Analisa Struktur Atas Jembatan Kutai Kartanegara Sebelum Mengalami Keruntuhan

Transkripsi

1 1 Analisa Srukur Aas Jembaan Kuai Karanegara Sebelum engalami Kerunuhan Ansadilla Niar Sianggang dan Bambang Piscesa, ST. T Jurusan Teknik Sipil, Fakulas Teknik Sipil, Perencanaan Insiu Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya Indonesia Piscesa@ce.is.ac.id Absrak Kerunuhan Jembaan Kuai Karanegara yang menjadi penghubung anara Koa Tenggarong dan Samarinda menimbulkan banyak peranyaan enang perencanaan srukur jembaan ersebu. Unuk menjawab seluruh peranyaan mengenai perencanaan srukur jembaan ersebu, maka perlu dilakukan perhiungan ulang. Analisa perhiungan ini digunakan unuk mengeahui keadaaan Jembaan Kuai Karanegara yang sebenarnya pada waku perncanaan. Pada perhiungan ulang ini perauran pembebanan mengacu pada RSNI T , beban gempa mengacu pada SNI enang sandar perencanaan keahanan gempa unuk jembaan, perencanaan srukur baja jembaan mengacu pada RSNI T , dan perencanaan srukur beon jembaan mengacu pada SNI Sera unuk pylon digunakan perauran AISC specificaion for srucural seel buildings. Hasil dari analisa srukur jembaan ganung ini adalah dalam perencanaan Jembaan Kuai Karanegara didapa beberapa elemen srukur yang idak mampu unuk menahan beban yang erjadi seperi balok memanjang, rangka uama. Dan pylon sehingga menyebabkan kegagalan srukur di kemudian hari. Kaa Kunci Jembaan ganung, perencanaan, kegagalan srukur I. PENDAHULUAN Banyak jembaan ganung yang elah dibangun dengan eknologi dan benang yang beragam. Jones dan Howells (2008) menyebukan bahwa pada peengahan abad sembilan belas, okoh yang paling erkemuka di Amerika adalah John Roebling yang memiliki ide unuk membangun Jembaan Brooklyn dengan benang 486 m. Roebling menggunakan jenis kabel paralel yang sampai saa ini dipakai unuk sebagian besar konsruksi kabel. Lima puluh ahun seelah jembaan iu dibangun, Amerika membangun jembaanjembaan ganung yang memiliki benang yang semakin panjang dan pada ahun 1937 dibangun Jembaan Golden Gae di San Fransisco dengan benang 1280 m. Selama ahun 1930, para perencana mengadopsi srukur dek yang lebih ramping, yang berpuncak pada pembangunan Jembaan Tacoma Narrows dengan benang 853 m, dengan inggi pela girder 2,4 m jembaan ini memiliki kekakuan orsi rendah dan akhirnya runuh akiba dierjang angin sedang. Saa ini Jembaan Akashi Kakyo dengan benang 1990 m merupakan jembaan erpanjang di dunia. Rangka baang konvensional yang digunakan sebagai pengaku jembaan ini sukses menghubungkan anara Koa Kobe dan Koa Awaji. Sisem pengaku dengan rangka baang konvensional ini juga dipakai unuk membangun Jembaan Kuai Karanegara (Kukar) yang ada di Indonesia. Indonesia sendiri memiliki iga jembaan ganung yaiu Jembaan Bario, Jembaan amberamo, dan Jembaan Kukar. Dari keiga jembaan ersebu, Jembaan Kukar memiliki benang yang paling panjang. Jembaan Kukar merupakan jembaan kedua yang dibangun melinasi Sungai ahakam seelah Jembaan ahakam di Samarinda sehingga juga disebu Jembaan ahakam II. Jembaan ini memiliki oal panjang 710 meer dengan benang uama 270 meer dan benang samping 100 meer (hp://id.wikipedia.org). Jembaan Kukar dibangun pada ahun 1995 sampai dengan ahun 2001, dengan PT. Huama Karya sebagai konrakor pelaksananya dan PT. Bukaka Teknik Uama sebagai konrakor pelaksanaan pemeliharaan. Jembaan yang merupakan penghubung anara Koa Tenggarong dan Samarinda elah banyak mempermudah masyaraka dalam hal ransporasi. Teapi sanga disayangkan pada anggal 26 Nopember 2011 pukul WITA, secara iba-iba jembaan ini mengalami kerunuhan. Runuhnya jembaan mengakibakan kerugian berupa maerial maupun korban jiwa sera erpuusnya jalur penghubung anara Tenggarong dan Samarinda. Kejadian ini mengejukan berbagai pihak karena keika runuh, jembaan baru menginjak usia 10 ahun sedangkan jembaan direncanakan dengan usia rencana 50 ahun. Hal ini menimbulkan kecurigaan apakah pihak perencana elah melakukan