model fisik pengendalian gerusan di sekitar abutmen jembatan-rinaldi dan bambang yulistiyanto
Post on 03-Feb-2018
221 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/21/2019 Model Fisik Pengendalian Gerusan Di Sekitar Abutmen Jembatan-Rinaldi Dan Bambang Yulistiyanto
1/13
Forum
Teknik
Sipil
No.
)?2'Agustus
2001
139
MODEL
FISIK
PENGENDALIAN
GERUSAN
DI
SEKITAR
ABUTMEN
JEMBATAN
(Physical lllodeling
of
Scour
Protection
Around
Bridge
Abutment)
Rinaldir
dan
Bambaqg
Yulistiyantoz
AESTMCT
River
has
a
dynamic
characteristic, which can
change
in
time and
place
dimension
In
a balance
condition
the bridge
abutment
dislurb
theflow.
Thefow
reaches
a
balance
condition
again
after
bed
scouring.
The scouring
around
abutmen
is caused
by
vortq
system,
which
will
be minimaed
by
placing
a
plate
at
abutment
(ring
formed).
Tle
research
was to study
the depth
of scouring
around
abutmeniwithout
plate, abutment
with
Plate
and
theflow
pattern
around
abutment.
The
depth
ofscouring
around
abutment
has been
obserttedforfive
hours
by
using
on
a iet
of
recircutating
sedimentfume
with l0
m long,
0.60
n
width and
0.80
m
height
in
quasi-steady
undorm
flow.
The
model of
abutment
used
was
semi
circuir
end
type
(SCE)
hnin,
Lt
=
0.12
m long,
L
-= 0.08
m
width
and H
=
0.45
height.
The
depth
of
scouring
is
measuredfor
every
run,
consist
of
plate
posilion,
atd
ptate
with
width
variation
and
plate
with-angle
variation-
FIow
velocity
around
abutment
was
measured
for
every
variation
thcit caused
q
mi,inimum scour.
.'
The
result
of
study
shows
that
the
plate placed
in
the abutment
(ring
,
formed)
influenced
scouring
around
abutmenl.
The
plate position
thal
caused
the
-
minimum
scouring
was at
the
ground,
with
the
plate width
was 4
cm
and lhe
angte
of
I2d'
to
the abutment.
Therefore
al
the
end
of 5
hows
run
it
could
,"Ju"" scoaring
of
24.75%
compare
to abutment
without
the
plate and
the angle
of 9d'
reduce
siouring
of
1-5.8a%.
Thefow
paUern around
the
abutment
without
ine
pbte
was diferent
from
lhe onbs
with
lhe
plate. The longitudinal
velocity at
plane. of a
=
45"
for
abutment
with
the
plate
was
smaller
than
the one
without
-the
plate,
for
the
traruversal
velocity
it
was bigger.
It
is caused
by
the
downflow
to
ihe
ground
was blocked
with
the
plate,
so
the
tlow
was
detlected-
Flow
deflection
cause
transversal
velocity
becomes
higher.
There
was
a
reverse
flow
near
scouring
bed,
forming
a system
of
vortices.
These
vortices
were nol
.
presentedfor
theflow
pattern at abulment
with
.the
plate-
Keywor&:
scouring,
abutment,
a1d
plate
t
Frkultg
Tckeik
Univcrsites
Rieu,
Pckanbrru
I
Frkultes
Tcknik
(lnivcrsitas
Gadirh
Medr'
Yog5nkrrta
-
7/21/2019 Model Fisik Pengendalian Gerusan Di Sekitar Abutmen Jembatan-Rinaldi Dan Bambang Yulistiyanto
2/13
140
Rifaldi
&
Yulktiyanlo:
Modet
Fisik
pengendalian
Gerusan
U.kr
SAror
vrlociay
ur
Gembar
l.
(a)
Mekanisme
Cerusan
di
Sekitar
Abutmen
dan
(b)
Kcdalaman
Gerusan,
D,
Sebagai
Fungsi
Kecepatan
Gescr,
u.
PENCANTAR
A. Latar
Belakang
Masalah
Abutmen
jembatan
merupakan
bagian
dari
konstmksi
bawah
jembahn,
kadangkala
mengalami gerusah
yang
diakibatkan
oleh aliran
air
yang
perlu'dikendalikan
agar
bahaya
keruntuhan
akibat
gerusan
tidak
terjadi.
