Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 1
PERENCANAAN SISTEM FENDER DERMAGA
(Studi Kasus Dermaga Penyeberangan Mukomuko, Provinsi Bengkulu)
Oleh:
Derry Fatrah Sudarjo,
Pembimbing Pertama : Ir. Puji Wiranto, MT.1), Pembimbing Kedua : Ir. Wagisam.2)
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Pakuan, Jl. Pakuan, Bogor 16143
e-mail : derryfatrahsudarjo@yahoo.com
ABSTRAK
Ketatnya persaingan di bidang perekonomian memerlukan strategi yang tepat dalam mengoptimalkan potensi yang ada. Sebagai daerah kepulauan yang dikelilingi lautan, Kabupaten Mukomuko di Bengkulu, memiliki potensi untuk dikembangkan terutama dalam kegiatan ekspor impor dan transportasi laut. Ada 4 jenis pelabuhan yang akan dibangun di Kabupaten Mukomuko yaitu pelabuhan penyeberangan, pelabuhan laut, pelabuhan barang dan pelabuhan ikan.
Sesuai dengan peran dan fungsinya, pelabuhan merupakan institusi yang dinamik keberadaannya terhadap perkembangan yang ada. Pelabuhan harus dapat mengantisipasi dan mengikuti perkembangan yang berkaitan dengan tuntutan pelayanannya. Selain itu, pelabuhan yang baik harus mempunyai perencanaan yang terencana dan terstruktur guna menunjang peran dan fungsinya sesuai kemampuan kapasitas dukungannya. Salah satu kelengkapan perencanaan pelabuhan tersebut adalah tersedianya sistem fender, dimana fender adalah bumper yang digunakan untuk meredam benturan yang terjadi pada saat kapal akan merapat ke dermaga atau pada saat kapal yang sedang ditambatkan tergoyang oleh gelombang atau arus yang terjadi di pelabuhan.
Dalam perencanaan sistem fender perlu diketahui karakteristik dari jenis-jenis fender agar dapat diperoleh jenis fender yang sesuai dengan kebutuhan, jenis fender yang digunakan pada Dermaga Penyeberangan Mukomuko adalah fender Bridgestone Super-Arch Tipe FV001-5-4. Hasil perhitungan jarak antar fender pada dermaga adalah 4,6 meter, dipasang vertikal pada sisi depan dermaga karena memperhitungkan perubahan elevasi muka air laut yang berubah pada saat pasang dan surut.
Kata kunci : Fender, Pelabuhan, dan Kapal.
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pelabuhan merupakan tempat pemberhentian (terminal) kapal setelah melakukan pelayaran. Di pelabuhan ini kapal melakukan berbagai kegiatan antara lain menaik-turunkan penumpang, bongkar muat barang, pengisian bahan bakar dan air tawar, melakukan reparasi, mengadakan perbekalan, dan sebagainya. Untuk bisa melaksanakan berbagai kegiatan tersebut pelabuhan harus dilengkapi dengan fasilitas
seperti pemecah gelombang, dermaga, peralatan tambatan dan fender, peralatan bongkar muat barang, gudang-gudang, halaman untuk menimbun barang, perkantoran, ruang tunggu bagi penumpang, perlengkapan pengisian bahan bakar, dan penyediaan air bersih, dan lain sebagainya.
Fender berfungsi sebagai bantalan yang ditempatkan di depan dermaga sehingga fender tersebut akan menyerap energi benturan antara
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 2 kapal dan dermaga. Gaya yang harus
ditahan oleh dermaga tergantung pada tipe dan konstruksi fender dan defleksi dermaga yang diijinkan. Fender juga melindungi rusaknya cat badan kapal karena gesekan antara kapal dan dermaga yang disebabkan oleh gerak karena gelombang, arus dan angin. Fender harus dipasang di sepanjang dermaga dan letaknya harus sedemikian rupa sehingga dapat mengenai kapal. Oleh karena kapal mempunyai ukuran yang berlainan maka fender harus dibuat agak tinggi pada sisi dermaga.
Dalam perencanaan fender ini harus memperhitungkan bobot kapal yang akan bersandar, frekuensi dari kapal dengan bobot kapal yang berbeda-beda tetapi dapat bersandar pada dermaga yang sama dan dengan kondisi pasang surut yang berbeda-beda pada daerah kolam pelabuhan. Setelah diketahui karakteristik kapal yang akan bersandar dan kondisi pasang surut pada daerah kolam pelabuhan, maka dapat direncanakan suatu sistem fender yang efisien dan ekonomis.
