ANALISIS DEFORMASI JEMBATAN SURAMADU AKIBAT PENGARUH ANGIN MENGGUNAKAN METODE PENGUKURAN GPS KINEMATIK

(1)

ANALISIS DEFORMASI JEMBATAN

SURAMADU AKIBAT PENGARUH ANGIN

MENGGUNAKAN METODE PENGUKURAN

GPS KINEMATIK

Oleh :

Lysa Dora Ayu Nugraini

3507 100 012

Dosen Pembimbing :

(2)

DEFORMASI

Deformasi merupakan

suatu proses perubahan : - bentuk

- dimensi dan

- posisi dari suatu materi

baik merupakan bagian dari alam ataupun buatan manusia dalam skala

ruang dan waktu

yang terjadi akibat

: adanya respon suatu benda terhadap tekanan

tertentu.

dp

d

_p

= r’

_p

-r

_p

= d

_p

(X

_p

, Y

_p

, Z

_p

; t)

Pola Vibrasi

Jembatan

Pergeseran posisi

(Displacement)

Deformasi

(3)

Latar Belakang

RUMUSAN MASALAH :

1. Bagaimanakah

pengaruh angin

terhadap deformasi

pada Jembatan

Suramadu ?

2. Berapakah besar nilai

deformasi Jembatan

Suramadu akibat

pengaruh angin ?

TUJUAN :

melakukan analisis

pengaruh angin

terhadap deformasi

Jembatan Suramadu

melalui pola getar

(vibrasi) dan pergeseran

posisi jembatan.

MANFAAT :

diharapkan dapat digunakan

sebagai salah satu deteksi

awal ada tidaknya perubahan

struktur jembatan dan

pertimbangan dalam

monitoring kondisi jembatan

dalam rangka

mempertahankan usia teknis

Jembatan Suramadu dan

upaya pemeliharaannya

.

(4)

Batasan Masalah

•

• GPS 2

GPS 1

(5)

Lokasi Penelitian

BENTANG TENGAH

JEMBATAN SURAMADU

GPS 1

GPS 2

Madura

_Surabaya

(6)

GPS 2

GPS 1

(7)

Data dan Peralatan

DATA :

* Data Primer

Data pengamatan GPS

- 1 Januari 2011

- 12 Mei 2011

- 13 Mei 2011

* Data Sekunder

data kecepatan angin

Peralatan :

* Rover : GPS Geodetik Topcon

HiPer pro

* Base : cors (GPSTopcon GB 1000)

* Anemometer

(8)

Metodologi Pengukuran

• metode pengukuran GPS Kinematik

• untuk menghindari kesalahan dan bias

pengukuran, digunakan metode pengukuran

triple difference dengan batas penerimaan

sinyal satelit 15˚

(9)

Diagram Alir Pengolahan Data

GPS Rover titik GPS1

dan GPS2 Base Station SP3 GPS week

1616 dan 1635

Raw Data Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Post-Processing

Koordinat (X,Y) Hasil Pengukuran titik GPS 1 dan GPS 2 Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

ρ+σ.K≤X≤ρ-σ.K

Perhitungan Toleransi 95% Ketidakpastian Koordinat (X,Y) Pengukuran 1 Januari, 12

Mei dan 13 Mei 2011

Plotting Koordinat (X,Y) Titik GPS1 dan GPS2 Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

95% Ketidakpastian Pola Koordinat 1 titik GPS1 dan

GPS2 Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011 Eliminasi

Data Kecepatan Angin 0,017 Hz tanggal 1 januari, 12 Mei dan 13

Mei 2011

Ekstraksi Nilai Kecepatan Angin Menjadi Vektor (X,Y)

Interpolasi Kecepatan Angin Menjadi 0,2 Hz Vektor Kecepatan Angin (X,Y) 0,2 Hz tidak ya A B

(10)

Diagram Alir Pengolahan Data

Cek Outliers koordinat (X,Y)

Moving Average Filter

Pola Koordinat 2 Titik GPS1 dan GPS2 Pengukuran 1 Januari, 12

Mei dan 13 Mei 2011

Perhitungan Pergeseran Koordinat Jembatan Koordinat (X,Y) Titik GPS1 dan GPS2 Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Pola Getar Jembatan Suramadu dan nilai Pergeseran Posisi (X,Y) Jembatan Terhadap Rata-Rata Koordinat (X,Y) Jembatan titik GPS1 dan GPS2

Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Perhitungan Korelasi Koordinat Pergeseran Jembatan Pengukuran 1

Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011 Terhadap Beban Dinamik Angin Tanggal

1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Nilai Pergeseran Koordinat Jembatan Koordinat (X,Y) Akibat Beban Dinamik Angin

Tanggal 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Nilai Korelasi Koordinat Pergeseran Jembatan Dengan Beban Dinamik Angin Tanggal 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Analisis Koordinat Pergeseran Jembatan Akibat Beban Dinamik Angin

Grafik Korelasi Koordinat Pergeseran Jembatan Koordinat (X,Y) Akibat

Dinamik Angin (X,Y) Tanggal 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011 Tidak ada

ada

Pola vibrasi jembatan Suramadu Koordinat (X,Y) tanggal 1 Januari, 12

Mei dan 13 Mei 2011 A

(11)

No Tanggal Pengukur an Titik Koordinat Standar Deviasi (m) 1, 1Januari 2011 GPS1 X 0,068 Y _0,052 GPS2 X 0,216 Y 0,058 2, 12 Mei 2011 GPS1 X 0,205 Y 0,417 GPS2 X 0,127 Y 1,008 3, 13 Mei 2011 GPS1 X 0,554 Y 0,907 GPS2 X 0,126 Y 1,012 No Tanggal Pengu kuran Titik Koordinat Standar Deviasi Tingkat Ketidakpasti an 95% (m) 1 1 Januari 2011 GPS1 X 0,039 Y 0,033 GPS2 X 0,103 Y 0,031 2 12 Mei 2011 GPS1 X 0,182 Y 0,075 GPS2 X 0,04 Y 0,055 3 13 Mei 2011 GPS1 X 0,133 Y 0,094 GPS2 X 0,101 Y 0,074

1. Standar Deviasi Pengukuran

Pola Vibrasi

Data Asli Pengukuran

Data 95% Tingkat Ketidakpastian

HASIL DAN

ANALISIS

(12)

2. Pola Vibrasi

Loncatan Nilai Koordinat Yang Ekstim,(otliers)

Loncatan Nilai Koordinat Yang Ekstim,(outliers))

Daerah Penolakan Koordinat outliers Daerah Penolakan Koordinat outliers

Data Asli Pengukuran

Data 95% Tingkat Ketidakpastian

Catatan : Contoh pola vibrasi

pengukuran 1 Januari GPS1

koordinat X

(13)

3. Tabel Standar Deviasi

Moving Average Filter

Standar

deviasi

No Tanggal Penguk uran Titik Koordinat Standar Deviasi MA Filter (m) 1 1 Januari 2011 GPS1 X 0,034 Y 0,029 GPS2 X 0,097 Y 0,023 2 12 Mei 2011 GPS1 X 0,177 Y 0,063 GPS2 X 0,037 Y 0,045 3 13 Mei 2011 GPS1 X 0,111 Y 0,078 GPS2 X 0,097 Y 0,063

(14)

4. Deformasi Jembatan Suramadu

No

Tanggal

Pengukuran

Titik

Koordinat

Deformasi

(m)

deformasi

total (m)

1 1 Januari

2011

GPS1

X

0,02

Y

-0,001

GPS2

X

0,015

0,016

Y

-0,004

2 12 Mei

2011

GPS1

X

0,008

0,053

Y

0,05

GPS2

X

-0,014

0,26

Y

0,26

3 13 Mei

2011

GPS1

X

0,002

0,17

Y

0,165

GPS2

X

0,01

0,12

Y

0,12

(15)

Y Gps 2 12 Mei 2011

Nilai maksimum Nilai Rata-rata Nilai Minimum

(16)

Tanggal

Pengukuran

Titik

Koordinat

∆r Maksimum

(m)

∆r

Minimum

(m)

1 Januari 2011

GPS1

X

0,101

0 Y

0,101

0 GPS 2

X

0,404

0 Y

0,425

0 12 Mei 2011

GPS1

X

0,428

0 Y

0,703

0 GPS 2

X

0,241

0 Y

0,08

0 13 Mei 2011

GPS1

X

0,98

0 Y

0,286

0 GPS2

X

0,176

0 Y

0,012

0

∆r = residu 95% - MAfilter

(17)

