Latar Belakang Masalah
2 Dari kelebihan material yang ada pada konstruksi jembatan gantung, penulis akan meninjau dan membandingkan perencanaan jembatan gantung (suspension bridge) menggunakan tower baja dengan komposit tipe I yang digunakan untuk pejalan kaki dan dapat digunakan untuk kendaraan ringan.
Rumusan Masalah
Ruang Lingkup Penelitian
Surat Edaran Menteri Pekerjaan Umum Nomor 02/SE/M/2010 tentang Pemberlakuan Pedoman Perencanaan Pejalan Kaki di Jembatan Gantung.
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Sistematika Penulisan
PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
METODE PENELITIAN DAN PEMODELAN
HASIL DAN PEMBAHASAN
KESIMPULAN DAN SARAN
Jembatan Gantung
- Bentuk Bentang Luar digantungi (Side Span Suspended)
- Jembatan Gantung Tanpa Pengaku
- Jembatan Gantung Dengan Pengaku
Jembatan gantung (suspension bridge) adalah jenis jembatan yang menggunakan penyangga tarik kabel bukan penyangga lateral. Jembatan gantung biasanya memiliki kabel utama (kabel baja atau rantai lainnya) yang ditambatkan di setiap sisi jembatan untuk mendukung lalu lintas (dek jembatan). Selain bentang utama, jembatan gantung biasanya memiliki bentang luar (bentang samping) yang berfungsi untuk mengikat/menjangkarkan kabel utama ke blok angkur.
Jembatan gantung kaku adalah jenis jembatan gantung yang semua beban dan lalu lintasnya ditopang penuh oleh kabel. Jembatan gantung pengaku adalah jenis jembatan gantung yang bagian strukturnya mempunyai penampang lurus yang berfungsi untuk menopang lantai lalu lintas. Dek pada jembatan gantung jenis ini biasanya merupakan struktur rangka yang memiliki kekakuan (EI) tertentu.
8 Jembatan gantung awal memiliki kabel yang ditambatkan di tanah di kedua ujung jembatan, tetapi beberapa jembatan gantung modern memasang kabel di ujung jembatan itu sendiri. Jembatan gantung terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Europabruecke di Swiss yang diresmikan pada 29 Juli 2017 dengan panjang 494 meter dengan ketinggian 91,4 meter di atas tanah hanya untuk pejalan kaki.
Struktur Atas Jembatan Gantung
- Kolom Komposit
Serta jembatan gantung tertua dan terbesar pada abad ke-18 adalah Jembatan Selat Menai di Inggris yang dibangun pada tahun 1825 yang masih menggunakan menara batu dan kabel dari rantai besi untuk menahan jalan raya. Konstruksi menara juga dapat berupa konstruksi seluler, yang terbuat dari baja lembaran, baja berongga atau beton bertulang. Untuk menara jembatan gantung dapat berupa struktur baja atau dapat juga berupa struktur baja komposit beton.
Kolom komposit didefinisikan sebagai kolom baja yang terbuat dari potongan-potongan baja canai yang tertanam dan dicor dalam beton struktural sesuai dengan peraturan SNI. Kolom komposit dari profil baja terbungkus beton dan sekelilingnya (kolom baja terbungkus beton). Selubung beton untuk profil komposit dengan inti baja harus dilengkapi dengan tulangan baja longitudinal dan tulangan penahan lateral.
Tulangan baja longitudinal melewati lantai struktur rangka, kecuali tulangan longitudinal yang hanya berfungsi menahan beton. Tegangan leleh profil baja dan tulangan yang digunakan untuk perhitungan kekuatan kolom komposit tidak boleh melebihi 380 MPa.
Struktur Pelengkung Kabel .1 Bentuk Funikular
- Lantai (Deck) Jembatan
- Gelagar Melintang
- Gelagar Memanjang
- Pagar Pengaman
- Pengangkuran
- Beton
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.7, terdapat kumpulan bentuk jalur kabel untuk beban ekuivalen tertentu karena bentuk tunggal merupakan respons dari jalur kabel, bukan nilai absolut. 17 Tali kawat baja diklasifikasikan menjadi tali kawat baja berlapis seng dan tali kawat baja berlapis seng. Bila tali kawat baja terdiri dari susunan jumlah untaian kawat baja, jumlah kawat yang digunakan oleh untaian kawat baja tersebut, dan inti pusat yang menjadi dasar pelintiran kawat baja seperti terlihat pada Tabel 2.1.
Jembatan Penyeberangan Orang Kelas II Jembatan Penyeberangan Orang Kelas I Gambar 2.11: Potongan melintang jembatan penyeberangan berbeda. Untuk itu penggunaan sambungan ekspansi sebaiknya dilakukan setiap 30 – 40 m untuk mencegah kerusakan pada lantai (dek) dan struktur utama seperti terlihat pada gambar 2.12. Penggunaan balok kotak kini lebih banyak digunakan karena balok membutuhkan produksi yang besar dan perawatan yang sulit seperti terlihat pada gambar 2.13.
