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

Transkripsi

1 ANALISIS DEFORMASI JEMBATAN SURAMADU AKIBAT PENGARUH ANGIN MENGGUNAKAN METODE PENGUKURAN GPS KINEMATIK Oleh : Lysa Dora Ayu Nugraini Dosen Pembimbing : Eko Yuli Handoko, ST, MT

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. d p = r p -r p = d p (X p, Y p, Z p ; t) Pola Vibrasi Jembatan Pergeseran posisi (Displacement) Deformasi dp

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 GPS 2 GPS 1 Madura Surabaya BENTANG TENGAH JEMBATAN SURAMADU

6 Surabaya Madura GPS 2 GPS 1

7 Data dan Peralatan DATA : * Data Primer Data pengamatan GPS - 1 Januari - 12 Mei - 13 Mei * 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 frekuensi pengukuran 0,2 Hertz

9 Diagram Alir Pengolahan Data SP3 GPS week 1616 dan 1635 GPS Rover titik dan Base Station Data Kecepatan Angin 0,017 Hz tanggal 1 januari, 12 Mei dan 13 Mei Raw Data Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Ekstraksi Nilai Kecepatan Angin Menjadi Vektor (X,Y) Interpolasi Kecepatan Angin Menjadi 0,2 Hz Post-Processing Koordinat (X,Y) Hasil Pengukuran titik GPS 1 dan GPS 2 Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Vektor Kecepatan Angin (X,Y) 0,2 Hz Perhitungan Toleransi 95% Ketidakpastian Koordinat (X,Y) Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Eliminasi tidak ρ+σ.k X ρ-σ.k Plotting Koordinat (X,Y) Titik dan Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 95% Ketidakpastian ya Pola Koordinat 1 titik dan Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei A B

10 Diagram Alir Pengolahan Data A B Tidak ada Cek Outliers koordinat (X,Y) ada Moving Average Filter Pola Koordinat 2 Titik dan Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Perhitungan Pergeseran Koordinat Jembatan Koordinat (X,Y) Titik dan Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Pola Getar Jembatan Suramadu dan nilai Pergeseran Posisi (X,Y) Jembatan Terhadap Rata- Rata Koordinat (X,Y) Jembatan titik dan Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Perhitungan Korelasi Koordinat Pergeseran Jembatan Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Terhadap Beban Dinamik Angin Tanggal 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Nilai Pergeseran Koordinat Jembatan Koordinat (X,Y) Akibat Beban Dinamik Angin Tanggal 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Nilai Korelasi Koordinat Pergeseran Jembatan Dengan Beban Dinamik Angin Tanggal 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Analisis Koordinat Pergeseran Jembatan Akibat Beban Dinamik Angin Pola vibrasi jembatan Suramadu Koordinat (X,Y) tanggal 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei Grafik Korelasi Koordinat Pergeseran Jembatan Koordinat (X,Y) Akibat Dinamik Angin (X,Y) Tanggal 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei

11 No 1, 2, 3, 1. Standar Deviasi Pengukuran Tanggal Pengukur an 1Januari 12 Mei 13 Mei Titik Data Asli Pengukuran Pola Vibrasi Standar Koordinat Deviasi (m) X 0,068 Y 0,052 X 0,216 Y 0,058 X 0,205 Y 0,417 X 0,127 Y 1,008 X 0,554 Y 0,907 X 0,126 Y 1,012 No Tanggal Pengu kuran 1 Januari 12 Mei 13 Mei HASIL DAN ANALISIS Data 95% Tingkat Ketidakpastian Titik Standar Deviasi Koordinat Tingkat Ketidakpasti an 95% (m) X 0,039 Y 0,033 X 0,103 Y 0,031 X 0,182 Y 0,075 X 0,04 Y 0,055 X 0,133 Y 0,094 X 0,101 Y 0,074

12 2. Pola Vibrasi Loncatan Nilai Koordinat Yang Ekstim,(otliers) Loncatan Nilai Koordinat Yang Ekstim,(outliers)) Data 95% Tingkat Ketidakpastian Data Asli Pengukuran Catatan : Contoh pola vibrasi pengukuran 1 Januari koordinat X Daerah Penolakan Koordinat outliers Daerah Penolakan Koordinat outliers

13 3. Tabel Standar Deviasi Moving Average Filter No Tanggal Penguk uran 1 Januari 12 Mei 13 Mei Titik Standar Koordinat Deviasi MA Filter (m) X 0,034 Y 0,029 X 0,097 Y 0,023 X 0,177 Y 0,063 X 0,037 Y 0,045 X 0,111 Y 0,078 X 0,097 Y 0,063 Standar deviasi Catatan : Contoh pola vibrasi pengukuran 1 Januari koordinat X

14 4. Deformasi Jembatan Suramadu No Tanggal Pengukuran Titik Koordinat Deformasi (m) deformasi total (m) 1 1 Januari X 0,02 Y -0,001 X 0,015 Y -0,004 0,02 0, Mei X 0,008 Y 0,05 X -0,014 Y 0,26 0,053 0, Mei X 0,002 Y 0,165 X 0,01 Y 0,12 0,17 0,12

15 Y Gps 2 12 Mei Nilai maksimum Nilai Ratarata Nilai Minimum

16 r = residu 95% - MAfilter Tanggal Pengukuran Titik Koordinat r Maksimum (m) r Minimum (m) 1 Januari X 0,101 0 Y 0,101 0 GPS 2 X 0,404 0 Y 0, Mei X 0,428 0 Y 0,703 0 GPS 2 X 0,241 0 Y 0, Mei X 0,98 0 Y 0,286 0 X 0,176 0 Y 0,012 0

17 6. Tabel Koefisien Korelasi Jembatan Suramadu Terhadap Beban Dinamik Angin Pengu kuran 1 Januari 12 Mei 13 Mei titik GPS 2 GPS 2 GPS 2 koordinat Koefisien korelasi ( r ) Koefisien Determinasi (r 2 ) presentasi r 2 X -0,006 0,000 0,00% Y 0,261 0,068 6,81% X 0,020 0,000 0,04% Y 0,048 0,002 0,23% X -0,44 0,197 19,7% Y 0,38 0,142 14,15% X -0,22 0,049 4,91% Y -0,14 0,019 1,86% X 0,224 0,05 5% Y -0,101 0,01 1% X -0,121 0,015 1,45% Y -0,123 0,015 1,5%

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 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 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, sedangkan pada pengukuran bulan Mei MA filter mereduksi outliers maksimum sebesar 0,98 m, dan minimum 0 m.

21 Saran 1. Pemasangan GPS pada tempat yang ideal agar pengamatan bebas dari obstruksi (gangguan) penyebab multipath dan cycle slips. 2. Pengukuran dilakukan pada frekuensi High rate yaitu > 1 Hz 3. Pengukuran dilakukan selama 24 jam 4. Penempatan anemometer sebaiknya berada di lokasi yang sama dengan posisi penempatan GPS agar data yang didapat berada pada sample titik yang sama. 5. Diperlukan pengukuran yang kontinyu dengan kurun waktu pengukuran yang lebih panjang.