PELAKSANAAN JEMBATAN BANGUNAN ATAS
JEMBATAN - III
5. JEMBATAN KHUSUS
5.1. JEMBATAN CABLE STAYED (KABEL CANCANG) 1). 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 15 - Jembatan cable stayed
Gambar 16 - Tower, Girder & Roadway
Cable stayed (contoh ini diambil dari OVM China dengan spesifikasi Nasional China) merupakan struktur utama dari jembatan suspensi jenis cable stayed. Cable stayed terdiri dari 3 (tiga) komponen utama yaitu : bagian angker (anchored section), bagian bebas (freedom section) dan bagian antara (transition section).
Gambar 17 - Diagram Struktur cable stayed
2). 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 18 – 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. 3). Pemeriksaan dan pengujian (Testing and Inspection)
Karakteristik angker dari stay cable system (sebagai contoh dalam hal ini produk OVM250 China) mengikuti “the National Standard, Anchorage, Grip and Coupler for Prestressing Tendons, GB/T14370-2000 yang mana 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.
4). 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 19– Pemasangan Stay Cables Cara Pertama : Kawat Prategang dipasang dan di Stress
Gambar 20 – 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 21 – Pemasangan Stay Cables Cara Kedua 5). Penempatan Kabel
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 22 -Cara– Penempatan Katrol pada Pylon
Gambar 23 - Cara Penarikan Kabel
Prategangdengan Katrol Gambar 24 - Cara–
Gambar 25 - Cara– Stressing Kabel Prategang 4) 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 26 – Pemasangan Tower
Gambar 27 – Pemasangan PC Girder/Deckbridge/Roadway 5.2. JEMBATAN SUSPENSION (GANTUNG)
1). Umum
Jembatan gantung merupakan suatu kabel yang melintas diatas sungai atau laut dengan lantai
jembatan (struktur jalur jalan) digantung pada kabel tersebut. Umumnya jembatan kabel yang modern mempunyai dua tower yang tinggi sebagai tempat kabel dikaitkan/ditumpangkan, artinya tower tersebut merupakan penyangga dari berat struktur jalur jalan tersebut.
2). Gaya-gaya yang bekerja
Gaya tekan yang bekerja akan menekan kebawah lantai jembatan/struktur jalur jalan jembatan gantung tersebut, tetapi dengan digantungnya lantai tersebut pada kabel penyokong maka kabel akan menyalurkan gaya-gaya yang bekerja kepada tower-tower dan selanjutnya diteruskan kebumi dimana tower tersebut ditanam/diangker dengan kuat.
Kabel penyokong terbentang diantara dua angker yang berfungsi sebagai penerima gaya-gaya tarik yang terjadi. Kabel-kabel diregangkan oleh berat sendiri jembatan dan beban lalulintas diantara angker ke angker.
Angker tersebut juga mendapat tegangan tarik tetapi seperti halnya tower, maka tegangan tersebut diteruskan ke bumi.Sebagian jembatan gantung pada system kabelnya mendapat sokongan system rangka dibawah lantai jembatannya, hal itu untuk menambah kekakuan lantai serta mengurangi kecenderungan jalur jalan terayun dan terbanting.
Gambar 28 – Suspension Bridge 3) Material
Spesifikasi yang digunakan dapat diambil dari spesifikasi untuk pekerjaan jalan dan jembatan atau spesifikasi khusus yang diterbitkan oleh Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen Pekerjan Umum Republik Indonesia (Lihat Modul Struktur Umum), atau yang terutama adalah spesifikasi yang digunakan pada pekerjaan jembatan yang sedang dilaksanakan tersebut.
Sebagai perbandingan, spesifikasi untuk jembatan gantung ini akan diuraikan dengan mengambil contoh yang diambil dari Dokumen Lelang Departemen PU Myanmar untuk jembatan “Myanmar – Laos Frienship Suspension Bridge Across Mekong River, tahun 2004 antara lain sebagai berikut :
a. Bangunan atas
Jembatan gantung terdiri dari Rangka Pengaku (Stiffening Truss) tipe Warren Truss (vertikal dan diagonal) dan lantai beton bertulang.
Tower dibuat dari beton pratekan prategang sesuai ketentuan yang berlaku (kadangkala tower dibuat dari konstruksi baja), dan pemilihan bentuk serta tinggi selain berdasarkan kekuatan dan stabilitas juga harus mempertimbangkan estetika.