Pengu

kuran

titik

koordinat

Koefisien

korelasi ( r )

Koefisien

Determinasi

(r

2

₎

presentasi

r

2

1 Januari

2011

GPS1

X

-0,006

0,000

0,00%

Y

0,261

0,068

6,81%

GPS 2

X

0,020

0,000

0,04%

Y

0,048

0,002

0,23%

12 Mei

2011

GPS1

X

-0,44

0,197

19,7%

Y

0,38

0,142

14,15%

GPS 2

X

-0,22

0,049

4,91%

Y

-0,14

0,019

1,86%

13 Mei

2011

GPS1

X

0,224

0,05

5%

Y

-0,101

0,01

1%

GPS 2

X

-0,121

0,015

1,45%

Y

-0,123

0,015

1,5%

6. Tabel Koefisien Korelasi Jembatan

(18)

ANALISIS (1)

• Penyebab pola deformasi yang tidak stabil dari 3 kala:

 Pengukuran masih mengandung kesalahan yaitu

multipath dan cycle slips dari kabel penyangga

jembatan, pylon, dan pagar pembatas diseliling lokasi

pengukuran yang tidak bisa dihindari.

 Standar deviasi pengukuran (yang berkaitan dengan

keandalan pengukuran) mempengaruhi nilai deformasi

yang diperoleh).

 Pola fluktuasi koordinat mempengaruhi nilai deformasi

yang diperoleh

(19)

ANALISIS (2)

• Nilai korelasi yang kecil diakibatkan oleh :

 Angin yang berhembus pada saat pengukuran = 3 skala

beauford yaitu <20 knots, yang masuk kedalam angin

lemah, sehingga angin tidak berpengaruh signifikan

terhadap deformasi lateral pylon bentang tengah

jembatan suramadu.

 Banyak faktor lain yang mempengaruhi deformasi lateral

jembatan, faktor lain seperti lalin, suhu, temperatur, arus,

dan elastisitas dari materi itu sendiri.

(20)

Kesimpulan

• Beban dinamik angin memiliki pengaruh yang lemah terhadap perubahan posisi lateral Jembatan Suramadu. Koefisien keterkaitan pengaruh angin terhadap perubahan posisi lateral yang terjadi adalah < 20% untuk data di titik GPS 1 (di titik kabel ketiga dari pylon Surabaya) dan < 10 % di titik GPS 2 (di titik kabel ketiga dari pylon sisi Madura).

• Dari hasil pengamatan GPS pada penelitian ini mengindikasikan bahwa :

Pengukuran bulan Januari memiliki outliers kecil sehingga dengan kecepatan angin rata-rata terukur sebesar 2 knots terdeteksi pergeseran posisi lateral rata-rata Jembatan Suramadu di titik GPS 1 sebesar 2 cm dan 2 cm di titik GPS 2.

Pengukuran 12 Mei 2011 memiliki outliers besar, sehingga dengan kecepatan angin rata-rata terukur sebesar 4,5 knots terdeteksi pergeseran posisi lateral sebesar 5 cm di titik GPS 1 dan 26 cm di titik GPS 2.

Sedangkan pada pengukuran 13 Mei 2011 yang juga memiliki nilai outliers yang besar, dengan angin rata-rata terukur berkecepatan 3,8 knot, terdeteksi pergeseran posisi lateral sebesar 16 cm dititik GPS 1 dan 12 cm dititik GPS 2.

• Penggunaan metode kinematik serta kesalahan dan bias akibat kondisi lingkungan pengukuran yang tidak bebas obstruksi (gangguan), mengakibatkan multipath dan cycle slips sehingga hasil pengukuran memiliki banyak pola outliers. Outliers tersebut berpengaruh terhadap standar deviasi pengukuran dan nilai pergeseran posisi Jembatan Suramadu.

• Penggunaan metode Moving Average filter yang digunakan mampu mereduksi outliers maksimum sebesar 0,43 m dan reduksi outliers minimum sebesar 0 m pada pengukuran Januari 2011, sedangkan pada