MODIFIKASI JEMBATAN PALU IV DENGAN KONSTRUKSI CABLE STAYED SINGLE PLANE WITH BOX GIRDER Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Hidayat Soegihardjo M, MS Oleh : Angry Raymond Adam 3105.100.009
BAB 1 LATAR BELAKANG RUMUSAN PERMASALAHAN TUJUAN BATASAN MASALAH BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA BAB 3 METODOLOGI BAB 4 PRELIMINARY DESIGN JEMBATAN
BAB 5 PERENCANAAN STRUTUR SEKUNDER BAB 6 ANALISA STRUKTUR BAB 7 KABEL BAB 8 PYLON BAB 9 ANALISA DINAMIS
BAB 10 METODE PELAKSANAAN BAB 11 KESIMPULAN DAN SARAN BAB 11 DAFTAR PUSTAKA GAMBAR
SEKIAN DAN TERIMA KASIH
LATAR BELAKANG Jembatan Palu 4, sebagai landmark kota Palu Konstruksi Eksisting Jembatan Palu 4 menggunakan system busur, dengan lebar 2 x 3,5 m Jembatan Palu 4 juga sebagai jalur Outter Ring Road (by PASS) Terjadi kemacetan (bottle neck) pada jembatan akibat hambatan samping yang besar, karena lebar jembatan yang kurang
Perlu adanya tambahan lajur, guna mengantisipasi kemacetan. Dengan tambahan lajur yang dialokasikan bagi kendaraan dengan kecepatan rendah, tidak akan mengganggu kendaraan dengan kecepatan rencana pada lajur cepat. Dengan lebar jembatan minimal 4 x 3,5 m Pemilihan metode konstruksi jembatan yang direncanakan, yang juga memenuhi dari segi estetika. Metode konstruksi tersebut telah menjadi pilihan dalam perencanaan jembatan bentang 300 m 1000 m
RUMUSAN PERMASALAHAN Bagaimana model konstruksi CABLE STAYED mendukung segi estetika agar tetap menjadi landmark kota? Bagaimana metode konstruksi CABLE STAYED dapat melayani beban torsi yang cukup besar? Bagaimana dalam tahapan pemilihan bahan yang akan digunakan? Bagaimana perhitungan gaya-gaya yang bekerja?
Bagaimana desain Pylon yang tepat untuk metode cable stayed dengan box girder? Bagaimana dimensi dan control terhadap kabel? Bagaimana Gambar perencanaan jembatan? Bagaimana metode pelaksanaan pembangunan jembatan? Bagaimana kontrol stabilitas jembatan terhadap gaya-gaya yang bekerja akibat pelebaran jembatan?
TUJUAN Penentuan model konstruksi, Penentuan bahan-bahan yang akan digunakan, Menghitung gaya-gaya yang bekerja akibat pelebaran jembatan dengan bantuan program MIDAS, dan dengan kontrol secara manual, dan juga gaya-gaya yang diakibatkan dalam pelaksanaan konstruksi,
Penentuan dimensi setiap bagian struktur (box girder, Pylon, cable) yang akan digunakan, Menuangkan hasil perencanaan kembali setiap bagian jembatan kedalam gambar kerja (AS BUILD DRAWING), Penentuan tahapan dalam pelaksanaan struktur atas jembatan tersebut.