Kabel mempunyai bentuk parabolic dengan ratio kedalaman dari kabel utama dan camber harus ditentukan sesuai kebutuhan kekuatan, stabilitas serta estetika. Kabel dan penggantung harus digalvanisir (fully galvanized) sesuai ketentuan.
b. Pekerjaan Baja Struktur
Pekerjaan baja menggunakan baja struktur low-alloy weathering steel, agar ekonomis biayanya maka desain harus berdasarkan baja mutu tinggi (high tensile steel ) dengan yield strength fy = 355 N/mm² (quality Fe 510 atau yang setara)
Rolled material sebelum digunakan harus lurus, apabila akan diluruskan harus dengan methode tertentu adan tidak boleh merusak material baja tersebut. Apabila material terlihat bergelombang, bengkok dan tertekuk harus ditolak. Qualitas baja harus dijamin oleh sertifikat yang dikeluarkan pabrik baja
pensuplai material baja tersebut. Standar yang digunakan dapat mengacu contohnya pada JIS (Japanese Industrial Standard) :
· Rolleed steel for general structure JIS G 3101 SS50 · Rolled steel for welded structure JIS G 3106 SM 50 YB · Cable and Suspender JIS G 3525
· Dimensions, Weight, and permissible JIS G 3192 Variation of hot rolled steel sections
· Dimensions, Weight, and permissible JIS G 3193 Variations of hot rolled steel plate,
Sheets and strip
c. Pekerjaan Sambungan
Untuk sambungan digunakan high tensile friction grip bolts and nuts dengan ketentuan : · Bolts and Nuts :
Hexagon head bolts and hexagon head srew JIS B 1180 Hexagon nuts and hexagon thin nuts JIS B 1181 Plain washers JIS B 1256
· High Tensile Strength Bolts
Sets of high strength hexagon bolt, JIS B 1186
Hexagon nut and plain washers for friction grip joints b) Toleransi
Toleransi dalam pekerjaan pemasangan diberkan sebagai berikut : · Span or Total Lengths L (m) ± (10 + L/100) mm
· Center to Center Spacing B (m) ± 4 + (B-2) x 0,5 mm Of Main Girders
· Height of Main Girder H (m) H ≤ 2m : ± 4 mm H > 2m : ± 4 mm
Addition per increase of 1 m : ± 1 mm · Width of Flange W (m) W ≤ 1m : ± 2 mm W > 1m : ± 4 mm
· Length of Flange and Web L (m) L ≤ 10 m : ± 3 mm L > 10 m : ± 4 mm
· Web of Girger
· Error of angle between Flange and Web 1 : 100 · Offset of Field Joint (S) S ≤ 3 mm
· Camber : L = Length of span (m)) L ≤ 20 : ± 5 mm 20<>10m : -5 to +10 mm
Difference in Height : ± 4 mm Difference in Fingers : ± 2 mm · Diameter of Bolts Holes Nominal diameter of bolts Diameter of bolts holes (mm) Friction type joint
Bearing type joint M20 22.5 21.5 M22 24.5 23.5 M24 26.5 25.5
· Permissible Error in Bolts Holes Nominal diameter of bolts Diameter of bolts holes (mm) Friction type joint
Bearing type joint M20 + 0.5 ± 0.3 M22 +0.5 ± 0.3 M24 +0.5 ± 0.3
Untuk baut tipe friction diijinkan diameter lubangnya + 1.0 mm untuk sejumlah 20% dalam satu group baut.
e. Pengujian
i). Pemeriksaan saat pembuatan dipabrik meliputi hal-hal : · Karakteristik bahan, kualitas baja, sertfikat dari pabrik baja · Dimensi profil apakah sesuai gambar rencana
· Proses pembuatan, kualitas dan akurasinya apakah sesuai spesifikasi (antara lain pemotongan, pengelasan, pelubangan dan lain-lain)
· Coating terhadap permukaan baja · Pengepakan dan pengangkutan
ii). Pemeriksaan saat pemasangan (erection)
· Perakitan harus sesuai gambar rencana/gambar kerja · Keperluan adanya Modifikasi lokasi
· Lendutan saat cantilever, ganjal sementara pada pilar dan pendongkrakan untuk leveling akhir · Pengecatan akhir
· Kesehatan dan keselamatan kerja (K3)
iii). Pengujian akhir
Setelah selesai pekerjaan, dilakukan sertifikasi namun diperlukan pemeriksaan akhir yang mencakup : · Pengecekan alinyemen dan level final
· Tingkat pelayanan bearing, expansion joint dan drainase · Lendutan saat bekerja beban mati
· Lendutan saat adanya beban lalu-lintas · Oscillation saat adanya beban lalu-lintas
· Perbaikan-perbaikan atas kerusakan kecil saat pemasangan (lapis pelindung permukaan baja yang rusak/galvanized)
· Pembongkaran seluruh pekerjaan/instalasi sementara 4) Pemasangan Jembatan Gantung
Pemasangan jembatan gantung berikut ini diambil dari pemasangan ”The Akashi – Kaikyo Suspention Bridge – Japan”.
