BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Proporsi penggunaan moda transportasi darat di Indonesia paling tinggi dibandingkan moda transportasi laut dan udara. Angkutan penumpang di Indonesia 84% dilayani jalan, 7,3% kereta api, 5,3% sungai, 1,8% laut, dan 1,6% udara. Sedangkan angkutan barang 90,4% dilayani jalan dan sisanya dilayani kereta api, sungai, laut, dan udara berturut-turut 0,6%, 0,3%, 7,9% dan 0,8% (Dirjen Bina Marga, 2012). Tingginya proporsi penggunaan moda transportasi darat di Indonesia diimbangi dengan pesatnya pembangunan infrastruktur transportasi darat. Pada periode pemerintahan , total panjang jaringan jalan yang dimiliki Indonesia mencapai km yang terdiri dari Jalan Tol sepanjang 741,970 km, Jalan Nasional Non-Tol sepanjang km, Jalan Provinsi sepanjang , dan Jalan Kabupaten/Kota sepanjang km. Mulai akhir tahun 2009, jaringan Jalan Nasional Non-Tol bertambah sepanjang km menjadi km (Dirjen Bina Marga, 2010). Infrastruktur transportasi darat termasuk di dalamnya terdapat jembatan (1050 km) yang terdiri dari jembatan (390 km) di ruas jalan kabupaten/kota dan jembatan (660 km) di ruas jalan nasional dan provinsi (Sukmana dan Vaza, 2008). Untuk jembatan nasional, pada akhir 2009 berdasarkan jumlahnya dari jembatan, 42,81% dalam kondisi baik sekali, 24,20% dalam kondisi baik, 19,61% dalam kondisi rusak ringan, 8,51% dalam kondisi rusak berat, 3,01% dalam kondisi kritis, dan 1,86% dalam kondisi runtuh. Sedangkan berdasarkan panjangnya dari m, 42,48% dalam kondisi baik sekali, 20,21% dalam kondisi baik, 19,64% dalam kondisi rusak ringan, 10,16% dalam kondisi rusak berat, 3,00% dalam kondisi kritis, dan 4,50% dalam kondisi runtuh (Dirjen Bina Marga, 2010). 1

2 2 Pada periode 1970 hingga 1990, panjang total jembatan rangka baja yang telah dibangun di Indonesia mencapai 237 km. Jembatan tersebut diimpor dari beberapa negara seperti Inggris (Callender Hamilton, Campact Bailey), Belanda (Hollandia Kloos), Australia (Transfield and Trans Bakrie), dll. Pada masa itu Indonesia sedang mengejar target pembangunan jembatan untuk membuka akses beberapa daerah terisolasi. Jembatan rangka baja dipilih karena kemudahan dan kecepatan pelaksanaannya (Handbook of International Bridge Engineering, 2014). Jembatan rangka baja pada umumnya direncanakan dengan umur layan 50 tahun. Pada umumnya lantai jembatan rangka baja berupa pelat beton bertulang dimana sering terjadi kerusakan selama umur layannya. Perbaikan lantai beton bertulang memerlukan waktu lama (setting time) hingga dicapai kekuatan beton tertentu sehingga diperlukan penutupan jembatan yang berdampak pada kelancaran lalu lintas. Oleh karena itu perlu dipikirkan metode perbaikan lantai jembatan yang cepat. Penggantian lantai jembatan (redecking) dengan menggunakan orthotropic steel deck (OSD) dapat dijadikan alternatif perbaikan. OSD dipilih karena instalasinya yang cepat and mudah, berat sendiri yang lebih ringan dibanding lantai beton bertulang, dan kontrol mutu yang lebih terjamin karena material baja yang digunakan berupa material fabrikasi. OSD juga telah banyak diaplikasikan pada beberapa jembatan di dunia seperti Golden Gate Bridge (San Fransisco), Verrazano Narrow Bridge (New York), Lions Gate Bridge (Canada), dll. Dalam penelitian ini dibahas penggunaan OSD sebagai pengganti lantai beton bertulang (redecking) pada jembatan rangka baja kelas A standar Bina Marga bentang 60 m. Pemodelan struktur OSD dilakukan dengan bantuan software ABAQUS CAE, dengan persyaratkan desain ditinjau terhadap kondisi kuat batas ultimit, layan, dan fatik. Untuk variasi umur rencana OSD (10, 20, 30, 40, dan 50 tahun) dan lalu-lintas harian rata-rata (1000, 2000, dan 3000 truk/hari) akan didesain kebutuhan tebal plate, ribs, dan floorbeam OSD. Selanjutnya akan diteliti pengaruh redecking terhadap kapasitas struktur atas jembatan rangka baja kelas A standar Bina Marga bentang 60 m yang diwakili oleh nilai rating factor.

