaya geser dari pembebanan yang ada. Bentuk dari pile cap juga bervariasi dengan bentuk segitiga dan persegi panjang yang disesuaikan dengan kebutuhan
c. Pilar Jembatan
Pilar jembatan merupakan struktur yang mendukung struktur di atasnya , pilar biasanya digunakan jika bentang bangunan terdiri lebih dari satu bentang.
d. Abutment Jembatan
Abutment jembatan merupakan pangkal jembatan dan tempat perletakan jembatan. Biasanya abutment jembatan terbuat dari berton bertulang yang di cor di tempat pembuatan jembatan.
Gambar 2.5 Bagian-Bagian Jembatan 2. Super Struktur (Bagian atas jembatan kantilever)
a. Pelat Lantai Jembatan
Lantai merupakan luasan fisik dari jalan raya melintasi rintangan yang harus dijembatani. Fungsi utama dari lantai ialah
untuk mendistribusikan beban-beban sepanjang potongan melintang jembatan (transversely). Lantai dapat bertumpu pada atau merupakan bagian yang terintegrasi pada suatu rangka atau sistem struktural lainnya yang didesain untuk mendistribusikan beban-beban sepanjang bentang jembatan (longitudinally).
b. Gelagar Jembatan
Gelagar jembatan berfungsi mendistribusikan beban-beban secara longitudinal dan biasanya didesain pada prinsipnya untuk menahan lendutan. Gelagar tipe balok (beam) biasa disebut dengan istilah stringer atau girder. Bagian atas gelagar sebaiknya diberi isian agar pelat lantai jembatan tidak langsung kontak dengan gelagar. Untuk bentangan jembatan yang besar, gelagar dapat dibuat berbentuk kotak (box) dengan struktur beton pratekan.
Bentuk gelagar yang paling banyak digunakan adalah bentuk solid web karena memiliki kemudahan dalam pekerjaannya
Gelagar yang tersusun dari solid web yang terbuat dari baja atau beton cenderung terbagi atas dua tipe yaitu:
- Gelagar pelat (plate girder), dapat terdiri atas dua atau banyak gelagar,
- Gelagar box (box girder), dapat terdiri atas satu atau susunan box yang dapat berbentuk persegi panjang atau trapezium. Susunan dek yang tersusun dari gelagar pelat tidak memiliki kekakuan torsi yang besar sehingga tidak dapat digunakan untuk jembatan yang bentangnya panjang dan lebar atau jembatan yang direncanakan hanya menggunakan satu bidang kabel penggantung. Dek jembatan yang menggunakansatui atau susunan box akan memiliki kekakuan torsi yang sangat besar. Gelagar beton umumnya berupa gelagar box tunggal yang diberi pengaku pada jarak tertentu. c. Rangka Jembatan
Pada jembatan kantilever pada umumnya menggunakan rangka baja sebagai rangka utama jembatan. Rangka baja adalah suatu konstruksi yang dibuat dari susunan batang-batang baja yang membentuk kumpulan segitiga, dimana setiap pertemuan beberapa batang disambung pada alat pertemuan/simpul dengan menggunakan alat penyambung (bout,paku keeling dan las lumer).
Gambar 2.6 Tipe-Tipe Rangka Baja Untuk Jembatan
Gambar 2.7 Rangka Baja Pada Jembatan Kantilever
Gambar 2.8 Ilustrasi Rangka Baja Jembatan Kantilever Penggunaan rangka baja pada jembatan kantilver (Cantilever Bridge) memliki beberapa kelebihan antara lain:
- Bila dibandingkan dengan beton baja lebih ringan - Baja lebih mudah untuk dibongkar atau dipindahkan - Konstruksi baja dapat dipergunakan lagi
- Pemasangannya relative mudah
- Baja sudah mempunyai ukuran dan mutu tertenu.
Selain komponen komponen utama yang telah dijelaskan diatas, pada jembatan bagain atas juga terdapat komponen-komponen pendukung lainya, antara lain :
Selain berfungsi untuk penerangan di daerah jembatan pada malam hari juga dapat berfungsi untuk penambah estetika
- Trotoar
Trotoar berfungsi untuk melayani pejalan kaki sehingga member rasa aman, baik bagi pejalan kaki maupun pengguna jalan lain.
