• Tidak ada hasil yang ditemukan

STUDI KOMPARASI VARIASI KONFIGURASI JEMBATAN CABLE STAYED AKIBAT BEBAN DINAMIK

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Membagikan "STUDI KOMPARASI VARIASI KONFIGURASI JEMBATAN CABLE STAYED AKIBAT BEBAN DINAMIK"

Copied!
13
0
0

Teks penuh

(1)

8

S TUDI K OMPARASI V ARIASI K ONFIGURASI J EMBATAN

C ABLE S TAYED A KIBAT B EBAN D INAMIK

 

C

OMPARATIVE

S

TUDY

O

F

C

ONFIGURATION

V

ARIATION

O

F

C

ABLE

S

TAYED

B

RIDGE

D

UE

T

O

D

YNAMIC

L

OADS Mohammad Syarif Al huseiny, MT.

*Email: [email protected]

1Program Studi Teknik Sipil Universitas Perjuangan Tasikmalaya

Abstrak— Seiring dengan kemajuan teknologi material dan teknologi komputer, perkembangan teknologi jembatan cable stayed bentang panjang berkembang sangat pesat. Analisis dan perencanaan struktur jembatan cable stayed telah banyak dilakukan, tetapi belum diperoleh metode analisis dan perencanaan struktur yang dijadikan sebagai landasan. Hal ini mendorong perlunya dilakukan analisis dan perencanaan struktur jembatan cable stayed dengan menggunakan pemodelan struktur 3 dimensi.

Dengan menggunakan software aplikasi Midas Civil pada optimasi bentuk geometri struktur jembatan cable stayed akibat beban gempa statik dan dinamik dengan dukungan data perancangan yang sesuai peraturan yang berlaku, sehingga diperoleh perilaku konfigurasi struktur jembatan cable stayed yang mencerminkan sifat dan karakteristik masing-masing model struktur jembatan cable stayed akibat pembebanan dan pemodelan struktur yang berbeda.

Metoda yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan studi literatur, pemodelan struktur dengan Midas Civil, analisis nonlinies statik, analisis dynamik. Analisis dinamik dilakukan dengan Time History Analysis dengan menggunakan tiga data gempa yang berbeda untuk mempresentasikan tipe eksitasi yang berbeda.

Kata kunci — Jembatan Cable stayed, Nonlinier analisis, Time History Analisys

Abstract- Along with the advances of both materials technology and computer technology, the development of long span cable stayed bridge technology is growing very rapidly. Analysis and planning of its structure has been done, but method of analysis and structural planning as the foundation has not been found yet. This led to the need for analysis and planning of its structures by using 3 dimensional structure modeling.

By using Midas Civil application software on optimizing of geometry shape of the structure due to static and dynamic earthquake load with the support of design data along with the applicable regulations, thus its configuration structure characteristic is obtained which reflects the properties and characteristics of each model due to the loading and modeling of different structures.

The method used in this research is literature study, structural modeling with Midas Civil, static nonlinear analysis, and dynamic analysis. Dynamic analysis was performed with Time History Analysis using three different earthquake data to present different types of excitation.

Keywords - Cable stayed, nonlinear analysis, Time History Analysis

I. P

ENDAHULUAN

Jembatan  Cable  Stayed  adalah  suatu  sistem  dan  jenis  jembatan  yang  sedang  populer  di  Indonesia.  Mulai  dari  Jembatan  Barelang  di  Batam.  Proyek  Jembatan Cable Stayed Siak Sri Indrapura 

di  Kabupaten  Siak.  Kemudian  Jembatan  cable Stayed Siak IV. Tidak lupa Jembatan  Suramadu  yang  menghubungkan  pulau  Jawa dan pulau madura. 

Seiring  dengan  kemajuan  teknologi  material  dan  teknologi  komputer, 

(2)

9

perkembangan  teknologi  jembatan 

cable‐stayed bentang panjang dewasa ini  sangat  pesat.  Jembatan  cable‐stayed  merupakan  pilihan  utama  untuk  jembatan bentang panjang karena desain  geometri struktur jembatan cable‐stayed  menghasilkan struktur yang relatif sangat  ringan dan ekonomis. Selain itu jembatan  cable  stayed  juga  lebih  kaku  dibanding  dengan jembatan gantung. 