1.2 Maksud dan Tujuan
Dalam tugas akhir ini akan dibahas perencanaan sistem fender pada Dermaga Penyeberangan Mukomuko, dengan maksud dan tujuan sebagai berikut :
a. Maksud :
1. Merencanakan tipe dan jenis fender yang sesuai dengan jenis, ukuran dan bobot kapal. 2. Merencanakan sistem fender
yang sesuai terhadap energi benturan kapal yang akan bersandar pada dermaga. 3. Merencanakan jarak antar
fender yang akan dipasang dalam hubungannya dengan bobot dan jenis kapal.
b. Tujuan :
Mengetahui sistem fender yang efisien dan ekonomis dalam kaitannya dengan bobot kapal, ukuran kapal, ukuran dermaga, kondisi pasang surut dan jarak antar fender pada Dermaga Penyeberangan Mukomuko, Provinsi Bengkulu.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Kapal
Kapal merupakan kendaraan pengangkut penumpang dan barang dilaut, sungai dan sebagainya. Kapal sebagai sarana pengangkut muatan mempunyai ciri-ciri tersendiri dalam menangani muatannya. Muatan ini dapat berbentuk gas, cair dan padat. Sesuai dengan jarak dan besarnya muatan, menentukan bentuk teknis kapalnya. Penanganan muatan pun (cargo handling) menentukan ciri khas dari pelayanan terhadap kapal di dermaga serta alat peralatan yang membantu bongkar atau muat.
2.2 Karakteristik Kapal
Secara umum bentuk badan kapal dapat dibagi sebagai berikut : a. Dasar rata (Flat bottom), biasa
terdapat pada kapal-kapal dengan ukuran besar.
b. Dasar semi rata (Semi flat bottom), biasa terdapat pada kapal dengan ukuran sedang/kecil.
c. Dasar landai (Deep bottom), kapal dengan kecepatan tinggi.
2.3 Ukuran Dermaga
Ukuran dermaga dan perairan untuk bertambat tergantung pada dimensi kapal terbesar dan jumlah kapal yang menggunakan dermaga. Tata letak dermaga dipengaruhi oleh banyak faktor seperti ukuran perairan pelabuhan, kemudahan kapal yang merapat dan meninggalkan dermaga, ketersediaan/penggunaan kapal tunda
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 3 untuk membantu kapal bertambat,
arah dan besarnya angin, gelombang dan arus.
Sumber : Perencanaan Pelabuhan, Bambang Triatmodjo, 2009.
Gambar 2.2. Dermaga satu kapal Berikut persamaan yang digunakan untuk menentukan panjang dermaga :
xLoa
x
n
Loa
n
Lp
.
(
1
)
10
%
(2.1) Keterangan :Lp
= Panjang Dermaga (m)Loa
= Panjang Kapal yang ditambat (m)n = Jumlah Kapal yang ditambat.
2.4 Kondisi Alam
Aspek-aspek lingkungan alam, antara lain :
1. Bumi dalam sistem tata surya, radiasi matahari dan temperatur a. Radiasi dan temperatur
permukaan.
b. Pola penguapan/epavorasi dan pengendapan/presipitasi.
c. Suhu air laut.
2. Laut, salinitas, dan arus samudera. permukaan/gelombang
samudera.
3. Atmosfer dan Angin a. Struktur atmosfer. b. Tekanan atmosfer. c. Angin/gerakan atmosfer. d. Dampak arah angin akibat
adanya rotasi bumi pada porosnya.
e. Kecepatan angin sebagai akibat rotasi bumi.
f. Angin darat dan angin laut. g. Angin gunung, angin lembah,
angin lereng, angin kompensasi.
h. Angin musim (Monsoon). i. Muatan dan tekanan angin. j. Akibat angin pada lautan. k. Hubungan arus laut dan angin
musim. 4. Gelombang Laut. 5. Pasang Surut.
6. Gempa dan Vulkanologi a. Lempeng bumi. b. Gunung api.
7. Gelombang elektromagnetik. 8. Aspek geoteknik tanah dasar laut.
a. Karakteristik dan daya dukung tanah.
b. Gaya geser tanah.
c. Tekanan dan gaya lateral.
2.5 Pasang Surut
2.5.1.Pasang Surut dan Sistem Tata Surya
Gerakan permukaan air laut berubah-ubah baik dilihat dari waktu maupun tempat. Perubahan ini diakibatkan karena adanya gaya-gaya tarik antar benda angkasa. Bumi yang menjadi satelit dari sistem tata surya dan bulan menjadi satelit bumi, keduanya menimbulkan gaya-gaya yang mempunyai pengaruh pada tinggi rendahnya permukaan air laut. Sebagaimana diketahui, bumi berotasi mengelilingi matahari dalam waktu 24 jam, sedangkan bulan berotasi sendiri pula dalam mengelilingi bumi pada saat yang bersamaan dalam waktu 24 jam 50 menit, rotasi ini berjalan secara periodik. Selisih waktu 50 menit ini menyebabkan besar gaya tarik bulan bergeser terlambat 50 menit dari air tinggi
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 4 yang ditimbulkan oleh gaya tarik
matahari.
2.5.2. Pembangkitan Pasang Surut.
Gaya tarik menarik antara bumi dan bulan menyebabkan sistem bumi-bulan menjadi satu sistem kesatuan yang beredar bersama-sama sekeliling sumbu perputaran bersama (common axis of revolution). Sumbu perputaran bersama ini adalah pusat berat dari sistem bumi-bulan, yang berada di bumi dengan jarak 1718 km di bawah permukaan bumi.