perencanaan dengan baik aau belum melakukan perencanaan dengan baik. Unuk mengeahui akiba penyebab kerunuhan jembaan Kukar perlu dilakukan analisa mengenai kekuaan srukur Jembaan Kukar. Karena kerunuhan erjadi pada srukur bagian aas, maka konsenrasi analisa ersebu dilakukan pada srukur aas Jembaan Kukar. Analisa berguna unuk mengeahui dengan spesifikasi yang elah direncanakan jembaan mampu menahan gaya-gaya yang erjadi. Hasil analisa juga dapa digunakan unuk mengeahui dimana leak kesalahan perencanaan. Rumusan masalahnya adalah sebagai beriku: 1 Bagaimana beban-beban yang erjadi pada Jembaan Kuai Karanegara? 2 Dengan spesifikasi yang elah direncanakan apakah lanai kendaraan menahan beban yang erjadi keika 3 Dengan spesifikasi yang elah direncanakan apakah gelagar mampu menahan beban yang erjadi keika 4 Dengan spesifikasi yang elah direncanakan bagaimana permodelan dan analisa srukur menggunakan SAP2000? 5 Dengan spesifikasi yang elah direncanakan apakah rangka gelagar pengaku mampu menahan beban yang erjadi keika 6 Dengan spesifikasi yang elah direncanakan apakah ower mampu menahan beban yang erjadi keika 7 Dengan spesifikasi yang elah direncanakan apakah kabel mampu menahan beban yang erjadi keika

2 2 8 Dengan spesifikasi yang elah direncanakan apakah kabel mampu menahan beban yang erjadi akiba proses pemasangan rangka? Unuk melakukan analisa ini, beberapa baasan masalah yang harus diperhaikan adalah sebagai beiku: 1. Tidak dilakukan analisa erhadap bagian approach jembaan, anlisa hanya dilakukan pada benang uama dan benang samping. 2. Tidak membahas perubahan perilaku srukur jembaan pada proses perawaan jembaan. 3. Spesifikasi yang idak ercanum pada As-Buil drawing akan diasumsikan sendiri dan diusahakan sedeka mungkin dengan gambar yang ada. Sedangkan ujujan dari analisa ini dapa diliha pada penjabaran di bawah ini: 1 enenukan beban-beban yang erjadi pada Jembaan Kuai Karanegara. 2 encari dan mengeahui kemampuan lanai kendaraan menahan gaya yang erjadi keika jembaan beroperasi dengan menggunakan spesifikasi yang elah 3 encari dan mengeahui kemampuan gelagar menahan gaya yang erjadi keika jembaan beroperasi dengan menggunakan spesifikasi yang elah 4 emodelkan dan menganalisa srukur menggunakan SAP2000 dengan spesifikasi yang elah 5 encari dan mengeahui kemampuan rangka gelagar pengaku menahan gaya yang erjadi keika jembaan beroperasi dengan menggunakan spesifikasi yang elah 6 encari dan mengeahui kemampuan ower menahan beban yang erjadi keika jembaan beroperasi dengan spesifikasi yang elah direncanakan. 7 encari dan mengeahui kemampuan kabel menahan beban yang erjadi keika jembaan beroperasi dengan spesifikasi yang elah direncanakan. 8 encari dan mengeahui kemampuan kabel menahan gaya yang erjadi akiba proses pemasangan rangka dengan menggunakan spesifikasi yang elah Langkah-langkah yang diambil unuk menyelesaikan permasalahan adalah sebagai beriku : 1. Pengumpulan daa-daa yang berhubungan, berupa As- Buil drawing Jembaan Kukar, perauran yang berkaian, dan buku yang berkaian. 2. enenukan dimensi profil pada Jembaan Kukar. Karena daa yang didapa adalah berupa bera dari profil-profil yang ada, maka profil dapa diaksir menggunakan bera ersebu. 3. Kemudian menghiung beban yang bekerja pada srukur, baik iu beban mai dan beban hidup. 4. Seelah beban yang ada diperhiungkan, maka ahap selanjunya adalah mengonrol kekuaan srukur sekunder pada jembaan kukar. 5. Langkah selanjunya adalah permodelan srukur pada SAP Seelah srukur selesai dimodelkan, maka langkah berikunya adalah mengonrol kekuaan srukur uama, yaiu rangka uama, hanger, kabel, dan juga pylon. 