Berbeda  dengan  jembatan  gantung  (suspended  bridege)  jembatan  cable  stayed  menahan  masing  masing  dek  dengan  sebuah  kabel  yang  langsung  dihubungkan  dengan  tower  (pylon). 

Sedangkan  jembatan  gantung  kabel  tersebut  berhubungan  dengan  kabel  penggantung  yang  kemudian  diteruskan  ke  tower.  Salah  satu  kesulitan  dalam  design  cable  stayed  adalah  karena  sifat  nonlinier dari struktur dibawah pengaruh  desain beban normal. 

Mengingat  kondisi  wilayah  Indonesia  yang  terletak  di  daerah  rawan  gempa,  maka  perlu  dilakukan  usaha  untuk  mencegah  terjadinya  kerusakan  akibat  gempa  terutama  pada  struktur.  Pada  struktur jembatan cable stayed, stabilitas  struktur  kabel  sangat  bagus  dalam  menerima  beban  gempa.  Tapi  stabilitas  pylon sangat penting diperhatikan akibat  beban gempa. Hal ini jarang diperhatikan  padahal  seperti  disebutkan  sebelumnya  Indonesia termasuk daerah rawan gempa. 

 

II. T

INJAUAN

P

USTAKA

Jembatan  cable  stayed  analisis  statik  strukturnya dapat mengunakan beberapa  tipe idealisasi, baik itu 2 dimensi maupun  3 dimensi. Untuk melakukan pendekatan  idealisasi  tersebut  maka  diperlukan  pemodelan  struktur  berdasarkan  material  bahan  yang  digunakan.  Bila  menggunakan  rangka  baja  sebagai  struktur  dek  maka  dek  diidealisasikan  sebagai  sebuah  struktur  frame,  sedangkan  bila  dek  yang  digunakan  menggunakan  bahan  beton  bertulang 

maka  pemodelan  dek  dapat  dilakukan  dengan metode shell. 

Jembatan  cable‐stayed  adalah  salah  satu  jembatan  yang  memiliki  struktur  lantai  kendaraan  pada  satu  atau  beberapa  titik  digantung  secara  elastik  pada  kabel.  Jembatan  ini  menggunakan  sistem  kabel  sebagai  salah  satu  tumpuannya.  Jembatan  ini  semakin  populer  seiring  kemampuannya  mengatasi  bentang  yang  panjang. 

Kekhususan jembatan ini ditandai dengan  daya tarik estetika, penggunaan material  struktur  secara  lebih  efisien  dan  kecepatan  cara  kerja  konstruksinya  dan  elemen struktural yang dimensinya relatif  semakin kecil. 

Elemen  struktur  jembatan  jembatan  cable‐stayed  yang  penting  adalah  kabel,  angkur, menara dan dek. 

A. Kabel

Kabel  merupakan  bagian  jembatan  cable‐stayed  yang  menahan  gaya  tarik,  kabel ini harus terhindar dari fatigue dan  diproteksi  terhadap  korosi,  terutama  pada lingkungan yang agresif.  

 

   

Gambar 1. Penampang kabel untuk jembatan cable stayed

 

Untuk elemen kabel dianggap sebagai  komponen  elastik,  dimodelkan  seperti  gambar  2  dibawah.  Maka  hubungan  antara  proyeksi  elemen  dan  gaya  kabel  pada tiap ujungnya adalah: 

Dimana Ti dan Tj adalah Gaya tarik di  kedua  titik  node  elemen.  Rumus  diatas  mengasumsikan  bahwa  kabel  fleksibel 

(3)

10

sempurna  dan  hukum  Hooke  bisa  diaplikasikan terhadap material. 

 

Gambar 2. Pemodelan Kabel  

Rumus  diatas  dapat  ditulis  kembali  untuk Lx dan Ly: 

Dimana  F  adalah  flexibility  matrix. 