2.5.3. Tipe Pasang Surut.
1. Pasang surut harian ganda (Semi diurnal tide).
2. Pasang surut harian tunggal (Diurnal tide).
3. Pasang surut campuran condong ke harian ganda (mixed tide prevailing semidiurnal).
4. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed tide prevailing diurnal).
2.5.4. Definisi Elevasi Muka Air
1. Muka air tinggi (High water level (HWL)).
2. Muka air rendah (Low water level (LWL).
3. Muka air tinggi rerata (Mean high water level (MHWL)). 4. Muka air rendah rerata (Mean
low water level (MLWL)). 5. Muka air laut rerata (Mean
sea level (MSL).
6. Muka air tinggi tertinggi (Highest high water level (HHWL)).
7. Muka air rendah terendah (Lowest low water level (LLWL)).
8. Higher high water level.
2.6 Kolam Pelabuhan
2.6.1. Kedalaman Kolam Pelabuhan
Kedalaman Kolam=1,1xd (2.2) Keterangan : d : draft kapal (m).
2.6.2. Kolam Putar
Kolam Putar = 1,5 x Loa (2.3) Keterangan:Loa:PanjangKapal(m)
2.7 Gaya yang bekerja pada dermaga. 2.7.1.Gaya Sandar
Besar energi benturan diberikan oleh rumus berikut ini :
Cc
Cs
Ce
Cm
g
WV
E
.
.
.
2
2
(2.4) Keterangan :E = Energi benturan (ton m). W=Displacement/berat kapal(ton). V = Komponen kecepatan dalam arah tegak lurus sisi dermaga(m/d) g = Percepatan gravitasi (m/d²). Cm = Koefisien massa. Ce = Koefisien eksentrisitas. Cs = Koefisien kekerasan. Cc = Koefisien tekanan arus.
Tabel 2.2. Kecepatan merapat kapal pada dermaga.
Ukuran Kapal (DWT) Kecepatan Merapat Pelabuhan (m/d) Laut Terbuka (m/d) Sampai 500 0,25 0,30
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 5 500 – 10.000 0,15 0,20 10.000 – 30.000 0,15 0,15 Di atas 30.000 0,12 0,15 Sumber : Pelabuhan, Bambang Triatmodjo, 2006.
Komponen kecepatan merapat dalam arah tegak lurus kapal adalah : 0
10
sin
.
v
V
(2.5) Keterangan :V = komponen kecepatan dalam arah tegak lurus sisi dermaga (m/d).
v = kecepatan merapat kapal(m/d). Koefisien Massa tergantung pada gerakan air di sekeliling kapal, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut: B d x Cb Cm . 2 1
(2.6) 0 . . .Bd
Lpp W Cb (2.7) Keterangan : Cm = Koefisien massa. Cb = Koefisien blok 0
= Massa jenis air laut = 1,025 t/m³ Lpp = Length between prependicular (m) W = Displacement/berat kapal (ton). B = Lebar kapal (m) D = Draft kapal (m) Koefisien eksentrisitas adalah perbandingan antara energi sisa dan energi kinetik kapal yang merapat, dan dapat dihitung dengan rumus berikut :2 ) / ( 1 1 r l Ce (2.8) Keterangan : Ce = Koefisien eksentrisitas. r = Jari-jari kelengkungan sisi haluan kapal (m)
l
= jarak sepanjang permukaan air dermaga dari pusat berat kapal pada permukaan air (m)Titik kontak pertama antara kapal dan dermaga adalah suatu titik dari ¼ panjang kapal pada dermaga dan 1/3 panjang kapal pada dolphin, dan nilai
l
adalah : Dermaga : l xLoa 4 1 (2.9) Dolphin : l xLoa 6 1 (2.10) 2.7.2. Gaya Tambat2.7.2.1. Gaya Akibat Angin
Besar gaya angin tergantung pada arah dan kecepatan hembus angin, dan dihitung dengan rumus berikut :
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 6 a. Gaya Longitudinal apabila
angin datang dari arah haluan (ά= 0°) :
Aw
Qa
R
w
0
,
42
.
.
(2.11) 2 . 063 , 0 w a V Q (2.12) ) %( 70 kapal w BxD A (2.13)b. Gaya Longitudinal apabila angin datang dari arah buritan (ά= 180°) :
Aw
Qa
R
w
0
,
5
.
.
(2.14) ) %( 70 kapal w BxD A (2.15)c. Gaya Longitudinal apabila angin datang dari arah lebar kapal (ά= 90°) :
Aw
Qa
R
w
1
,
1
.
.
(2.16) ) %( 70 oa kapal w L xD A (2.17) Keterangan :Rw = gaya akibat angin (kg) Pa = tekanan angin (kg/m²) Vw = kecepatan angin (m/d). Aw = proyeksi bidang yang tertiup angin (m²)
B = Lebar kapal (m). kapal
D = Tinggi kapal (m). Loa = Panjang kapal (m)
2.7.2.2. Gaya Akibat Arus
Besar gaya yang ditimbulkan oleh arus diberikan oleh persamaan berikut ini :
g
V
A
Cc
R
c c a.