7. Cek egangan kabel pada saa erecion yang meodenya sesuai dengan daa yang ada. 8. Tahap berikunya adalah analisa dan pembahasan, sampai diemukan kesimpulan dari masalah-masalah yang ada. III. ANALISA STRUKTUR A. Spesifikasi Profil dan Bahan Profil dan Bahan yang dipakai dalam permodelan srukur ercanum pada abel 1. Tabel 1. Ukuran Profil dan Bahan No Elemen Nama Profil uu fy fu 1 Balok memanjang ST-1 WF 450x200x6x12 S 490 YB Balok melinang SGA-2 WF 800x300x12x22 S 490 YB Rangka baang horisonal SCH-3 WF400x400x12x19 S 490 YB Rangka baang verikal SDG-3 WF400x300x6x12 S 490 YB laeral siff UB-6A WF200x200x8x12 S 490 YB Ikaan angin UB-6A WF200x200x8x12 S 490 YB UB-8A WF175x90x5x8 S 490 YB UB-9A WF200x100x4.5x7 S 490 YB ain cable D 258 AST A Hanger D 63.5 DIN Pylon D609.6 AST A B. Permodelan Srukur dimodelkan sesuai dengan gambar yang erera pada As-Buil Drawing. Besarnya penampang profil, muu bahan, dan beban disesuaikan dengan sub bab sebelumnya. Gambar di bawah ini adalah gambar permodelan pada SAP2000. Gambar 3.1 Permodelan SAP2000 Unuk memperoleh gaya dalam, maka digunakan beberapa kombinasi pembebanan : D D UDL KEL D UDL KEL ± RSX D UDL KEL ± RSY D UDL KEL ± 1.2 WL D ± RSX D ± RSX D ± 1.2 WL Seelah disipasi masa mencapai 90%, beriku ini adalah 3 mode srukur yang membua srukur jembaan mengalami periode paling besar.

3 T EQ , , kN 6 Gambar 3.2 ode 1 Gambar 3.2 ode 1 di aas adalah benuk srukur keika periode yang dialami srukur adalah sebesar deik. Gambar 3.3 ode 2 Gambar 3.3 ode 2 di aas adalah benuk srukur keika periode yang dialami srukur adalah sebesar deik. Gambar 3.4 ode 3 Gambar 5.4 ode 3 adalah benuk srukur keika periode yang dialami srukur adalah sebesar deik. C. Konrol Gempa Arah X Gaya geser dasar yang dihiung berdasarkan saik ekivalen harus lebih besar aau sama dengan 90% gaya geser yang dihasilkan berdasarkan analisis gaya gempa dinamis. Unuk menghiung gaya geser dasar berdasarkan saik ekivalen diperlukan bera oal dari jembaan. Bera ini didapa dari penjumlahan reaksi-reaksi yang ada pada seiap perleakan jembaan yaiu sebesar 14, kn. aka base shear dapa dihiung dengan persamaan (3.22) dengan fakor I dan S sesuai dengan penjabaran sebelumnya. Nilai A.R.S diperoleh dari gambar 3.7 Koefisien Dasar Unuk Analisis Dinamis, yaiu sebesar Dari hasil SAP2000 T specrum arah X adalah sebesar 3, kn. sedangkan arah Y adalah sebesar 1, kn. T spcx 0.9 TEQX 3, , OK! Karena base shear arah X pada analisa dinamis lebih besar dari 90% base shear saik ekivalen arah X, maka fakor yang dipakai unuk menghiung beban gempa dinamis arah X dapa dipakai. D. Konrol Gempa Arah Y Sama halnya dengan mengonrol beban gempa arah X, konrol base shear diperlukan unuk mengeahui kelayakan nilai fakor yang direncanakan dalam permodelan. Nilai base shear arah Y ini sama dengan nilai base shear yang elah dihiung pada subbab Konrol gempa Arah X. Besarnya base shear adalah 1, kn. Sedangkan base shear yang diperoleh dari analisa gempa dinamis adalah 1, kn. Cara unuk mengonrol base shear ini sama dengan lcara yang digunakan pada subbab T spcx 0.9 TEQX 1, , OK! Karena base shear arah Y pada analisa dinamis lebih besar dari 90% base shear saik ekivalen arah Y, maka fakor yang dipakai unuk menghiung beban gempa dinamis arah Y dapa dipakai. IV. KONTROL STRUKTUR UTAA DAN STAGING ANALYSIS A. Rangka Uama Perhiungan rangka uama ini adalah perhiungan unuk menenukan profil yang ersedia mampu unuk menahan gaya yang erjadi akiba kombinasi beban. Dengan perhiungan ini juga dapa dikeahui muu bahan yang digunakan sudah memenuhi aau belum. Tabel 2. Konrol Penampang Rangka Uama SCH-3 aas 4, , arik OK 4, , arik OK 5, , ekan no OK SCH-3 bawah 4, , arik OK 4, , arik OK 4, , ekan OK SDG , arik OK , arik OK , ekan OK B. Sambungan Sambungan merupakan salah sau elemen yang paling pening dalam perencanaan. Pada jembaan ini dipakai sambungan bau dengan muu bau AST A-325, egangan leleh sebesar 660 pa dan egangan puus sebesar 830 pa. Bau yang dipakai pada sambungan rangka ini berdiameer 24 mm. Sedangkan unuk pela umpunya digunakan ebal 12 mm dengan muu baja S 490 YB, egangan lelehnya sebesar 335 pa dan egangan puus sebesar 490 pa. Sambungan ini merupakan sambungan yang menahan gaya geser dan umpu.