Matriks kekakuan didapat dengan invers  dari F.  

Pemilihan  jumlah  dan  susunan  kabel  berpengaruh  terhadap  dimensi  gelagar  dan  menara  serta  metode  pelaksanaan  struktur  jembatan  cable‐stayed.    Sistem  penataan kabel dapat berupa sistem harp  (harpa)  dimana  kabel  dipasang  sejajar  dan  disambungkan  ke  menara  dengan  ketinggian yang berbeda‐beda satu sama  lain,  sistem  radiating  dimana  kabel  dipusatkan  pada  ujung  atas  menara  dan  disebar sepanjang bentang pada gelagar,  sistem  fan  (kipas)  dimana  kabel  disebar  pada  bagian  atas  menara  dan  pada  dek  sepanjang  bentang  yang  menghasilkan  kabel tidak sejajar dan sistem star dimana  kabel  tersebar  sepanjang  gelagar. 

Gambar  2    memberikan  ilustrasi  dari  beberapa  sistem  penataan  kabel  jembatan cable‐stayed. 

 

Gambar 2. Tipe Susunan kabel  

B. Menara

Menara  adalah  komponen  jembatan  cable‐stayed  yang  berfungsi  sebagai  tumpuan  dan  rangkaian  kabel.  Desain  menara  menunjukkan  estetika  dari  jembatan  cable‐stayed,  maka  perancang  harus memilih proporsi dan bentuk yang  baik. Sebagian besar menara dibuat dari  beton  karena  relatif  lebih  murah  dan  mudah  dibentuk  dibandingkan  dengan  baja. 

Gambar 3. Beberap tipe menara   Menara  tipe  A  ini  mempunyai  kekakuan  lateral  yang  lebih  besar  dibandingkan  tipe  lainnya.  Kaki  menara  dapat  disatukan  di  bawah  dek  (Gambar  II.4  (c)).  Penggunaan  menara  dengan  bentuk‐A pada daerah dengan kecepatan  angin  yang  tinggi  adalah  solusi  optimal  dari  segi  penampilan  dan  stabilitas  aeroelastik. 

C. Nonlinearitas Pada Jembatan Cable-Stayed

Jembatan  cable‐stayed  merupakan  struktur  yang  kompleks  sehingga  mempunyai efek nonlinieritas yang cukup  berpengaruh  baik  material  maupun  geometri  dibawah  pembebanan  statis  maupun  dinamis.  Nonlinearitas  material  ditandai  dengan  adanya  elemen‐elemen  struktur  yang  berdeformasi  melampaui 

(4)

11

daerah  elastisnya.  Sedangkan 

nonlinearitas  geometri  terjadi  sekalipun  perilaku  material  masih  berada  dalam  daerah  linear  elastis  dan  beban  yang  terjadi masih dibawah beban normal. 

Nonlinearitas  geometri  ini  terjadi  akibat: 

1. Perilaku  nonlinear  antara  gaya  aksial  versus  perpanjangan  pada  kabel  yang  berinklinasi  dibawah  level  beban  tarik  yang  berbeda  karena  adanya  defleksi  awal  akibat  berat  sendiri  kabel  (sag  effect) 

2. Kombinasi  beban  aksial  dan  momen  lentur  pada  gelagar  dan  menara (P‐  effect) 

3. Perpindahan  besar  (large  displacement),  yang  terjadi  akibat  perubahan  geometri  struktur. 

 

D. Efek Sagging

Berat  sendiri  kabel  menyebabkan  terjadinya  deformasi  sepanjang  kabel  yang  cukup  besar  sehingga  mengurangi  kekakuan  kabel.  Rendahnya  kekakuan  kabel  untuk  menahan  beban  lentur  mengakibatkan  kabel  hanya  dapat  mengimbangi  beratnya  sendiri  dengan  mengambil bentuk rantai yang digantung  (catenary) diantara dua tumpuan dengan  inklinasi tertentu. 

Penyelesaian yang ditawarkan oleh H. 