2
.
.
2 0
(2.18) Ac = B x d (2.19) Keterangan :Ra = gaya akibat arus (kg) Cc = koefisien tekanan arus
0
= massa jenis air laut(1025kg/m²)
Ac = luas tampang kapal yang terendam air(m²)
Vc = kecepatan arus (m/d) B = Lebar kapal (m). D = draft kapal (m).
g = Percepatan gravitasi (m/d²). Nilai Cc adalah faktor untuk menghitung gaya lateral dan memanjang. Nilai Cc tergantung pada bentuk kapal dan kedalaman air di depan tambatan, yang nilainya diberikan ini.
Faktor untuk menghitung gaya arus melintang :
a) Di air dalam,nilai Cc = 1,0–1,5 b) Kedalaman air/draft kapal = 2
nilai Cc = 2,0
c) Kedalaman air/draft kapal = 1,5, nilai Cc = 3,0
d) Kedalaman air/draft kapal = 1,1 , nilai Cc = 5,0
e) Kedalaman air/draft kapal = 1 , nilai Cc = 6,0
Faktor untuk menghitung gaya arus memanjang (longitudinal) bervariasi dari0,2 untuk laut dalam dan 0,6 untuk perbandingan antara kedalaman air dan draft kapal mendekati 1.
2.8 Perencanaan Sistem Fender
2.8.1 Prosedur Perencanaan Fender
Prosedur perencanaan fender adalah sebagai berikut :
a. Menetukan energi benturan kapal, yang didasarkan pada kapal terbesar yang merapat di dermaga.
b. Menentukan energi yang dapat diserap oleh dermaga. Energi tersebut sama dengan setengah gaya
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 7 reaksi fender (F) dikalikan dengan
defleksinya (dfender).
c. Energi yang akan diserap oleh fender adalah energi yang ditimbulkan oleh benturan kapal dikurangi energi yang diserap dermaga.
d. Pilih fender yang mampu menyerap energi yang sudah dihitung di atas berdasarkan karakteristik fender yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya.
2.8.2 Hubungan Gaya dan Energi
fender d F E . 2 1 2 1 fender
d
F
V
g
W
.
2
1
2
1
2
2.
.
2
g
d
V
W
F
fender
(2.20) Keterangan :E = Energi benturan (ton m)
F = Gaya bentur yang diserap sistem fender (ton).
fender
d = Defleksi fender (m).
V=Komponen kecepatan dalam arah tegak lurus sisi dermaga(m/d). W= Displacement/berat kapal (ton). g = Percepatan gravitasi (m/d²).
2.8.3. Fender
2.8.3.1.Tipe Fender
Fender dibuat dari bahan elastis , seperti kayu atau karet. Fender kayu bisa berupa batang kayu yang dipasang di depan muka dermaga atau tiang kayu yang dipancang. Sedangkan fender karet merupakan produk pabrik yang
semakin banyak digunakan karena kualitasnya lebih baik dan banyak tersedia di pasaran dengan berbagai tipe.
2.8.4.Perhitungan Jarak Antar
Fender
Persamaan berikut dapat digunakan untuk menentukan jarak maksimum antara fender.
𝐿 = 2√𝑟2− (𝑟 − ℎ)2 (2.21)
Keterangan :
𝐿:jarak maksimum antar fender(m) 𝑟 :jari-jari kelengkungan sisi haluan kapal (m)
ℎ : tinggi fender (m)
Apabila data jari-jari kelengkungan sisi haluan kapal tidak diketahui, maka persamaan berikut dapat digunakan sebagai pedoman untuk menghitungnya. Kapal barang dengan bobot 500-5000 DWT
log 𝑟 = −1,055 + 0,650 log (𝐷𝑊𝑇)
(2.22)
Kapal tanker dengan bobot 5000-200000 DWT
log 𝑟 = −0,113 + 0,440 log (𝐷𝑊𝑇) (2.23)
Jarak interval antara fender sebagai fungsi kedalaman air diberikan dalam tabel berikut :
Tabel 2.6. Jarak antar fender. Kedalaman Air
(m)
Jarak Antara Fender (m)
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 8 0 50 100 150 200 250 2 8 -J u l-1 3 2 9 -J u l-1 3 3 0 -J u l-1 3 3 1 -J u l-1 3 0 1 -A g u -1 3 0 2 -A g u -1 3 0 3 -A g u -1 3 0 4 -A g u -1 3 0 5 -A g u -1 3 0 6 -A g u -1 3 0 7 -A g u -1 3 0 8 -A g u -1 3 0 9 -A g u -1 3 1 0 -A g u -1 3 1 1 -A g u -1 3 1 2 -A g u -1 3 1 3 -A g u -1 3 1 4 -A g u -1 3 P e m bac a a n palem ( C m ) Waktu Grafik Pasang Surut Lokasi : Mukomuko ( Provinsi
Bengkulu ) 4 ~ 6 6 ~ 8 8 ~ 10 4 ~ 7 7 ~ 10 10 ~ 15 Sumber : Pelabuhan, Bambang Triatmodjo, 2006.