BATASAN MASALAH Tinjauan hanya mencakup bangunan atas jembatan, tanpa kontrol terhadap bangunan bawah (pondasi jembatan), Tidak melakukan peninjauan terhadap analisa biaya
TINJAUAN PUSTAKA CABLE STAYED Jembatan cable stayed merupakan jembatan yang terdiri dari 1 atau lebih kolom (PYLON) yang menopangnya, dengan kabel sebagai penopang terhadap deck jembatan. [matsuo-bridge.co.jp/2006] Jembatan cable stayed terbagi dalam 4 kelas model yaitu, HARP type, FAN type, RADIAL type dan STAR type. [ matsuo-bridge.co.jp/2006]
Radial
KOMPONEN JEMBATAN CABLE STAYED SUPER STRUCTURE: Gelagar : gelagar pelat, dan gelagar box Kabel Pylon SUB STRUCTURE : Abutmen dan pondasi
ANALISA DINAMIK Ditinjau dari 3 aspek : - Aerodynamic stability - Physiological effects - Safety against earthquake Frekuensi alam dan ragam getaran : 1. Metode klasik 2. Metode Rayleigh
METODOLOGI FLOWCHART MODIFIKASI PENGUMPULAN DATA GAMBAR EKSISTING JEMBATAN
START DESAIN CONCEPT PRELIM OF STRUCTURE AND STAYS CALCULATION OF STURCTURE AND STAYS NO CALCULATION OF LOADING & DEFORMATION UNDER PERMANENT LOADS YES CALCULATION OF LOADING IN SERVICEABILITY LIMIT STATE MODIFI NO CHECKING OF CROSS- SECTION YES MODIFI NO CALCULATION OF NATURAL FREQUENCIES & DINAMIC ANALYSIS YES CHECKING OF CONSTRUCTION STAGES CONTROL STRUCTURE FOR ALL DRAWING STOP
PENGUMPULAN DATA Type jembatan : Steel Tied Arch Type Nielsen Lokasi jembatan : Pada Muara Sungai Palu (dekat laut) Lebar lajur : 7 meter Lalu lintas : 2 lajur kelas A, Beban 100% Trotoar : 2,5 meter tiap sisi Lebar Deck : 12.05 meter Tiap sisi Clearance navigasi : 5.5 meter Clearance lalu-lintas : 5.1 meter Kecepatan rencana : 80 km/jam
PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER Plat lantai kendaraan dengan tebal 3 cm, dengan jarak antar rib = 86 cm, dengan dimensi rib profil T- 400x400x46x70 KERB dengan profil C, dengan tw = 10,8 mm, tf = 14,6 mm, d = 210 mm, b = 100 mm Tiang Sandaran dengan profil WF 100x50x5x7, dengan tinggi 1,5 m Menggunakan sambungan las dengan elektrode E60xx,dan tebal 1 cm
ANALISA STRUKTUR Gelagar box girder dengan dimensi : Lebar flange atas 21 m Lebar flange bawah = 18 m Tinggi box = 1,8 m Tebal flange atas = 30 mm Tebal flange bawah = 30 mm Tebal web = 30 mm Tebal web geser = 32 mm
100 180
SAMBUNGAN PADA BOX GIRDER Pada sambungan baut digunakan baut HTB M 22x2,5, dengan proof load 27270 kg, dan F tensile 30300 kg Pada sambungan flange atas digunakan 864 baut dengan tebal plat penyambung 1,5 cm Pada sambungan flange bawah digunakan 446 baut dengan tebal plat penyambung 1,5 cm Pada sambungan web digunakan 102 baut dengan tebal plat penyambung 1,5 cm
Pada sambungan las digunakan elektrode atau kawat las jenis E60xx Sambungan las pada ribs digunakan sambungan las dengan a = 1 cm Sambungan las antara rib dengan flange atas digunakan a = 5 cm Sambungan las flange dan web pada box digunakan a = 6 mm
ANGKER PADA BOX GIRDER Sambungan las yang digunakan dengan a =1,5 cm Dimensi angker 100 cm x 75 cm x 100 cm, dengan tebal plat 3 cm
KABEL Pada perencanaan kabel digunakan kabel dari VSL dengan diameter strand 12,7 mm 2 [istilah VSL untuk jenis ini adalah 5-x] Berdasarkan hasil perhitungan dan iterasi diperoleh 5 jenis dimensi kabel, yaitu kabel VSL dengan diameter diameter tendon unit 5-5, 5-14, 5-17, 5-22, 5-26 Dimana penggunaan angker berdasarkan spec VSL untuk tendon yang digunakan..
KABEL kabel gaya akibat iterasi (Kn) Asc (mm 2 ) profil kontrol L1 747,019 405,98859 5-5 ok! L2 2526,994 1373,3663 5-14 ok! L3 21356,671 11606,886 7 @ 5-17 ok! L4 28507,777 15493,357 7 @ 5-22 ok! L5 4768,119 2591,369 5-26 ok! L6 4054,657 2203,6179 5-22 ok! R6 4054,657 2203,6179 5-22 ok! R5 4768,119 2591,369 5-26 ok! R4 28507,777 15493,357 7 @ 5-22 ok! R3 21356,671 11606,886 7 @ 5-17 ok! R2 2526,994 1373,3663 5-14 ok! R1 747,019 405,98859 5-5 ok!