J. Ernst untuk masalah sagging ini adalah  dengan  memodelkan  suatu  idealisasi  modulus  elastisitas  yang  dianalisis  dan  perubahan bentuk geometri kabel akibat  pertambahan  gaya  tarik.  Gambar  II.6  mengilustrasikan  seutas  kabel  dengan  modulus E =  yang memiliki perletakan  sendi  di  ujung  kiri  dan  perletakan  rol  diujung  kanan.  Dengan  bertambahnya  gaya  N  menuju  tidak  berhingga,  bentuk  dan kabel mendekati garis lurus dan titik  B berpindah ke B’ sehingga perpanjangan 

kabel di ujung rol ini adalah s = l1‐s. Jika  gaya tarik bertambah dan N menuju N=  N + N, maka perpanjangan menjadi s 

= s — s1. Dan perpanjangan ini dapat  didefinisikan  suatu  asumsi  regangan  kabel  sebagai   dengan  modulus  elastisitas  E=  /f. Sedangkan  modulus  elastisitas kabel dan hubungan tegangan‐

regangan adalah Edengan regangan e.  Dari dua fenomena (f dan e) ini dapat  dihitung  sebuah  idealisasi  modulus  elastisitas  Ei,  yang  memenuhi  kondisi  keduanya secara simultan sebagai berikut: 

e

f

  E

i

(2.3.1) dengan

e

e E

f

f E

(2.3.2)

dimana  Ef  =  modulus  elastisitas  gravitasi  dan  Ee  =  modulus  elastisitas  Hookean. 

Subtitusi  persamaan  (2.3.1)  kedalam  persamaan  (2.3.2)  akan  menghasilkan  persamaan sebagai berikut: 

 

e f

e e

f e f

i 1 E /E

E E

E E E E

 

 

(2.3.3)

                     

(5)

12

                       

Gambar 4. Perilaku kabel yang dipasang  miring pada tumpuan sederhana 

 

Jika  rasio  f/s  dan  Gambar  II.6  cukup  kecil  (kurang  dan  1/12),  maka  struktur  catenary  dapat  diasumsikan  sebagai  parabola.  Sehingga  H.  J.  Ernst  mengasumsikan  satu  harga  modulus  Ef  

sebagai berikut: 

 

2

3 f

E 12

l

 

(2.3.4)

Subtitusi persamaan (2.3.4) ke dalam  persamaan (2.3.3) memberikan idealisasi  modulus elastisitas kabel dengan panjang  horisontal,  l  dan  gaya  tarik,    sebagai  berikut: 

 

3 e 2 e i

12 E 1 l E E

 

(2.3.5)

dimana  Ei,  =  modulus  ekivalen  (idealisasi);  Ee  =  modulus  elastisitas  dari  hubungan  tegangan‐regangan;  l  =  panjang  proyeksi  kabel  dengan  inklinasi  tertentu  ke  bidang  horisontal;    =  kerapatan  massa  kabel;    =  tegangan  yang terjadi pada kabel. 

Persamaan  (2.3.5)  menunjukkan  bahwa modulus ekivalen (idealisasi) juga  merupakan  fungsi  dari  tegangan  yang  terjadi  pada  kabel.  Jika  jenis  dan  besar  pembebanan  pada  struktur 

mempengaruhi gaya tarikan kabel, maka  besar  tegangan  dan  modulus  ekivalen  yang terjadi pada kabel juga berubah. 

 

III. M

ETODE

P

ENELITIAN  

Dalam Penelitian ini digunakam model  jembatan sebagai berikut: 

 

Tipe jembatan     

Jembatan  Cable  stayed  dengan  tiga  bentang menerus 

 

Panjang Jembatan  

L = 100 m + 220 m + 100 m  = 420 m   

Lebar Jembatan   B = 15 m (2 Jalur)   

  Gambar 5. Struktur jembatan cable 

stayed   

Untuk  Kemudian  dibuat  6  model  dengan  variasi  konfigurasi  struktur. 

Bentuk  pylon  A  dan  bentuk  pylon  H  masing  masing  dengan  3  variasi  bentuk  kabel.  Konfigurasi  kabel  yang  digunakan  adalah  Fan  System,  Harp  System,  dan  modified fan system. 