Untuk semua kawat dengan kelompok diameter yang sama dalam tali kawat, perbedaan beban putus untuk setiap kawat dengan rata-rata harus berada dalam ± 6% dari nilai rata-rata saat diuji dengan kekuatan tarik untuk putus. Resistansi torsi kawat baja yang menyusun kawat baja harus memenuhi jumlah puntiran maksimum seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.8.
Pembebanan Struktur Jembatan Gantung
- Filosofi Pembebanan
- Keadaan Batas Daya Lahan
- Keadaan Batas Fatik dan Fraktur
- Keadaan Batas Kekuatan
- Keadaan Batas Ekstrem
- Daktilitas
- Redundansi (Prediksi)
- Kepentingan operasional
- Beban Vertikal .1 Beban Mati
- Beban Angin
Untuk kondisi batas layan dan ekstrim, faktor hambatan harus diambil sebagai 1, kecuali untuk baut yang ditentukan dalam desain jembatan baja, serta kolom beton di zona gempa 2, 3, dan 4 yang ditentukan dalam desain jembatan beton. Semua kondisi batas harus dianggap sama pentingnya dengan rumus dalam Persamaan. Batas kekuatan tanah diperlukan dalam perencanaan dengan membatasi tegangan, deformasi dan lebar retak pada kondisi beban untuk memastikan bahwa jembatan bekerja dengan baik selama umur rencana.
30 Keadaan batas lelah dan patah dimaksudkan untuk membatasi perambatan retak akibat beban siklik yang pada akhirnya akan menyebabkan kegagalan selama umur rencana jembatan. Kondisi batas kekuatan diperlukan dalam desain untuk memastikan kekuatan dan stabilitas jembatan yang memadai, baik lokal maupun global, untuk memikul kombinasi beban yang secara statistik mungkin terjadi selama umur jembatan. Pada keadaan batas ini, overstressing atau kerusakan struktural dapat terjadi, tetapi keseluruhan integritas struktural tetap terjaga.
Keadaan batas ekstrim adalah peristiwa dengan frekuensi kejadian yang unik dengan periode ulang yang jauh lebih lama daripada umur rencana jembatan. Sistem struktur jembatan harus proporsional dan rinci untuk mencapai perilaku deformasi inelastis pada keadaan batas ultimit dan ekstrim sebelum keruntuhan. Mengambil kepadatan massa yang tinggi aman untuk satu keadaan batas tetapi tidak untuk yang lain.
Tabel 2.11 menunjukkan beban paling kritis pengguna jembatan penyeberangan. Dipercayai bahwa beban terpusat sebesar 2000 kgf (20 kN) untuk kendaraan ringan/ternak dan beban seragam sebesar 5 kPa memberikan marjin keselamatan yang cukup untuk semua pengguna normal jembatan penyeberangan. Jembatan gantung pejalan kaki Kelas II (beban hidup terbatas hanya untuk pejalan kaki dan sepeda motor).
Standar desain untuk jembatan gantung pejalan kaki didasarkan pada standar desain kecepatan angin 35 m/s, menghasilkan tekanan yang merata pada bagian depan gelagar jembatan yang terbuka. Beban angin dianggap terpisah dari beban vertikal akibat tegangan (Surat Edaran Menteri Pekerjaan Umum No. 02/SE/M/2010). Untuk jembatan atau bagian jembatan dengan perbedaan ketinggian lebih dari 10.000 mm di atas permukaan tanah atau permukaan air, berlaku kecepatan angin rencana VDZ.
Beban Angin pada Struktur (EW S )
- Beban Gempa
36 Gaya total beban angin tidak boleh diasumsikan kurang dari 4,4 kN/mm pada bidang tekan dan 2,2 kN/mm pada bidang isap pada konstruksi rangka dan lengkung dan tidak kurang dari 4,4 kN/mm pada balok atau gelagar. 02/SE/M/2010 beban gempa dihitung ekuivalen statis dengan memberikan beban samping pada bagian atas menara sebesar 15% sampai dengan beban mati maksimum 20% pada bagian atas menara. Selain itu, beban gempa juga dapat dihitung dengan menggunakan metode statik yang sesuai dengan aturan SNI-2833-2013 tentang perencanaan jembatan terhadap beban gempa.
Umum
Fasilitas ini tidak harus digunakan untuk struktur bawah tanah kecuali ditentukan lain oleh pemilik pekerjaan. Pengaruh gempa bumi pada gorong-gorong segi empat dan struktur bawah tanah tidak perlu diperhitungkan kecuali struktur melewati patahan aktif.