III. PENGUMPULAN DAN
PENGOLAHAN DATA
3.1 Data Administrasi dan Topografi 3.1.1. Kondisi Administrasi
Lokasi Dermaga
Penyeberangan Mukomuko Provinsi Bengkulu terletak di Desa Pasar Sebelah, tepatnya di Muara Sungai Manjunto. Lokasi ini berjarak sekitar 4 km dari Pusat Perekonomian/ Perkantoran Mukomuko, Kecamatan Mukomuko, Kabupaten Mukomuko. Lokasi ini dapat ditempuh melalui jalan darat dalam waktu ± 8 jam dari Kota Bengkulu (Ibukota Provinsi Bengkulu). Sedangkan jarak dari lokasi perencanaaan Dermaga Mukomuko ke pelabuhan Sikakap adalah 100 km.
3.1.2. Kondisi Topografi
Batas-batas administrasi lahan perencanaan adalah sebelah utara perkebunan sawit rakyat, sebelah timur berbatasan dengan perkebunan sawit rakyat, sebelah selatan berbatasan dengan kebun sawit rakyat dan sebelah barat berbatasan dengan Samudera Hindia. Pada sisi sebelah timur mengarah ke hulu sungai sudah dipakai oleh nelayan setempat untuk tempat bersandar kapal-kapal nelayan dan direncanakan disana akan dibangun pangkalan pendaratan ikan.
3.2 Kondisi Pasang Surut
Sumber : PT. Bahana Nusantara (Konsultan Perencana).
Gambar 3.4 Grafik Ramalan Pasang Surut.
Tabel 3.1 Elevasi Kondisi Air
ELEVASI KONDISI AIR
Mean Sea Level (MSL) 101.34 cm High Water Level (HWL) 198.50 cm Low Water Level (LWL) 61.00 cm Mean High Water Level
(MHWL) 125.59 cm
Mean Low Water Level
(MLWL) 80.21cm
Highest High Water Level
(HHWL) 115.26 cm
Lowest Low Water Level
(LLWL) 71.44 cm
Sumber : PT. Bahana Nusantara (Konsultan Perencana).
Pada saat dilakukannya pengamatan pasang surut, diperoleh nilai yang berubah secara signifikan pada pengamatan tanggal 08 Agustus 2013 sebesar 198.50 cm sebagai nilai HWL.
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 9
3.3 Kondisi Arus
Hasil pengukuran arus di lapangan diperoleh kecepatan arus maksimum mencapai 0.81 m/d dan kecepatan minimum 0,02 m/d. Hasil pengukuran arus dilakukan pada 2 (dua) titik pengukuran, masing-masing diukur pada saat kondisi purnama (spring tide) dan perbani (neap tide) masing-masing selama 3 hari berturut-turut.
3.4 Kondisi Angin
Gambaran kondisi angin di Kabupaten Mukomuko Provinsi Bengkulu diperoleh dari BMKG Provinsi Bengkulu dan dianalisis ulang oleh konsultan dengan resolusi spatial sebesar 1,5 x 1,5 km. Data yang digunakan adalah data kecepatan dan arah angin dengan rerata hasil pencatatan selama 10 tahun (2003-2013). Berdasarkan hasil pengolahan data angin tersebut dihasilkan matriks distirbusi kecepatan angin sesuai dengan arahnya. angin dominan datang dari arah Barat laut dan kecepatan angin maksimum adalah sebesar 15m/d.
3.5 Tipe Dermaga
Lokasi dermaga ini berada pada muara sungai, dengan pertimbangan teknis dermaga yang dipilih yaitu wharf. Dimana Wharf adalah dermaga yang dibuat sejajar garis pantai dan dapat berimpit dengan garis pantai atau agak menjorok. Gambar 3.6 adalah wharf konstruksi tertutup. Balok dan slab struktur utama berada di bagian bawah yang didukung tiang-tiang, dan di atasnya diberi timbunan untuk menambah berat sehingga mempunyai stabilitas yang lebih baik.
3.6 Elevasi Deck Dermaga Berdasarkan Data Pasang Surut
Pada daerah lokasi dermaga tepi darat dengan permukaan air sungai mempunyai beda tinggi 250
cm dan kedalaman air 101.34 cm dari permukaan air sampai ke dasar sungai, maka ketinggial elevasi dermaga adalah 3,5m dari dasar tanah. Sehingga tipe dermaga Wharf type Sheet pile concrete wall , dibagi lagi menjadi tipe perkuatan dengan angker dan perkuatan dengan concrete batter pile.