(6)

13

Gambar 6. Dimensi Menara  

Gambar 7. Penempatan kabel fan system.

Gambar 8. Penempatan kabel Harp system.

Gambar 9. Penempatan kabel Modified fan system.

Gambar 10. Bentuk Pylon yang digunakan..

A. Tahapan Penelitian

Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  bentuk  geometri  paling  efektif  dalam  menerima  beban  dinamik. 

Maka  perlu  dilakukan  beberapa  pemodelan  struktur  yang  kemudian  result  dari  analisis  dibandingkan  untuk  mendapatkan  konfigurasi  bentuk  paling  optimum.  Adapun  langkah‐langkahnya  lebih  lengkap  dijelaskan  dengan  flow  chart berikut: 

 

   

Digunakan  tiga  beban  time  history  dengan  karakter  yang  berbeda  untuk 

(7)

14

analisys  ini,  yaitu Bhuj, El Centro dan Uttarkashi

 

 

     

IV. H

ASIL DAN

P

EMBAHASAN A. Pemodelan Struktur dengan

MIDAS CIVIL

Dalam analisis jembatan cable stayed,  bagian  terpenting  adalah  pemodelan  struktur. Untuk akurasi hasil, pemodelan  dari  masing  masing  komponen  struktur  harus  merefleksikan  gaya  yang  sebenarnya  dan  propertis  geometrikalnya.  Masing  masing  komponen  dari  jembatan  seperti  dek,  menara,  kabel,  dll  harus  dimodelkan  sesuai  dengan  gaya  yang  sebenarya  mereka  alami.  Seperti  komponen  kabel  dimodelkan  sebagai  truss  karena  sebagian besar menerima beban aksial. 

Bab  dan  subbab  yang  digunakan  dalam  penulisan  tidak  boleh  lebih  dari  tiga  tingkatan.  Semua  bab  dan  sub  bab  (heading)  ditulis  dengan  ukuran  font  10  pt. 

   

   

Gambar 11. Bagan Alir Analisis dengan MIDAS Civil.

B. Definisi dari Material dan Profil Penampang

 

Sebelum  dilakukan  pemodelan,  material  dan  profil  penampang  harus  didefinisikan terlebih dahulu di program. 

Berikut  adalah  material  dan  penampang  yang  digunakan  pada  struktur  jembatan  ini. 

Tabel 4.1 Material yang digunakan

Untuk  kemudian  diinput  masing  masing  material  tersebut  ke  dalam  program MIDAS Civil. 

 

Gambar 12. Profil penampang masing masing   komponene struktur.

 

Setelah selesai input material, proses  selanjutnya  adalah  intput  profil  penampang yang akan digunakan. 

 

(8)

15

 

Tabel 4.2 Profil penampang masing masing komponen struktur yang digunakan  

Untuk  kemudian  diinput  masing  masing  profil  penampang  tersebut  ke  dalam program MIDAS Civil. 

 

Gambar 12. Input profil penampang di   MIDAS Civil.

C. Unknown Load Factor

Initial cable prestress, yang diimbangi  dengan beban mati, diperkenalkan untuk  meningkatkan gaya penampang pada dek  dan  menara,  juga  tegangan  kabel  pada  jembatan.  Diperlukan  banyak  iterasi  untuk  mendapatkan  nilai  initial  cable  prestress karena struktur jembatan cable  stayed adalah struktur yang sangat tidak  menentu.  

Unknown  Load  Factor  pada  MIDAS  Civil adalah berdasarkan teknik optimasi,  dan  digunakan  untuk  mengkalkulasi  faktor meman optimum untuk memenuhi  syarat  batas  tertentu  dari  struktur.  Dan  bisa  digunakan  untuk  menghitung  initial  cable  prestress  dari  jembatan  cable  stayed.  

Prosedur  kalkulasi  dari  initial  cable  prestress  untuk  jembatan  cable  stayed  dengan  menggunakan  teknik  Unknown 

Load Factor dijelaskan dengan flowchart  sebagai berikut. 

