1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Peristiwa erupsi gunung Merapi pada tahun 2010 telah menimbulkan banjir aliran lahar dingin dari puncak gunung Merapi yang membawa banyak sedimen padat mengalir melalui sungai-sungai di sekitar lereng Merapi. Salah satunya adalah yang melewati area sekitar lereng Merapi kawasan Selo, Boyolali yang menyebabkan gerusan hebat di sepanjang alur sungai, serta meruntuhkan beberapa jembatan yang melintang di sepanjang alur sungai yang dilewati oleh lahar dingin. Hal ini secara tidak langsung menyebabkan terhentinya seluruh aktivitas perekonomian warga di seluruh desa yang sehari-harinya biasa melewati jembatan-jembatan tersebut. Pada 20 April 2012 diresmikan lima jembatan baru di sepanjang lereng Merapi kawasan Dukuh Sepi, Desa Drakah, Selo, Boyolali sebagai upaya penghubung kembali nadi perekonomian seluruh desa yang sempat terputus pasca erupsi Gunung Merapi tahun 2010. Dari kelima jembatan itu, semuanya dibangun dengan menggunakan tipe Suspension Bridge dengan rangka pengaku dan tanpa pylon di tengah bentang. Struktur jembatan gantung dipilih karena merupakan struktur yang paling efektif dan efisien dibanding jembatan beton. Hal ini dikarenakan tipe jembatan gantung dapat dibangun dengan bentang panjang dan juga terlebih lagi elevasi dasar lereng yang sangat dalam tidak memungkinkan untuk dapat dibangun pilar beton atau baja di tengah bentang. Salah satu dari kelima jembatan baru tersebut, bentang 92 meter adalah yang terpanjang dengan masa pembangunan selama 2 tahun dan diresmikan pada 20 April 2012 sebagai wujud hasil kerjasama antara Badan Nasional
2 Penanggulangan Bencana (BNPB), Dinas Pekerjaan Umum (DPU), dan juga PT. Amarta Karya Tbk sebagai pelaksana konstruksi. Dikarenakan jembatan ini dibangun sebagai upaya tanggap darurat bencana, maka jembatan ini memiliki masa layan yang harus dijaga dengan memenuhi beberapa syarat fungsi jembatan sebagai berikut : 1. Prioritas utama pejalan kaki 2. Semua jenis mobil dilarang masuk 3. Hanya diperuntukkan untuk kendaraan roda dua dan roda tiga 4. Beban maksimum kendaraan 1,5 ton 5. Kecepatan kendaraan maksimum 15 km/jam 6. Kendaraan wajib jalan satu per satu di atas bentang jembatan, dilarang berjalan beriringan. 7. Kendaraan dilarang berhenti di atas jembatan 8. Kendaraan dilarang mengerem mendadak 9. Kapasitas maksimum pejalan kaki 80 orang Lokasi : Dukuh Sepi, Desa Drakah, Selo, Boyolali Koordinat lokasi : Garis lintang 7 o 30 6.62 S dan Garis bujur 110 o 26 16.28 T
3 U ke Yogyakarta & Magelang ke Kabupaten Boyolali via Jl. Muntilan-Boyolali ke Dukuh Sepi Gambar 1.1 Peta lokasi jembatan gantung Gambar 1.2 Koordinat lokasi jembatan gantung
4 1,8 meter Gambar 1.3 Foto Jembatan Gantung Selo, Boyolali (tampak depan) 92 meter Gambar 1.4 Foto Jembatan Gantung Selo, Boyolali (tampak samping)
5 Namun pada perkembangannya jembatan gantung ini mengalami banyak getaran, salah satu penyebabnya adalah akibat lewatnya banyak pejalan kaki yang melintas setiap harinya dan hal ini terkadang dapat menyebabkan ketakutan psikologis bagi pejalan kaki yang lewat. Mengingat begitu pentingnya peranan jembatan bagi roda perekonomian dan aktivistas masyarakat, maka sudah selayaknya struktur jembatan tersebut untuk dianalisis untuk mengetahui apakah memenuhi syarat tahan ultimit dan daya layan yang baik. Dalam kaitannya dengan keselamatan maka perlu diperhatikan juga tingkat keamanan dan kenyamanan dalam pemakaian jembatan tersebut. Manusia sebagai beban hidup pada kenyataannya merupakan suatu beban yang bergerak, sehingga pada kondisi tertentu ketika sekumpulan manusia yang melakukan aktivitas seperti bersorak dengan irama tertentu, melakukan olah raga seperti senam, berjalan bersamaan dan berlari dengan kecepatan tertentu akan mengakibatkan terjadinya vibrasi pada struktur (Ellis, 2004; Brownjohn, 2007). Yang dimaksud dengan pejalan kaki bergerak adalah manusia sebagai pengguna jembatan yang dapat membebani jembatan dengan berjalan, berlari, ataupun melompat. Sebenarnya dalam Standar Nasional Indonesia (SNI) mengenai tata cara desain jembatan sudah dipertimbangkan pengaruh beban hidup pada jembatan, namun tidak membahas pengaruh beban hidup manusia sebagai beban dinamis berjalan. Pada SNI yang sudah ada, beban hidup hanya diperhitungkan sebagai beban statis, bukan sebagai beban dinamis berjalan. Padahal salah satu pengaruh terbesar pada jembatan penyeberangan tersebut adalah akibat manusia bergerak yang menghasilkan reaksi vertikal dan horizontal yang dapat menimbulkan vibrasi pada jembatan. Evaluasi juga perlu dilakukan mengingat pentingnya serviceability jembatan untuk menghindari timbulnya rasa cemas terkait perilaku psikologi