IV. PERENCANAAN SISTEM
FENDER
4.1 Perencanaan Kapal
Direncanakan kapal yang akan bertambat pada Dermaga Penyeberangan Mukomuko memiliki bobot kapal maksimum sebesar 1000 DWT dan akan merapat di dermaga yang dilindungi sistem fender. Parameter kapal tersebut adalah sebagai berikut : (lihat halaman II-5) Tabel 4.1 Karakteristik Kapal 1000 DWT. Bobot Kapal Displa cemen t
Panjang Lebar Ting gi Draf t DWT W Loa Lp p B kapal D d (ton) (ton) (m) (m ) (m) (m) (m) 1000 2540 83 76 15,20 8,00 4,00
Sumber : Perencanaan Pelabuhan, Bambang Triatmodjo, 2009.
4.2 Perencanaan Dermaga dan Kolam Pelabuhan
4.2.1.Panjang Dermaga
Untuk mengetahui panjang Dermaga Penyeberangan Mukomuko maka dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
oa oa n x xL L n Lp . ( 1) 10% (4.1)
83
%
10
)
1
1
(
83
1
x
x
x
Lp
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 10
6
,
99
Lp
m ≈ 100 m Keterangan : Lp = Panjang Dermaga (m) Loa = Panjang Kapal (m) n = Jumlah Kapal.Maka, Panjang Dermaga Penyeberangan Mukomuko adalah 100m.
4.2.2. Kedalaman Kolam Pelabuhan
Dengan memperhitungkan gerak kapal karena pengaruh alam seperti gelombang, angin dan arus pasang surut, maka kedalaman kolam pelabuhan adalah sebagai berikut (lihat halaman II-18) :
Kedalaman Kolam = 1,1 x d (4.2) = 1,1 x 4 m = 4,4 m ≈ 5 m Keterangan :
d : draft kapal (m).
Kedalaman kolam untuk Dermaga Penyeberangan Mukomuko direncanakan sedalam 5 meter dikarenakan pada kondisi surut permukaan air mengalami penurunan hingga 40cm dari kondisi rata-rata, maka perlu dilakukan pengerukan sedalam 4 meter dikarenakan kedalaman kolam hanya 1 meter.
4.3 Perhitungan Gaya Yang Bekerja Pada Dermaga.
4.3.1. Gaya Sandar
Langkah pertama dalam perencanaan fender adalah menghitung energi benturan kapal dan dermaga. Energi benturan dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
Cc
Cs
Ce
Cm
g
WV
E
.
.
.
2
2
(4.3) Keterangan :E = Energi benturan (ton m).
W = Displacement/berat kapal (ton). V = Komponen kecepatan dalam arah tegak lurus sisi dermaga(m/d).
g = Percepatan gravitasi (m/d²). Cm = Koefisien massa.
Ce = Koefisien eksentrisitas. Cs = Koefisien kekerasan. Cc = Koefisien tekanan arus.
1). Menghitung Nilai V :
Komponen kecepatan merapat dalam arah tegak lurus kapal adalah : 0
10
sin
.
v
V
(4.4)
0
,
15
.
sin
10
0
0
,
026
m
/
d
Keterangan :V = komponen kecepatan dalam arah tegak lurus sisi dermaga (m/d).
v = kecepatan merapat kapal (m/d).
2). Menghitung Nilai Cm :
Nilai Cm dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini (lihat halaman II-21) :
B d x Cb Cm . 2 1
(4.5)Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 11 0 . . .Bd
Lpp W Cb (4.6)025
,
1
4
2
,
15
76
2540
x
x
x
Cb
536
,
0
Cb
Maka : B d x Cb Cm . 2 1
20 , 15 4 536 , 0 2 14 , 3 1 x x Cm 771
,
1
Cm
Keterangan : Cm = Koefisien massa. Cb = Koefisien blok 0
=Massa jenis air laut=1,025t/m³ Lpp = Length betweenprependicular (m) B = Lebar kapal (m)
d = Draft kapal (m)
3). Menghitung Nilai Ce :
Sumber : Perencanaan Pelabuhan, Bambang Triatmodjo, 2009.
Gambar 4.3. Jari-jari putaran di sekeliling pusat berat kapal.
Dengan menggunakan Gambar 4.3. untuk Cb = 0,536 maka : 215 , 0 Loa r Sehingga didapat :
xLoa
r
0
,
215
(4.7)83
215
,
0
x
r
m
r
17
,
845
Untuk kapal yang bersandar di dermaga (lihat halaman II-22) :
xLoa l 4 1 (4.8) 83 4 1 x l
m
l
20
,
75
Keterangan :r = Jari-jari kelengkungan sisi haluan kapal (m)
l
= jarak sepanjang permukaan air dermaga dari pusat berat kapal pada permukaan air (m)Loa = Panjang Kapal (m)
Maka, Nilai Koefisien Ce dihitung dengan persamaan berikut :
2 ) / ( 1 1 r l Ce (4.9) 2 ) 845 , 17 / 75 , 20 ( 1 1 Ce
425
,
0
Ce
4). Menghitung Nilai Cc :Faktor untuk menghitung gaya arus melintang :
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 12 b) Kedalaman air/draft kapal = 2 ,
nilai Cc = 2,0
c) Kedalaman air/draft kapal = 1,5 , nilai Cc = 3,0
d) Kedalaman air/draft kapal = 1,1 , nilai Cc = 5,0
e) Kedalaman air/draft kapal = 1 , nilai Cc = 6,0
Kedalaman air pada Dermaga Penyeberangan Mukomuko adalah 5 m dan draft kapal adalah 4 m. Maka nilai kedalaman air/draft kapal = 1,25 dan Nilai Cc = 4,25 dengan menggunakan rumus interpolasi .