4 4 Tb = 210 kn = 21, kg Kekuaan geser bau : Vd = ϕ x 1.13 x μ x m x Tb = 1 x 1.13 x 0.35 x 2 x 21, = 16, kg Baas jarak horisonal dan verikal anar pusa pengencang adalah seperi perhiungan beriku: 3 db s 15 p aau 200 mm 72 x 24 s 15 x s 180 Dari perhiungan kekuaan dan jarak bau, maka baangbaang rangka uama dapa dikonrol. 1. Sambungan horisonal aas Sambungan horisonal ini menggunakan 10 buah jumlah bau oal adalah 20 buah. Gaya geser paling besar adalah 4, kn aau sebesar 475, kg. (10 x 2 + 6) x ϕ Vd > Pu 440, kg < 475, kg no OK! Gambar 4.1 Deail Bau Baang Aas 2. Sambungan horisonal bawah Sambungan horisonal ini menggunakan 10 buah jumlah bau oal adalah 20 buah. Gaya geser paling besar adalah 4, kn aau sebesar 438, kg. (10 x 2 + 6) x ϕ Vd > Pu 440, kg > 438, kg OK! Gambar 4.2 Deail Bau Baang Bawah 3. Sambungan diagonal Sambungan horisonal ini menggunakan 10 buah jumlah bau oal adalah 20 buah. Gaya geser paling besar adalah kn aau sebesar 97, kg, maka dengan menggunakan persamaan (3.41) dapa dikonrol kekuaan sambungan seperi di bawah ini: 10 x 2 x ϕ Vd > Pu 338, kg > 97, kg OK! Pu didapa dari kekuaan sambungan yang elah dihiung menggunakan persamaan (3.39). Karena gaya yang ersedia lebih kecil dari gaya geser yang erjadi, maka sambungan kua menerima gaya yang dialami srukur. C. Hanger Karena hanger direncanakan hanya menerima gaya arik saja, maka dari hasil analisa yang dilakukan pada SAP2000 hanya erdapa gaya arik (Pu) yaiu sebesar pada rangka baang horisonal aas sebesar 1, kn aau seara dengan 15, kg. Dikeahui bahwa diameer hanger adalah 63 mm dengan egangan leleh sebesar 555 pa dan egangan puus sebesar 700 pa. - Leleh P u P n 155, kg > 15, kg OK! - Puus P u P n 155, kg > 15, kg OK! Dengan fy sebesar 580 pa dan fu sebesar 773 pa sera diameer pin adalah 73 mm, pin harus menahan gaya akiba kombinasi 1.3D+1.8UDL+1.8KEL sebesar kn aau 13, kg. Vn = 87, kg > Vu = 13, kg OK! D. Kabel Uama Banyak srand dalam sau unaian kabel adalah 19 buah dan diameer sau srand adalah 57.9 mm. uu baja yang dipakai pada kabel uama adalah AST - A Galvanized o A- class, dengan egangan puus sebesar 1, pa dan modulus elasisias sebesar 167,875 pa. Unuk menghiung kapasias kabel, maka digunakan persamaan (3.4.). A = 1/4 x 3.14 x 57.9² = mm2 Pn = fijin x A = (0.7 x ) x = 53,117, N = 531, kn > Pu = 29, kn OK E. Pehiungan Srukur Pyloon Pada pylon ini bekerja gaya ekan dan lenur, maka dari iu oupu gayanya adalah berupa gaya ekan dan momen. Selah dihiung menggunakan SAP2000, maka gaya ekan (Pu) adalah sebesar 266, kn = 26,629, N. Sedangkan momen ehadap arah x adalah 3, knm = 3,798,246, Nmm dan momen erhadap arah y adalah 1, knm = 1,785,510, Nmm. Tinggi pylon yang dipakai adalah 15m, sesuai dengan inggi yang diberi pengaku. Daa secion dari pylon seperi beriku: Ag = 131,868.31mm² ix = mm Sx = 75,645,973 mm3 iy = mm Sy = 51,727,334 mm3 Zx = 100,890,000 mm4 Zy = 72,299,801 mm4 uu baja yang dipakai adalah AST A-252 Grade 2 yang memiliki egangan leleh 241 pa dan egangan puus sebesar 414 pa, sera modulus elasisias sebesar 200,000 pa. Pn = Fcr x Ag = 30,761, N ϕ Pn = 27,685, N D 0.11 E 609,