- Sandaran (railing)
Sandaran merupakan pembatas pada pinggiran jembatan, sehingga memberikan rasa aman bagi pengguna jembatan yang melewatinya. Konstruksi jembatan terdiri dari:
- Tiang sandaran (rail post)
Tiang sandaran biasanya terbuat dari beton untuk jembatan dengan girder atau profil baja.
- Sandaran (hand rail)
Sandaran biasanya terbuat dari pipa besi, kayu, beton bertulang - Saluran drainase
Saluran drainase berfungsi sebagai saluran pembuangan air hujan diatas jembatan.
C. Metode Pelaksanaan Jembatan Kantilever
Dalam pelaksanaanya metode yang digunakan untuk pembangunan jembatan kantilever adalah metode balance cantilever. Metode konstruksi balanced cantilever adalah metode pembangunan jembatan dimana dengan memanfaatkan efek kantilever seimbangnya maka struktur dapat berdiri sendiri, mendukung berat sendirinya tanpa bantuan sokongan lain (perancah/falsework ). Metode ini dilakukan dari atas struktur sehingga tidak diperlukan sokongan di bawahnya yang mungkin dapat mengganggu aktivitas di bawah jembatan.
Metode balanced cantilever dapat dilakukan secara cor setempat (cast in situ) atau secara segmen pracetak (precast segmental). Konsep utamanya adalah struktur jembatan dibangun dengan pertama kali membangun struktur-struktur kantilever seimbang. Kantilever yang pertama dibuat adalah kantilever ”N”, dan seterusnya dibangun kantilever ”N+1”, kantilever ”N+2”, kantilever ”N+3” dan kantilever ”N+i”.
Gambar 2.9 Ilustrasi Metode Balance Cantilever
Pada system ini balok jembatan dicor (cast insitu) atau dipasang (precast), segmen demi segmen sebagai kantilever di kedua sisi agar saling mengimbangi (balance) atau satu sisi dengan pengimbang balok beton yang sudah dilaksanakan lebih dahulu. Pada sistem ini diperlukan kabel prestress khusus untuk pemasangan tiap segmen. Kabel prestress ini hanya berfungsi pada saat erection saja, sedangkan untuk menahan beban permanen diperlukan kabel prestress tersendiri.
Metode balance cantilever memiliki berbagai macam Kelebihan dan kelemahan, diantaranya yaitu:
1. Kelebihan metoda balance kantilever
Pertama,gelagar jembatan dapat dibangun tanpa adanya kontak dengan tanah,dan memungkinkan untuk membangun jembatan di atas sungai dengan masalah utama arus yang deras.Metoda ini juga memungkinkan untuk membangun jembatan pada jurang yang sangat dalam. Metode balanced cantilever dikembangkan untuk meminimalkan acuan perancah atau scaffolding yang diperlukan untuk pelaksaaan pengecoran secara in-situ. Tumpuan sementara (temporary shoring) terlalu mahal khususnya untuk kasus jembatan berelevasi tinggi dan penggunaan perancah yang melintasi sungai sangat beresiko, sehingga diatas jalan air yang padat, lalu lintas jalan atau jalan kereta api, penggunaan perancah sudah tidak ekonomis lagi. Metode konstruksi secara balanced cantilever diterapkan untuk menghilangkan kesulitan-kesulitan seperti ini.
2. Kelemahan metoda balance kantilever
Untuk bentang yang sama,jembatan yang dibangun menggunakan metoda ini lebih berat daripada struktur komposit.Metoda ini membutuhkan perletakan dan yang lebih besar dibandingkan dengan struktur komposit.Karena itu metoda balance kantilever kurang menarik khususnya saat pondasi cuma berkualitas sedang saja atau karena lapangan pekerjaan berada pada daerah gempa.
Kelemahan lain proses pengerjaan jembatan yang lebih rumit,karena membutuhkan banyak peralatan berteknologi tinggi.Dan kebanyakan peralatan dan gelagar box girder ini (jika merupakan box gider pracetak) mempunyai ukuran yang sangat besar,karena itu untuk membawanya ke lokasi pekerjaan agaklah susah.Sehingga dalam proses pembawaan ke lokasi pekerjaan dapat mengganggu arus lalu lintas yang ada.