 

Gambar 13. flowchart untuk kalkulasi initial   cable prestress .

Gambar 14. flowchart untuk kalkulasi initial   cable prestress .

Gambar 15. Input beban untuk perhitungan   Unknown Load Factor

Gambar 16. Hasil analisis untuk Unkown   Load Factor

(9)

16

 

Setelah mendapatkan hasil analisi dari  Unkwon  Load  Factor,  kemudian  kita  memberikan  kombinasi  beban  baru  dengan  menggunakan  Unkwon  Load  Factor. 

 

Gambar 17. Kombinasi beban baru dengan   menggunakan Unkown Load Factor

D. Review Hasil Analisis 1. Displacement

Gambar 18. Hasil analisis, displacement dari struktur Semi-Harp

Gambar 19. Hasil analisis, displacement dari struktur Harp

Gambar 20. Hasil analisis, displacement pada ujung menara

Gambar 21. Hasil analisis, displacement pada tengah bentang utama 2. Shape Mode

Analisis  akurat  frekuensi  natural  dan  mode shape  dari jembatan cable stayed  sangat  penting  untuk  mendapatkan  respon  dinamik  dari  struktur. 

Sebelumnya  analisis  modal  dilakukan  dengan  pemodelan  struktur  2D  dengan  sistem  truss  elemen  hingga.  Dengan  MIDAS  Civil  analisis  bisa  dilakukan  dengan  3D  sehingga  diharapkan  mendapatkan hasil yang lebih akurat. 

 

Gambar 22 Hasil analisis, Shape Mode 1 t=3.02

(10)

17

Gambar 23 Hasil analisis, Shape Mode 2 t=1.628

Gambar 24 Hasil analisis, Shape Mode 3 t=1.4028

 

Secara umum, jembatan cable stayed  merupakan  jenis  struktur  yang  mememiliki  efek  kecil  dari  gempa  bumi.Yang  membedakan  struktur  cable  stayed  dengan  struktur  lainnya  adalah  sedikitnya titik tumpuan ( abutmen, pier,  menara)  yang  dapat  menyerap  berbagai  macam  displacement  pada  saat  gempa  bumi terjadi. 

Selain  itu  jembatan  cable  stayed  diklasifikasikan  sebagai  struktur  dengan  tingkat  fleksibilitas  yang  tinggi.  Hal  ini  bisa  dilihat  dari  nilai  T  yang  besar,  dan  natural frekuensi dari 0.3 – 1 Hz. Sehingga  dari respon spectrum bisa terlihat dengan  nilai  T  sekian  mengakibatkan  respon  struktur  yang  kecil  terhadap  beban  gempa.  Hal  ini  juga  bisa  terjadi  karena  konfigurasi  struktur  itu  sendiri,  beban  gempa  lateral  semua  diterima  oleh  menara dan kabel. Karena dek digantung  pada  beberapa  titik,  yang  mencegah  terjadinya deformasi lokal melebihi limit  elastik. 

3. Analisis Nonlinier Statik

Nonlinier  struktur  mangacu  pada  berubahnya  kekakuan  struktur  sejalan  dengan  berubahnya  kondisi  beban. 

Walaupun  material  propertis  dari  struktur  jembatan  berperilaku  linier  elastis,  hubungan  beban  dan 

perpindahan  dari  struktur  secara  keseluruhan tidak linier dalam menerima  beban  statis.  Walaupun  beban  tidak  berfariasi  terhadap  waktu  tetapi  beban  yang  berbeda  berpengaruh  pada  perbedaan kekakuan struktur. 

Perioda waktu (time period), frekuensi  natural,  perpindahan,  dan  lendutan  bisa  dilihat  pada  hasil  analisis  berikut. 

Parameter  diatas  dilihat  pada  varisi  sistem konfigurasi kabel dengan menara  tipe A dan tipe H. 

Gambar 25 Lendutan Top Pylon  

Dari  grafik  diatas  bisa  terlihat  bahwa  menara  dengan  bentuk  A  memiliki  perpindahan yang kecil dibanding dengan  bentuk  H.  Sehingga  bisa  disimpulkan  bahwa menara dengan bentuk A memiliki  kekakuan  yang  lebih  tinggi  dibanding  dengan menara bentuk H. 