Beberapa
-cara
telah
ditakukan
unik
mengendalikan
bahaya
gerusan
di
sekitar abutmen,
antara
lain
dilakukan
dengan
membuat
riprap
yaitu
dengan
menempitkan
batuan
di
dasar
sekitar pilar
tersebut.
Metode
lain adalah
dengan membuat
pondasi
blok
pada
kaki pilar.
Metode
yang
akan
dilakukan pada
penelitian
ini
adalah
dengan
menempatan
sebuah
plat
pada
abuimei
(ringforned).
Tujuan
dari
studi
iniuntuk
mengetahui
pengaruh
penemparan
plat
terhadap
kedataman
gerusan yang
terjadi
di
sekitar
abutmen,
mengetahui
pola
gerusan
ii
sekitar
abutmen
serta
mempelajari pola aliran di sekitar
aburmen
dengan
plat
dan
tanpd
ptat
pelindung.
B. Tinjauan
Pustaka
dan
Landasan
Teori
l. Mekanisme
Gerusan
Gerusan
di
sekitar
abutmen
ini
disebabkan
oleh
sistem
pusaran
(vortex
system) yang
timbul
akibat
aliran
dirintangi
oleh abutmen
tersebut.
Sistem
pusaran
yang
menyebabkan
lubang
gerusan,
bermula
dari
sebelah
hulu
abutmen
yaitu
pada
iaat
mudi
timrut
ko*pon"n
aliran dengan
arah
ke
bawah
(yulistiyanto
dan
Graf,
1997
dan
l99E)..
Di
dekat
dasar
saluran komponen
aliran
berbalik
arah
vertikal (ke.atas),'peristiwa
ini
diikuti
dengan
terbawanya
material
dasar
sehingga
terbentuk
aliran
spiral
yan
akan
menyebabkan
g"*iun
dasar.
Hal
ini
akan
terus
bertanjut
hingga
tercapai-kesetim6angan.
Mekanisme
l**run
tersebut dapat
dilihat
pada
Gambar
I
(a)
berikut ini.
(b)
.:i
-
7/21/2019 Model Fisik Pengendalian Gerusan Di Sekitar Abutmen Jembatan-Rinaldi Dan Bambang Yulistiyanto
3/13
Forum
Teknik
Sipil
No. )A2-Agustus
2001
14I
2. Kedalaman
Gerusan
Kedalaman
gerusan.maksimum terjadi
pada
saat kecepatan
geset,
ur
s?rlil
dengan
kecepatan
gesar
kritis u.1,
yoitu pada
daerah
transisi
antara
clear-water
scour
dan
live-bed
scour.
Kedalaman
gerusan pada
air
bersih
(clear-water
scour\
dan
gerusan
dengan air
bersedimen
(live-bed
scour)
merupakan
fungsi
kecepatan
geser,
seperti
terlihat
pada
Gambar
l(b)
di
atas.
Menurut
Breuser
dan Raudkivi
(1991),
kedalaman
gerusan
tergantung
dari beberapa
variabel
yaitu
karakteristik
zat cair, material
dasar,
aliran
dalam saluran
dan bentuk
pilar
jembatan yang
dapat
ditulis :
D,
="f(p,
V,
B,
d,
Pt,
Do,
U,
b
)
'
(l)
3. Pengcndalian
Gerusan
Pengendalian
gerusan
di sekitar
pilar
jembatan
antara
lain dilakukan dengan
membuat
riprap
yainr
dengan
menempatkan
batuan
di
dasar
sekitar
pilar
tersebut, seperti
penelitian
Bonasoundas
dalam
Breusers dan
Raudkivi
(1991).
Chiew
(1994)
juga
melakukan
penelitian dengan riprap
sebagai
pelindung
gerusan
di
sekitar
pilar
jembatan,
hubungannya
adalah
seperti
berikut
ini:
Uu=0,85,@fr
CARA
PENELITIAN
Penelitian
ini
dilaksanakan di Laboratorium
Hidraulika Hidrologi PAU
llmu-ilmu
Teknik Universitas
Gadjah
Mada Yogyakarta
Bagan
alir
penelitian
sepe(i ditunjukkan
pada
Gambar
2.