5 < idak langsing D 0.07 E 609, < kompak D 0, 45 E 609,6 0, < Ok! encari momen plasis erhadap sumbu x: n = p = Fy x Zx = x 10,0890,000 = 24,314,490, N aka, ϕ n = 21,883,041, N encari momen plasis erhadap sumbu y: n = p = Fy x Zy = x 72,299,801 = 17,424,252, N aka, ϕ n = 15,681,826, N Pr 26,629,238 P 27,685, > 0.2 c P 8 r P 9 c rx cx 26,629,238 27,685, ry cy ,798,246,000 21,883,041, > 1 Dari persamaan ineraksi di aas, maka dapa dikeahui pylon idak dapa menahan beban yang erjadi akiba kombinasi lenur dan aksial. F. Saging Analysis Di dalam analisis ini erdapa 23 rangkaian ahap erecion dari awal pemasangan hingga pela lanai kendaraan dipasang. Dalam ahap ini lebih dikhususkan lagi pada benang engah jembaan sebab kedua benang samping jembaan elah dirangkai erlebih dahulu menggunakan perancah. Tabel 3. Perbandingan kapasias dan profil yang ersedia SCH-3 aas 1, , Tarik OK 2, , Tekan OK SCH-3 bawah 1, , Tarik OK 1, , Tekan OK SDG , Tarik OK , Tekan OK Kabel 6, , Tarik OK Hanger , Tarik OK 1,785,510, ,681,826, A. Kesimpulan V. PENUTUP Dari hasil analisa dan perhiungan yang elah dilakukan pada Jembaan Kuai Karanegara yang erleak di Kalimanan Timur, maka dapa didapa hasil seperi pada abel-abel di bawah ini: Tabel 4. Hasil perhiungan pela lanai dan balok Nama u (knm) n (knm) Vu (kn) Vn (kn) Keerangan Pela lanai OK Balok memanjang no OK Balok melinang 2, , OK Sedangkan unuk srukur uamanya di unjukkan pada abel di bawah ini: Tabel 5. Hasil perhiungan profil uama SCH-3 aas 4, , arik OK 4, , arik OK 5, , ekan no OK SCH-3 bawah 4, , arik OK 4, , arik OK 4, , ekan OK SDG , arik OK , arik OK , ekan OK Hanger 1, , arik OK 1, , arik OK Clamp OK Kabel Uama , arik OK Jika diliha dari perbandingan kapasias seiap elemen profil jembaan, maka dapa disimpulkan bahwa Jembaan Kuai Karanegara ini idak dapa menahan gaya yang mungkin erjadi. Hal ini dibukikan karena pada balok memanjangnya idak mampu unuk menahan momen yang erjadi dan pada baang horisonal aas (SCH-3 aas), gaya ekan yang erjadi melebihi kapasias yang mampu diahan oleh profil ini. B. Saran Laporan Tugas Akhir ini masih belum sempurna dan erdapa kekurangan, maka dari iu dibuuhkan saransaran yang membangun agar dapa dihasilkan hasil yang lebih baik di kemudian hari. DAFTAR PUSTAKA [1] Jones,V dan Howells, J ICE anual of Bridge Engineering 2008 Insiuion of Civil Enginiers. [2] RSNI T Sandar Pembebanan unuk Jembaan. [3] RSNI T Perencanaan Srukur Baja unuk Jembaan. [4] SNI enang sandar perencanaan keahanan gempa unuk jembaan.