Terdapat beberapa jenis metoda konstruksi untuk metoda metode balance kantilever ini :
1. Metoda balance cantilever dengan launching gantry
Metoda ini digunakan untuk balok yang adalah hasil precast dan bukan hasil pengecoran in situ.Pada metoda ini digunakan satu buah
gantry atau lebih yang digunakan sebagai peluncur segmen segmen mox girder yang ada.
Kelebihan metoda ini :
a. Tidak menggganggu lalu lintas yang ada di bawah pengerjaan jembatan tersebut
b. Tidak memerlukan perancah
c. Tidak memerlukan banyak tenaga kerja untuk pemasangan di lapangan
2. Metoda balance cantilever dengan rangka pengangkat ( lifting frame) Pada dasarnya metode ini hampir sama dengan metode launching gantry. Perbedaaannya cuma pada jenis alat yang digunakan untukmengangkat segmen segmen jembatan nya.
3. Metoda balance cantilever dengan crane
Pada dasarnya metode ini hampir sama dengan metode lifting frame. Perbedaaannya cuma pada jenis alat yang digunakan untuk mengangkat segmen segmen jembatan nya. Pada system ini digunakan crane untuk mengangkat tiap segmen.sedangkan pada lifting frae digunagan lifting frame untuk mengangkat tiap segmennya.
4. Metoda balance cantilever dengan system fullspan ( bentang penuh ) Pada metoda ini segmen yang diangkat adalah satu segmen penuh untuk satu bentang. Karena itu metoda ini hanya cocok untuk jembatan dimana jarak antar tumpuannya tidaklah besar.
5. Metoda balance cantilever dengan form traveler method
Metoda ini digunakan untuk pengecoran beton di tempat (insitu ). Pada metoda ini digunakan form traveler yang digunakan sebagai alat untuk membetuk segmen segmen jembatan sesuai kebutuhan.
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan
Jembatan penyangga atau dikenal sebagai cantilever bridge merupakan jembatan balok disangga oleh tiang penopang dikedua pangkalnya, maka jembatan penyangga hanya ditopang di salah satu pangkalnya. Jembatan penyangga biasanya digunakan untuk mengatasi masalah pembuatan jembatan apabila keadaan tidak memungkinkan untuk menahan beban jembatan dari bawah sewaktu proses pembuatan. Kelebihan jembatan jenis ini adalah tidak mudah bergoyang. Tidak heran mengapa banyak jembatan rel kereta api menggunakan jenis ini.
Bagian-bagian jembatan pada jembatan kantilever tidak jauh berbeda dengan jembatan pada umumnya antara lain terdiri dari :
1. Sub Struktur (Struktur bagian bawah), terdiri dari : a. Pondasi jembatan
b. Pile cap c. Pilar Jembatan d. Abutment Jembatan
2. Super Struktur (Bagian atas jembatan kantilever) a. Pelat Lantai Jembatan
b. Gelagar Jembatan c. Rangka Jembatan
Dalam pelaksanaanya metode yang digunakan untuk pembangunan jembatan kantilever adalah metode balance cantilever. Metode konstruksi balanced cantilever adalah metode pembangunan jembatan dimana dengan memanfaatkan efek kantilever seimbangnya maka struktur dapat berdiri sendiri, mendukung berat sendirinya tanpa bantuan sokongan lain (perancah/falsework ).
B. Kritik dan Saran
Demikian makalah jembatan kantilever (Cantilever Bridge) ini kami buat semoga dapat bermanfaat bagi penulis serta pembaca serta dapat memberikan ilmu serta wawasan mengenai jembatan kantilever.
Penulisan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, maka dari itu sangat mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif sehingga dapat memberikan motivasi bagi penulis untuk kedepanya.
DAFTAR PUSTAKA
Supriyadi, Bambang dan Agus Setyo Muntohar. 2007. Jembatan. Yogyakarta: Beta Offset
http://nusantarabajaprima.com/metode-balanced-cantilever-dalam-rancang bangun-jembatan/. Diakses pada hari selasa, 01 Desember pukul 20.58
https://simple.wikipedia.org/wiki/Cantilever_bridge. Diakses pada hari selasa, 01 Desember 2015 pukul 20.31
http://www.design-technology.org/cantileverbridges.html. Diakses pada hari selasa 01 Desember 2015 pukul 21.04
http://www.historyofbridges.com/facts-about-bridges/cantilever-bridge/. Diakses pada hari selasa 01 Desember pukul 20.36