Karena  perpindahan  horizontal  menara  berpengaruh  terhadap  lendutan  di dek, sehingga menara tipe A memiliki  lendutan  di  dek  lebih  kecil  dibanding  dengan menara tipe H. 

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 0,05 0,1 0,15

Displacement (m)

Fan Harp Semi‐Harp

(11)

18

Gambar 26 Lendutan Top Pylon  

Gambar 24 Lendutan dek

Dari  grafik  diatas  bisa  terlihat  bahwa  sistem  harp  memiliki  lendutan  yang  paling  besar  dibanding  dengan  kedua  sistem lainnya. Sedangkan sistem tipe fan  dan  semi‐fan  memiliki  lendutan  yang  hampir  sama.  Tetapi  susunan  kabel  tipe  fan  ini  akan  memerlukan  panjang  kabel  yang  sangat  besar  dibandingkan  dengan  tipe lainnya, selain itu susunan cable tipe  fan  juga  dalam  pelaksanaannya  akan  lebih  sulit  karena  perletakan  cable  yang  terpusat pada satu titik. 

4.

Analisis Nonlinier Dinamik (Time History Analisys)

Secara  Sederhana  dinamik  bisa  dijelaskan sebagai variasi terhadap waktu. 

Karena  itu  beban  dinamik  bisa  diartikan  sebagai  beban  dimana  magnitude,  arah  dan  atau  posisinya  berubah  terhadap  waktu.  Sama  halnya  dengan  respon  struktur  terhada  beban  dinamik,  seperti  gaya  dan  lendutan  dari  struktur  akan  berubah  terhadap  waktu.  Analisis  dinamik  pada  dasarnya  terdapat  dua  pendekatan  untuk  mengevalusi  respon  struktur  terhadap  beban  dinamik,  deterministic dan non‐deterministic. 

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 0,05 0,1 0,15

Displacement (m) Pylon H Pylon A

‐0,5

‐0,4

‐0,3

‐0,2

‐0,1 0 0,1

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Lendutan (m)

Jarak (m)

Harp Semi fan Fan

(12)

19

 

Gambar 25 Grafik Frequency vs Mode   Number untuk semua model struktur  

Dari  grafik  diatas  terliat  bahwa  jembatan  cable  stayed  dengan  sistem  harp  dan  semi‐harp  juga  memiliki  frekuensi vibrasi yang hampir sama. Dan  jembatan cable stayed dengan sistem fan  memiliki  frekuensi  vibrasi  yang  lebih  tinggi dibanding lainnya.  

Bisa  disimpulkan  bentuk  konfigurasi  kabel  dan  bentuk  menara  tidak  memberikan  perbedaan  yang  signifikan  terhadap  frekuensi  dari  masing  miasng  mode. 

V. P

ENUTUP A. Kesimpulan

1. Dari  nilai  t  bisa  disimpulkan  bahwa  system  kabel  tipe  fan  paling  fleksibel  dibanding yang lain. Dan system kabel  tipe harpa paling kaku dibanding tipe  lainnya.  Hal  ini  menyebabkan  tipe  harpa  memiliki  respon  gempa  yang  paling  besar,  dapat  dilihat  dari  nilai  perpindahan  di  bagian  atas  menara  dan  lendutan  di  dek  tipe  harpa  memiliki lendutan paling besar. 

2.

3. Dari  respon  spectra  bisa  dilihat  semakin  kecil  nilai  T  semakin  besar  akselerasi  yang  diterima  struktur. 

Sehingga  tipe  harpa  yang  memiliki  nilai  T  paling  kecil  memiliki  perpindahan  struktur  terbesar  akibat  beban gempa. 

4. Penggunaan  susunan  tipe  cable  pada  jembatan  cable  stayed  yang  paling  efektif adalah susunan tipe semiharp. 

Pada susunan cable tipe semiharp ini  gaya‐gaya dalam yang dihasilkan lebih  kecil  daripada  tipe  harp,  walaupun  masih  lebih  besar  daripada  tipe  fan. 