3 3 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah melakukan desain orthotropic steel deck untuk variasi umur rencana OSD (10, 20, 30, 40, dan 50 tahun) dan lalu-lintas harian rata-rata (1000, 2000, dan 3000 truk/hari) ditinjau terhadap kondisi kuat batas ultimit, layan, dan fatik. Selanjutnya meneliti pengaruh penggantian lantai beton bertulang dengan OSD (redecking) terhadap kapasitas struktur atas jembatan rangka baja kelas A standar Bina Marga bentang 60 m yang diwakili oleh nilai rating factor. 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah: a. Mendesain orthotropic steel deck (OSD) menggunakan profil trapezoidal ribs ditinjau terhadap kondisi kuat batas ultimit (strength), layan (service), dan fatik (fatigue) untuk variasi umur rencana OSD (10, 20, 30, 40, dan 50 tahun) dan LHR (1000, 2000, dan 3000 truk/hari). b. Membandingkan berat sendiri jembatan rangka baja kelas A standar Bina Marga bentang 60 m dengan lantai beton bertulang dan setelah dilakukan redecking dengan orthotropic steel deck (OSD) untuk variasi umur rencana OSD (10, 20, 30, 40, dan 50 tahun) dan LHR (1000, 2000, dan 3000 truk/hari). c. Membandingkan kapasitas struktur atas jembatan rangka baja kelas A standar Bina Marga bentang 60 m dengan lantai beton bertulang dan setelah dilakukan redecking dengan orthotropic steel deck (OSD) untuk variasi umur rencana OSD (10, 20, 30, 40, dan 50 tahun) dan LHR (1000, 2000, dan 3000 truk/hari) yang diwakili oleh nilai rating factor. 1.4 Batasan Masalah Dalam penelitian ini ditetapkan beberapa batasan masalah yaitu sebagai berikut: a. Jembatan yang diteliti adalah jembatan rangka baja kelas A standar Bina Marga dengan bentang 60 m.

4 4 b. Dimensi profil trapezoidal ribs yang digunakan mengacu pada profil standar yang diterbitkan oleh FHWA c. Panel orthotropic steel deck (OSD) dipasang pada arah longitudinal tanpa cutout dengan 2 buah floorbeam dan 3 buah ribs. d. Panel orthotropic steel deck (OSD) didesain dengan variasi umur rencana 10, 20, 30, 40, 50 tahun dan LHR 1000, 2000, 3000 truk/hari. e. Detail geometri yang ditinjau pada desain fatik panel orthotropic steel deck (OSD) adalah rib to deck (RD) weld. f. Faktor pertumbuhan lalu lintas (i) diabaikan g. Analisis rating factor didasarkan pada kondisi beban harian (inventory). 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan alternatif desain perbaikan lantai jembatan rangka baja kelas A standar Bina Marga bentang 60 m yang dapat dikerjakan dengan cepat sehingga mempersingkat durasi penutupan lalu lintas jembatan. 1.6 Keaslian Penelitian Beberapa penelitian mengenai aplikasi orthotropic steel deck (OSD) pada struktur jembatan telah banyak dilakukan, diantaranya adalah sebagai berikut: a. Mito (2014) melaporkan hasil penelitiannya mengenai redecking pada Jembatan Mikawaohashi di Jepang. Pada jembatan ini lantai jembatan dengan bentang 398 m berupa pelat beton bertulang diganti menjadi OSD. b. Matson (2009) dalam laporan penelitiannya melakukan penelitian mengenai redecking pada Jembatan Lions Gate di Kanada. Jembatan Lions Gate berupa suspension bridge dengan panjang bentang tengah 472 m. Pada jembatan ini lantai jembatan yang berupa beton bertulang diganti menjadi OSD. c. Sugioka (2009) melakukan penelitian mengenai efektifitas lapis permukaan atas dalam mengurangi tegangan yang terjadi pada deck baja sebagai salah satu upaya mengurangi potensi retak fatik. Lapis permukaan atas berupa epoxy

5 5 asphalt diteliti dalam skala besar dan kecil di laboratorium serta dibuat model strukturnya dengan metode elemen hingga. d. Kato (2013) meneliti konfigurasi cutout yang efektif dalam mengurangi tegangan lokal yang menyebabkan retak fatik. Penelitian ini dilakukan secara numeris dengan bantuan software ABAQUS CAE. Ada 6 buah konfigurasi cutout yang diteliti untuk didapatkan data hubungan antara konfigurasi cutout dan pengaruhnya terhadap penurunan nilai tegangan lokal pada daerah sambungan antara floorbeam dan ribs. e. Nassif (2013) melakukan penelitian mengenai pengaruh konfigurasi lubang pada floorbeam (cutout) terhadap konsentrasi tegangan yang terjadi dan lebih jauh akan ditinjau pengaruhnya terhadap perilaku fatik yang terjadi. Penelitian dilakukan dengan studi kasus pada Jembatan Bronx-Whitestone di Amerika Serikat dengan membandingkan floorbeam dengan dan tanpa cutout. f. Nugroho (2011) melakukan evaluasi kapasitas struktur atas Jembatan Congot II di Yogyakarta dengan menggunakan analisis rating factor. Dalam penelitian ini ditinjau nilai rating factor untuk inventory dan operating. g. Amir (2013) mengevaluasi kapasitas struktur atas Jembatan Sungai Tello di Makassar dengan analisis rating factor. Dalam penelitian ini nilai rating factor ditinjau pada kondisi inventory dan operating berupa truk trailer Pertamina dan truk angkuran semen. h. Yudhistira (2014) melakukan penelitian mengenai prediksi kapasitas struktur atas jembatan rangka batang (truss) dengan bantuan Artificial Neural Network (ANN). Dalam penelitian ini ditinjau nilai rating factor untuk kondisi inventory dan operating untuk studi kasus Jembatan Lubuk Jambi, Kampar Kanan, dan Batang Nilau. Berdasarkan studi literatur yang telah dilakukan maka penelitian mengenai pengaruh redecking pada jembatan rangka baja kelas A standar Bina Marga bentang 60 m menggunakan orthotropic steel deck dengan profil trapezoidal ribs terhadap kapasitas struktur atas jembatan belum pernah dilakukan sehingga terjamin keasliannya.