6 individu pejalan kaki yang sehari-harinya menggunakan sarana jembatan gantung ini. Melihat kondisi tersebut, maka diperlukan adanya studi analisis lebih lanjut tentang adanya beban dinamis dari manusia bergerak bersamaan pada struktur jembatan gantung pejalan kaki. Pada studi analisis ini akan berkonsentrasi pada beban hidup akibat pejalan kaki bergerak untuk selanjutnya dapat diketahui nilai frekuensi alami dan dinamis, serta respon struktur jembatan. 1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana perilaku jembatan gantung yang mengalami getaran akibat beban dinamis manusia. 2. Berapa nilai frekuensi alami dan respon struktur jembatan penyeberangan orang akibat beban dinamis manusia dengan British Standard 5400-2-2006. 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari tugas akhir ini adalah : 1. Mengetahui dan mengevaluasi nilai frekuensi alami dan respon struktur jembatan dengan British Standard 5400-2-2006. 2. Mengetahui perilaku jembatan gantung pejalan kaki yang mengalami vibrasi oleh beban dinamis manusia. 1.4 Batasan Masalah Pembatasan masalah yang diambil pada Tugas Akhir ini sebagai berikut: 1. Analisis dan perhitungan hanya dilakukan secara teoritis dengan studi numerik menggunakan software SAP2000 versi 14.2.2. 2. Beban dinamis manusia bergerak dimodelkan dalam model beban yang diperoleh berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya.
7 3. Skenario beban dinamis yang digunakan adalah beban dinamis akibat individu manusia dan sekelompok manusia yang berjalan pada jembatan gantung dalam lintasan yang sama. 4. Hubungan antara kabel utama dengan menara dianggap sebagai joint. 5. Tumpuan bagian bawah menara dianggap jepit. 6. Komponen dan material untuk komponen struktur menyesuaikan bentuk standard yang ada di lapangan. 7. Hanya memperhitungkan beban dinamis manusia berjalan normal, tanpa memperhitungkan beban kendaraan yang lewat. 8. Papan lantai tidak dimodelkan pada program SAP2000 dan hanya dianggap sebagai beban mati. 9. Tidak membahas fondasi dan anchor bolt jembatan. 10. Analisis eigenvalue untuk mencari frekuensi alami dan mode getar yang terjadi menggunakan program SAP2000. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari tugas akhir ini adalah : 1. Memberi sedikit masukan bagi para engineer untuk merancang struktur jembatan gantung pejalan kaki sederhana yang aman dan ekonomis. 2. Memberikan hasil analisis yang diharapkan dapat menghilangkan rasa kekuatiran pejalan kaki akan runtuhnya jembatan. 3. Sebagai referensi untuk penelitian lebih lanjut mengenai jembatan gantung dengan pengaku. 1.6 Keaslian Penelitian 1. Zaenuri (2003) pernah melakukan analisis serupa dengan judul Analisis Perilaku Torsi dan Defleksi Struktur Jembatan Gantung Sederhana dengan Tinjauan Aksi Beban Hidup dan Angin Dinamik Periodik yang dilakukan pada Jembatan Gantung tipe Side Span
8 Suspended dengan deck kombinasi profil baja dan kayu, serta variasi bentang utama antara 50-160 meter. 2. Bawono (2003) pernah melakukan analisis serupa dengan judul Evaluasi Kekakuan dan Perilaku Torsi pada Struktur Jembatan Gantung Sederhana untuk Pejalan Kaki Dengan Tinjauan Nilai Frekuensi Alami, Aksi Beban Hidup Eksentris, dan Beban Angin Dinamik Acak dengan menggunakan time history berupa getaran bebas tak teredam dan gaya angin berupa grafik sinusoidal. 3. Wahyuni (2012) pernah melakukan analisis serupa dengan judul Studi Kelakuan Dinamis Struktur Jembatan Penyeberangan Orang (JPO) Akibat Beban Individual Manusia Bergerak yang membahas perbandingan kekakuan dinamis pada JPO beton dan baja.