ANALTSA
HASIL
DAN PEMBAHASAN
A.
Karaktcristik
Aliran
Pengamatan
yang
dilakukan
pada
kondisi
aliran
seragam
perrnanen
(steady-uniform)
tanpa abutmen
dengan debit,
Q
=
21,27
.Udt,
butiran dasar
mulai
akan bergerak
pada
ketinggian
aliran, Dp
:
0,114 m.
Pada Gambar 3
profil
kecepatan
inner
region
digambarkan
dalam
bentuk
hubungan
kecepatan
aliran, u dengan ln(z/k,).
Dengan
menerapkan metode
Clauser
yaitu
:
jl
=
lt"[+.l.
Br
dengan asumsi
bahwa
konstanta
ttt K
[ftrJ
Karman,
K
=
0,4
pada
kedalaman aliran,
D1,
=
0,114 m, nilai u.
= 1,999
cm/dt dan Br:
7,928
dengan
koefisien koretasi
least
square,
R2
=
0,9642. Pada kedataman aliran, Do
=
0,12 m, nilai
u.
=
1,857 cm/dt
dan
Br
=
7,615
dengan
koefisien
korelasi least
sguare,R2
=
0,9503.
(2)
-
7/21/2019 Model Fisik Pengendalian Gerusan Di Sekitar Abutmen Jembatan-Rinaldi Dan Bambang Yulistiyanto
4/13
112
Rinaldi
&, Yulistiyanto:
Model
Fisik Pengendalian
Gerusun
2.
Mcnentukan
Q
dan
Do
pada
saluran
'
tanpa abutmen
3.
Pengukuran kecepatan
aliran
tanpa
abutmen
4,
Running
pendahuluan
kedalaman
gerusan
abutmcn
tarpa
plat
El
Pcngukurur
keccpatan
aliran
dan
'
kontur abrtmen
tanp
plat
terhadap
kedalarnan
gcrusan
cl
sh0d4T90
o
shl,2d4T90
q
sh2,4d4T90
tr
sh3,6d4T90
Q
sh4,8d4T90
o
sh6,0d4T90
terhadap
kedalaman
gerusan
a
Jhodt,5T90
o
Jh0d2T90
a
Jh0d2,5T90
cl
Jh0d3T90
cl
Jh0d3,5T90
terhadap
kedalaman
gefusan
o
Bh0d4T30
a Bh0d4T4s
o
Bh0d4T60,
cl
Bh0d4Tl20
o
.Bh0d4Tl35
D
Bh0d4Tl50
S
=
variasi posisi
plat
I
=
variasi
lcbar plar
B
=
variasi
sudut
plat
6
=
posisi
plat
diukur
dari
dasar
(cm)
d
=
lebar plat
(cm)
T
=
sudut
plat
(
l)
Gambar
2 Bagan
Alir
Penelitian
-
7/21/2019 Model Fisik Pengendalian Gerusan Di Sekitar Abutmen Jembatan-Rinaldi Dan Bambang Yulistiyanto
5/13
Forum
Teknik
Sipil
No.
)(/2-Agustus
2001
143
:
35-
35.
'
3oi
-o
2si
-*F
2oi
f
15;
10
I
u=4.64341n(z/ks)+14.144
5
:
82=O.9503
0-
"
0 0.5 I 1.5 2 2.5 3 3.5i
t:
ii
't
'lc
'.t
:so
"25
g
20
:g
15
:10
,5
.0
u
=4.9 168
Ln
(zts)
+15.845
R2=O.9Bl2
0 0.5
1
1.5
2
2.5 3
3.5i
tn
(z/k.l
ln
(z/k.l
(a)'
0i
-
'
Gambar
3. Profil Kecepatan
Inner
Region
(a)
Kedalamar
Dk,
=
0,
I
14
m
(b)
Kedalamar Do
=
0, 12
m
,lo
Kecepatan
iata-rata
aliran
dihitung
dengan
menggunakan
Persamaan
U
=
* Iu
Or"
.
loi
Karakteristik
aliran
secara rinci
dapat
dilihat
pada
Tabel I berikut ini..
Berdasarkan
perbandingan nilai
kecepatan
geser,
u.
dengan
kecepatan
geser
kritis, u.p dimana
nilai u.
top related