Tetapi  perlu  dipertimbangkan  pula  bahwa  pada  tipe  fan  ini  akan  memerlukan panjang cable yang lebih  besar  dari  pada  tipe  semiharp,  dan  pekerjaan  tipe  fan  memerlukan  perletakan  cable  pada  pylon  yang  lebih rumit dari pada tipe semiharp. 

5. Bentuk  menara  H  maupun  A  sama  sekali  tidak  memiliki  pengaruh  terharap frekuensi dan perioda waktu  dari  struktur,  keduanya  memiliki  respon yang sama. 

6. Lendutan  di  dek  dipengaruhi  oleh  bentuk dari menara.  

7. Bentuk  menara  A  memiliki  perpindahan di bagian atas lebih kecil  dibanding dengan  menara berbentuk  H. Dengan ini bisa disimpulkan bahwa  menara tipe A memiliki kekakuan yang  lebih besar dibanding dengan menara  tipe H 

0 0,5 1 1,5 2 2,5

0 5 10 15

Frequency (cycle/sec)

Mode Number

Fan Harp Semi‐Harp

(13)

20

B. Saran

1. Dalam  perencanaan  jembatan  cable  stayed  tipe  harpa  harus  diperhatikan  stabilitas dari dek. Bisa memilih antara  menara kaku dek lentur, atau menara  lentur dek kaku. 

2. Dalam merencanakan jembatan cable  stayed  tipe  fan  juga  harus  diperhatikan  kompresi  beton  pada  ujung  menara.  Disebabkan  gaya  dari  kabel yang tertumpu pada satu titik di  ujung  menara  mengakibatkan  kompresi yang cukup besar. 

3. Dari  hasil  penelitian  ini  penulis  manyarankan  konfigurasi  jembatan  cable  stayed  tipe  semi‐fan  dengan  bentuk pylon A.  

D

AFTAR

P

USTAKA

[1] Karoumi R., ‘Dynamic Response of Cable- Stayed Bridges Subjected to Moving Vehicles’, IABSE 15th Congress, Denmark, pp. 87-92, 1996.

[2] Karoumi R., ‘Modeling of Cable Stayed Bridger For Analysis of Traffic Induced Vibrations’,

[3] Kanok-Nukulchai W., Yiu P.K.A., Brotton D.M., ‘Mathamatical Modelling of Cable- Stayed Bridges’, Struct. Eng. Int., 2, pp. 108- 113, 1992.

[4] Niels J Gimsing., ‘Cable Supported Bridges Concept and Design, Third Edition’, Department of Civil Engineering Technical University of Denmark., 2012

[5] Prakash Agarwal, Shobhit Bhatnagar, C.

Uma., ‘Non-Linear Time History Analysis Of Cable Stayed Bridges’., Department Of Applied Mechanics S. V. National Institute Of Technology Surat – 395007 Gujarat., 2010 [6] Siddharth G. Shah1, Desai.J.A2, Solanki.C.H3., ‘Effect of Pylon Shape on seismic response of Cable stayed bridge with soil structure interaction’., International Journal Of Civil And Structural Engineering Volume 1, No 3, 2010.

[7] Wilson J. C. and Gravelle W., ‘Modelling Of A Cable-Stayed Bridge For Dynamic Analysis’ Earthquake Engineering And Structural Dynamics, Volume 20, Issue 1, pp 707-72. 1991

[8] N. M. Newmark, and E Rosenblueth.,

‘Fundamentals of earthquake engineering’ ,

Prentice-Hall, Newjersy. pp 1032-1059., 1971

Gambar

Gambar  2    memberikan  ilustrasi  dari  beberapa  sistem  penataan  kabel  jembatan cable‐stayed. 
Gambar 9. Penempatan kabel Modified fan  system.
Tabel 4.1 Material yang digunakan
Tabel 4.2 Profil penampang  masing masing  komponen struktur yang digunakan   
+5

Referensi

Dokumen terkait