PYLON Pada perencanaan dan pemodelan pylon digunakan progam bantu CSICOL 8.40, Dimensi upper pylon adalah 4 m x 10 m dengan hole 2 m x 8 m, dengan pengunaan tulangan 87D36 dan sengkang φ28 Dimensi lower pylon adalah 21 m x 10 m dengan 87D36 dan sengkang φ28
ANALISA DINAMIS Berdasarkan analisa stabilitas aerodinamis diperoleh f T = 0,041 HZ, dan f B = 0,221 HZ Dan berdasarkan hasil analisa vortexshedding, diperoleh nilai v = 2,505 m/det, R e = 3,507.10 6, F o = - 6,934 N/m, û = 74,33 cm, dan ü = 0,143 m/s 2. Dan pada efek flutter diperoleh μ = 70,18 V crti. Teori = 87, 481 m/det
Angin tidak selalu menabrak jembatan dalam arah horizontal sempurna, terkadang terdapat sudut 3 o 9 o [rata-rata 6 o ], sehingga diperoleh V crit. Act = 139,277 km/jam Hal ini berarti akan terjadi efek flutter jika angin bertiup dengan kecepatan 139,277km/jam Sedangkan dalam perencanaan digunakan kecepatan angin 35 m.s = 126 km/jam, sehingga analisa menggunakan analisa dinamis memenuhi!!
METODE PELAKSANAAN Cantilever Method Pelaksanaan pemasangan box girder 6 setalah fix baik posisi maupun akurasinya dilakukan pen-jacking-an pada angker s6 di kesua sisi sekaligus. Tahap berikutnya dilakukan pemasangan box girder 5 setalah fix dilakukan pen-jacking-an pada angker s5 di kedua sisi sekaligus. Kemudian dilanjutkan dengan pemasangan box girder 4, lalu setelah fix dilakukan pen-jacking-an pada angker s4 pada kedua sisi sekaligus. Setelah dilakukan presisi dan posisi box, dilanjutkan lagi dengan pemasangan box girder 3, kemudian setelah dilakukan penetapan posisi,dilakukan pen-jacking-an pada angker s3 pada kedua sisi sekaligus.
Tahapan pelaksanaan berikut dilanjutkan dengan pemasangan box girder ke 2, dilakukan pemfixan posisi, dan dilanjutkan dengan pen-jacking-an pada angker s2 dikedua sisi sekaligus. Tahapan akhir yaitu dengan pemasangan box girder 1, posisi fix, lalu di jacking, kemudian penangkeran s1, setelah posisi fix, dilakukan pemasangan damper. Form traveler
KESIMPULAN Jembatan ini dapat dikatakan sebagai bangunan monumen sehingga memiliki umur rencana selama 100 tahun. Faktor beban ultimit untuk beban transien perlu dinaikkan sebesar 10%. Dari ketiga konfigurasi beban hidup yang ada, gaya maksimum diberikan bergantian oleh kasus 1, kasus 2, dan kasus 3. Jadi beban hidup memberi pengaruh yang dominan pada struktur.
Pada saat penentuan dimensi kabel, perlu juga dipertimbangkan segi ekonomis. Apabila digunakan tipe kabel yang memiliki diameter lebih besar dengan tegangan putus sedikit lebih kecil didapatkan ukuran angker yang lebih kecil, tipe kabel ini bisa digunakan khusus untuk bagian tersebut. Yang bertujuan untuk menghindari penggunaan ukuran angker yang berlebihan sehingga lebih murah.
Gaya yang terjadi selama perlaksanaan konstruksi juga dikroscek terhadap gaya yang terjadi selama servis. Perencanaan ulang perlu dilakukan pada sebagian struktur lantai kendaraan karena gaya pada saat konstruksi lebih besar dari gaya yang terjadi saat servis.
SARAN Banyaknya macam konfigurasi beban hidup kalau perlu ditambah untuk antisipasi keadaan yang memungkinkan terjadi di masa depan. Ketelitian dalam menghitung berat form traveller perlu diperhatikan, karena beratnya menentukan perilaku struktur saat pelaksanaan konstruksi.
Untuk proyek yang sebenarnya, analisa dinamis yang ditinjau tidak cukup hanya dengan perhitungan manual saja, tetapi harus menggunakan model penuh menggunakan terowongan angin agar diketahui lebih akurat mengenai perilaku aerodinamis struktur.
DAFTAR PUSTAKA Direktorat Jenderal Bina Marga, Bridge Management System (BMS), 1992. Gimsing, Niels J, Cable Supported Bridges, 1983, John Wiley & Sons, Inc. O Connor, Colin, Design of Bridge Superstructures, 1971, John Wiley & Sons, Inc. Troitsky, M.S, Cable Stayed Bridges: Theory and Design, 1977, Crosby Lockwood Staples, London. Walther, R, Houriet, Bernard, dkk, Cable Stayed Bridges, 1999, Thomas Telford, London. http://www.wikipedia.com/cable+stayed+bridge, 2009. http://www.ce.berkeley.edu/, 2009. http://www.pbs.org/, 2009. http://www.matsuo-bridge.co.jp/, 2009.
GAMBAR