b). Pemasangan Tower
Gambar 29 – Pemasangan Tower b). Pemasangan Kabel
Pemasangan kabel dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :
- Bentangkan tali pengarah (Pilot Roper) diantara Tower sampai ke angker, - Pasang juga tali pengangkut/penarik dan alat pengangkut (carrier) - Pasang tali jalan kerja dan system lantainya (Catwalk) ;
- Pasang kabel kawat prategang
frame
Gambar 30 – Pemasangan Pilot Roper & Catwalk
Gambar 31 – Pemasangan Strand & Cable Band + Hanger Rope
c). Pemasangan Girder Methode Elemen
Anggap terdapat dua Tower A dan B, maka pada masing-masing lokasi Tower pelaksanaan pemasangan Girder Truss (lebih ekonomis dibanding box girder dari beton/presstressed) dengan methode elemen dapat dijelaskan berikut ini :
· Tempatkan sepasang crane diatas pontoon (crane mengapung) untuk mengangkat girder truss dari bawah ke posisinya disisi darat dan tower ;Pada sisi darat, sebagai tahap awal pasang 8 (delapan) panel girder (large block) yang digantung pada tali penggantung (hanger rope) yang sudah disiapkan
Gambar 32 – Pemasangan Girder Methode Elemen
· Pada saat yang bersamaan pada posisi Tower pasang 6 (enam) panel kearah darat dan ke arah tengah · Selanjutnya pada ujung masing-masing panel yang sudah terpasang tersebut ditempatkan crane yang dapat bergerak (traveling crane) untuk melakukan pemasangan secara bertahap segmen per segmen untuk kemudian bertemu dengan semen yang bergerak dari arah lainnya.
· Untuk bentang dari angker ke tower maka segmen akan bertemu didekat tower dan pada bentang tower ke tower akan bertemu ditengah-tengah bentang.
d). Pemasangan Girder Methode Blok
· Setelah Tower, kabel strand dan tali penggantung terpasang maka disiapkan untk memasang girder truss;
· Pasang gantry pada tali pengarah dan siapkan ponton/kapal pengangkut girder dan siapkan tower crane di posisi tower serta crane mengapung di arah darat;
· Girder mulai dipasang blok per blok menggunakan gantri dan ponton mulai dari tengah-tengah bentang tower ke tower menuju ke tower masing-masing, serta girder dipasang dari arah darat/angker dengan menggunakan crane terapung;Dilanjut dengan menggunakan gantri baik dari tower ke angker dan tower ke tengah yang pada akhirnya bertemu disatu titik tertentu dan diselesaikan/disambung dengan blok/segmen penutup (lihat gambar).
Gambar 33 – Pemasangan Girder Methode Blok DAFTAR PUSTAKA
1. Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan Jembatan, Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum, Desember 2005, 2006;
2. Panduan Pengawasan Pelaksanaan Jembatan Bridge Management System, Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum, Tahun 1993;
3. Modul Pelatihan Supervisi Pelaksanaan Pekerjaan Jembatan, Pembinaan Manajemen Kebinamargaan , Direktorat Jenderal Bina Marga, May 2006;
4. Modul Pelaksanaan Konstruksi Jembatan, Jafung Teknik Jalan dan Jembatan Pusat Pendidikan dan Latihan Departemen Pekerjaan Umum, Tahun 2006;
5. Prestressed Concrete Analysis and Design Fundamental, Antoine E Norman, Mc Graw Hill Book Company, 1982;
6. Quotation Documents For Myanmar-laos Friendship Suspension Bridge Across Mekong River, the Government Of The Union Of Myanmar Ministry Of Construction Public Works, August 2004;
7. Bahan Publikasi Akashi Kaikyo The World Longest Suspention Bridge dan Tatara Cable Stayed Bridge, Japan;
8. Bahan Publikasi Stay Cable OVM China (Via Ir. Herry Vaza, M.Eng,Sc)Standar Produksi Pabrik Komponen Jembatan Pracetak Pratekan, Direktorat Jenderal Bina Marga, Departermen Pekerjaan Umum