5). Menghitung Nilai E :
Energi benturan kapal adalah sebagai berikut (dengan nilai Cs=1) : (lihat halaman II-20).
Cc Cs Ce Cm g V W E . . . . 2 . 2 25 , 4 1 425 , 0 771 , 1 81 , 9 2 026 , 0 2540 2 x x x x x x
25
,
4
425
,
0
771
,
1
0875
,
0
x
x
x
tm
280
,
0
Energi yang membentur dermaga adalah : ½ E, maka energi benturan yang disebabkan oleh kapal yang diserap sistem fender adalah E = 0,140 tm .
Dicoba menggunakan fender Bridgestone Super-Arch tipe FV001-5-4 dengan nilai h = 15 cm dan A = 300 cm, hal ini dikarenakan tinggi dermaga dari permukaan air adalah 250 cm dan kondisi air mengalami surut hingga 40cm dari permukaan air rata-rata. (Lihat halaman III-4) Tabel 4.2 Dimensi dan kapasitas fender Bridgestone Super-Arch
Tipe Dimensi (cm) Gay a (t) R Energ i (tm) E Bidan g konta k (m²) R/ E h (c m) A B C FV00 1-5-1 300 30 7,5 71, 5 39 1,9 0,294 20, 53 15 FV00 1-5-2 300 30 7,5 71, 5 36 1,7 0,294 21, 18 15 FV00 1-5-3 300 30 7,5 71, 5 26 1,2 0,294 21, 67 15 FV00 1-5-4 300 30 7,5 71, 5 17 0,85 0,294 20, 00 15
Sumber : Pelabuhan, Bambang Triatmodjo, 2006. Dengan: E = 0,850 tonm > 0,280 tonm. R = 17 ton fender d = 45% h (4.10) = 45% x 15 cm = 6,75 cm = 0,0675 m Maka : 2
.
.
2
g
d
V
W
F
fender
(lihat halaman II-29)(4.11) 2
026
,
0
0675
,
0
81
,
9
2
2540
x
x
F
296
,
1
F
tonCek Gaya bentur yang diserap sistem fender (F) terhadap gaya reaksi fender (R): F < R
1,296 ton < 17 ton. Keterangan :
F = Gaya bentur yang diserap sistem fender (ton).
fender
d = Defleksi fender (m).
V= Komponen kecepatan dalam arah tegak lurus (m/d).
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 13 W = Displacement kapal (ton).
g = Percepatan gravitasi (m/d²).
4.3.2. Gaya Tambat
4.3.2.1. Gaya Akibat Angin
1) Gaya Longitudinal apabila angin datang dari arah haluan (ά= 0°) : (lihat halaman II-24)
Aw Qa Rw 0,42. . (4.12) 2 . 063 , 0 w a V Q (4.13) Keterangan :
Rw = gaya akibat angin (kg) Qa = tekanan angin (kg/m²) Vw = kecepatan angin (m/d) = 15m/d.(lihat hal III-9)
Aw = proyeksi bidang yang tertiup angin (m²) Mencari nilai Qa : 2 . 063 , 0 w a V Q 2 15 . 063 , 0 a Q 2 / 175 , 14 kg m Qa Mencari nilai Aw : ) %( 70 kapal w BxD A (4.14) ) 00 , 8 20 , 15 %( 70 x Aw 2 12 , 85 m Aw Keterangan : B = Lebar kapal = 15,20 m kapal D = Tinggi kapal = 8,00 m Mencari nilai Rw : Aw Qa Rw 0,42. . 12 , 85 175 , 14 42 , 0 x x Rw kg Rw 506,762 = 0,507 ton Gaya akibat angin dari arah haluan sebesar 0,507 ton, masih lebih kecil terhadap Gaya Reaksi Fender (R) :
Rw haluan < R 0,507 ton < 17 ton.
2) Gaya Longitudinal apabila angin datang dari arah buritan (ά= 180°) : (lihat halaman II-24)
Aw Qa Rw 0,5. . (4.15) ) %( 70 kapal w BxD A ) 00 , 8 20 , 15 %( 70 x Aw 2 12 , 85 m Aw Maka : Aw Qa Rw 0,5. . 12 , 85 175 , 14 5 , 0 x x Rw kg Rw 603,288 = 0,603 ton Gaya akibat angin dari arah buritan sebesar 0,603 ton, masih lebih kecil terhadap Gaya Reaksi Fender (R) :
Rw buritan < R 0,603 ton < 17 ton
3) Gaya Longitudinal apabila angin datang dari arah lebar kapal (ά= 90°) : (lihat halaman II-24)
Aw Qa Rw 1,1. . (4.16) ) %( 70 oa kapal w L xD A (4.17)
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 14 ) 8 83 %( 70 x Aw 2 8 , 464 m Aw Maka : Aw Qa Rw 1,1. . 8 , 464 175 , 14 1 , 1 x x Rw kg Rw 7247,394 = 7,247 ton Keterangan :
Loa = Panjang kapal = 83 m Gaya akibat angin dari arah lebar sebesar 7,247 ton, masih lebih kecil terhadap Gaya Reaksi Fender (R) :
Rw lebar kapal < R 7,247 ton < 17 ton
4.3.2.2. Gaya Akibat Arus
g
V
A
Cc
R
c c a.