Bahaya Gempa
Prosedur Umum
Untuk menentukan respon spektral di permukaan tanah, diperlukan faktor amplifikasi pada periode nol kedua, periode pendek (T = 0,2 detik) dan periode 1 detik. Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran yang berhubungan dengan percepatan getaran periode nol kedua (FPGA), faktor amplifikasi periode pendek (Fa) untuk berbagai klasifikasi jenis tanah dapat dilihat pada Tabel 2.14. Faktor amplifikasi yang berhubungan dengan percepatan yang mewakili periode getar 1 detik (Fv) untuk berbagai klasifikasi jenis tanah dapat dilihat pada Tabel 2.15.
Respons spektral adalah nilai yang menggambarkan respons maksimum suatu sistem dengan satu derajat kebebasan pada frekuensi alami yang berbeda (periode alami) yang diredam karena getaran tanah. Respon spektral ground level ditentukan dari 3 (tiga) nilai percepatan puncak yang mengacu pada peta gempa Indonesia tahun 2010 (PGA, Ss dan S1), serta nilai gain FPGA, Fa, Fv. Untuk periode yang lebih besar dari atau sama dengan T0 dan kurang dari atau sama dengan TS, respons spektrum percepatan, Csm, sama dengan SDS.
Jembatan lainnya. Jembatan-jembatan penting harus dapat dilalui oleh kendaraan darurat dan untuk tujuan keselamatan/pertahanan dalam beberapa hari setelah mengalami gempa bumi terencana dengan periode ulang 1000 tahun). Untuk jembatan yang sangat penting, jembatan tersebut harus dapat dilalui oleh semua jenis kendaraan (lalu lintas normal) dan dapat dilalui oleh kendaraan darurat serta untuk keperluan keamanan/pertahanan. Setiap jembatan harus ditetapkan salah satu dari empat zona gempa berdasarkan spektra percepatan periode 1 detik (SD1) menurut Tabel 2.16.
Kategori ini menggambarkan variasi risiko seismik dan digunakan untuk menentukan metode analisis, panjang tumpuan minimum, detail desain kolom, dan prosedur desain pondasi dan abutment. Jika digunakan analisis riwayat waktu dinamik, faktor modifikasi respon (R) diambil 1 untuk semua jenis bangunan bawah dan hubungan antar elemen struktur dapat dilihat pada Tabel 2.17 dan Tabel 2.18.
Perhitungan Periode Alami melalui Metode Beban Merata
- Kombinasi Pembebanan
- Struktur Pengaku
- Gaya Tarik Kabel Utama
- Lendutan
- Momen Maksimum Struktur Pengaku dan Komponen Gaya Horizontal Kabel
- Panjang Kabel Angkur
- Panjang Kabel Utama
- Panjang Kabel Penggantung (Hanger)
- Kelandaian Memanjang Jembatan
- Metodologi Penelitian
- Data Ukuran Jembatan
- Spesifikasi Material Struktur Jembatan Gantung
- Spesifikasi Perencanaan Struktur Jembatan Gantung
- Pemodelan Struktur Jembatan Gantung
- Beban Kerja Pada Jembatan .1 Beban Hidup
- Beban Mati 1. Lantai Jembatan
- Langkah-Langkah Pemodelan Struktur Jembatan Gantung (Susspension Bridge) Menggunakan Analisis Software
- Desain dan Pemodelan
- Mengidentifikasi Material yang Digunakan
- Mengidentifikasi Materials Property Data
- Mengidentifikasi Define Load Pettern
- Tinjauan Umum
- Hasil analisis
- Hasil Analisis Tegangan Kabel Utama dan Kabel Backstays
- Hasil Analisis Deformasi Arah X dan Arah Y
- Hasil Analisis Besarnya Gaya Geser (V2)
- Hasil Analisis Gaya Aksial Kabel Utama dan Kabel Backstays
- Hasil Analisis Besarnya Momen (M3)
- Kesimpulan
- Saran
Hasil analisis nilai gaya aksial maksimum pada kabel utama akibat beban mati dan beban hidup terletak pada rangka dan 590 terletak tepat di puncak tower, dapat dilihat pada Tabel 4.13. Untuk kabel induk, gaya aksial maksimum akibat beban mati dan beban hidup terletak pada kombinasi 3 yang dapat dilihat pada Tabel 4.14. Hasil analisis nilai gaya aksial maksimum pada kabel utama akibat beban mati dan beban hidup terletak pada rangka dan 594 terletak tepat di puncak tower, dapat dilihat pada Tabel 4.15.
Untuk member punggung, gaya aksial maksimum akibat beban mati dan beban hidup terletak pada kombinasi 3 yang dapat dilihat pada Tabel 4.16.