2
.
.
2 0
(4.18) Ac = B x d (4.19) Keterangan :Ra = gaya akibat arus (kg)
0
= massa jenis (1025 kg/m²) Vc = kecepatan arus = 0,81 m/d. Ac = luas tampang kapal yang terendam air(m²)Cc = koefisien tekanan arus B = Lebar kapal = 15,20 m d = draft kapal = 4,00 m Mencari nilai Ac : Ac = B x d Ac = 15,20 x 4,00 Ac = 60,80 m² Mencari nilai Ra :
g
V
A
Cc
R
c c a.
2
.
.
2 0
81
,
9
2
81
,
0
80
,
60
1025
25
,
4
2x
x
x
R
a kg Ra 8857,015 = 8,857 ton Gaya akibat arus adalah sebesar 8,857 ton, masih lebih kecil terhadap Gaya Reaksi Fender (R) :Ra < R
8,857 ton < 17 ton
Sehingga fender pada Dermaga Penyeberangan Mukomuko yang direncanakan menggunakan fender Bridgestone Super-Arch tipe FV001-5-4 karena memenuhi persyaratan spesifikasi.
4.4 Perhitungan Jarak Antar
Fender 2 2 ) ( 2 r r h L (4.20) Keterangan :
L = Jarak antar fender (m) h = tinggi fender (m)
r = jari-jari kelengkungan sisi haluan kapal (m)
Fender yang direncanakan adalah fender Bridgestone Super-Arch tipe FV001-5-4, dengan nilai h = 0,15 cm dan r = 17,845 m, maka :
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan 15 2 2 ) ( 2 r r h L 2 2 ) 15 , 0 845 , 17 ( 845 , 17 2
m
m
~
4
,
6
618
,
4
Jadi jarak fender pada Dermaga Penyeberangan Mukomuko berjarak 4,6 m, hal ini sesuai dengan tabel interval jarak antar fender terhadap kedalaman kolam pelabuhan. (lihat tabel 2.6 halaman II-37)
Gambar 4.4. Denah Dermaga
V. KESIMPULAN
1. Dalam perencanaan sistem fender pada dermaga pelabuhan harus memperhatikan banyaknya jumlah kapal untuk mementukan ukuran dermaga dan bobot maksimum kapal yang akan bertambat pada Dermaga Penyeberangan Mukomuko.
2. Dalam perencanaan sistem fender harus memperhatikan kondisi pasang surut air laut yang berbeda-beda, tergantung lokasi dan faktor cuaca.
3. Dalam perencanaan sistem fender perlu diketahui karakteristik dari jenis-jenis fender agar dapat diperoleh jenis fender yang sesuai dengan kebutuhan, Jenis fender yang digunakan pada Dermaga Penyeberangan Mukomuko adalah fender Bridgstone Super-Arch tipe FV001-5-4.
4. Hasil perhitungan jarak antar fender pada dermaga adalah 4,6 meter, di pasang vertikal pada sisi depan dermaga karena memperhitungkan perubahan elevasi muka air laut yang berubah pada saat pasang dan surut. 5. Setelah dilakukan pengerukan pada
Kolam Pelabuhan sedalam 4 meter, maka kedalaman kolam pelabuhan menjadi 5 meter, jadi Kondisi pasang surut pada Dermaga Penyeberangan Mukomuko berkisar antara 461.00 cm pada kondisi Low Water Level (LWL) sampai 598.50 cm pada kondisi High Water Level (HWL ) dan 501.34 cm pada kondisi Mean Sea Level (MSL).
DAFTAR PUSTAKA
1. Kramadibrata, Soedjono, “Perencanaan Pelabuhan”. Ganesa Exact Bandung, Bandung, 1985.
2. Kramadibrata, Soedjono, “Perencanaan Pelabuhan”. Penerbit ITB, Bandung, 2002.
3. Triatmodjo, Bambang, DEA., Ir., Dr., Prof. “Pelabuhan Cetakan Keempat”. Beta Offset, Yogyakarta, 2003.
4. Triatmodjo, Bambang, DEA., Ir., Dr., Prof. “Perencanaan Pelabuhan”. Beta Offset, Yogyakarta, 2009.
RIWAYAT PENULIS
1. Derry Fatrah Sudarjo, ST. Alumni (2015) Program Studi Teknik Sipil,
Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor.
2. Ir. Puji Wiranto, MT. Staf Dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan.
3. Ir. Wagisam. Staf Dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pakuan.
