jembatan kabel
TRANSCRIPT
CABLE STAYED
DISUSUN OLEH :
AJI GIGIH NUR FADLI 105060100111071
ADLI KHALIS 105060103111001
FU’AD IZZATUR RAHMAN 105060100111017
NUGRAHA PASCA OGENTA 105060100111010
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN SIPIL
MALANG
2013
Definisi Umum
Suspension bridge atau jembatan suspensi terbagi dalam dua macam disain yang
berbeda yaitu “ suspension bridge (jembatan gantung)” yang berbentuk “M” dan “cable
stayed bridge” (jembatan kabel cancang) yang berbentuk “A”. Jembatan cable stayed
tidak memerlukan dua tower dan empat angker seperti jembatan gantung, namun kabel
tersebut ditarik dari struktur jalur jalan ke tower tunggal (pylon) untuk diikat dan
ditegangkan
Gambar - Jembatan cable stayed
Gambar - Tower, Girder & Roadway
1. Jembatan Kabel-Penahan (Cable-Stayed Bridge)
Seperti jembatan gantung, jembatan kabel-penahan ditahan dengan
menggunakan kabel. Namun, yang membedakan jembatan kabel-penahan dengan
jembatan gantung adalah bahwa pada sebuah jembatan kabel-penahan jumlah kabel
yang dibutuhkan lebih sedikit dan menara jembatan menahan kabel yang lebih
pendek. Jembatan kabel-penahan yang pertama dirancang pada tahun 1784 oleh CT
Loescher. Jembatan kabel-penahan terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan
Sutong yang melintas di atas Sungai Yangtze di China.
Kelebihan jembatan ini dibanding jembatan gantung adalah tambatan yang
kukuh di ujung jembatan untuk menahan tarikan kabel tidak diperlukan. Ini
disebabkan oleh geladak jambatan itu senantiasa berada di dalam keadaan tekanan. Ini
menjadikan jambatan ini sebagai jambatan pilihan di tempat2 yang keadaan tanahnya
kurang baik, asalkan menara-menaranya boleh dipasak dengan baik.
Cable stayed terdiri dari 3 (tiga) komponen utama yaitu : bagian angker
(anchored section), bagian bebas (freedom section) dan bagian antara (transition
section).
Gambar - Diagram Struktur cable stayed
Type dan Komponen Utama Stay cables
a). Type stay cables
· Unbonded stay cable
Disebut unbonded stay cable bila Soket/tabung angker diisi dengan gemuk (grease)
dan wedges mentransfer penuh gaya/beban ke kabel. Type ini cocok untuk konstruksi
jembatan cable stayed dengan berbagai panjang bentang.
· Bonded stay cable
Disebut bonded stay cable bila soket angker pada type ini digrouting dengan
menggunakan semen. Wedges akan mentransfer beban tahap pertama berupa
gaya/beban mati dan sebagian beban tahap kedua, Grouting akan mentransfer
sebagian dari beban tahap kedua dan beban hidup penuh.
Angker yang diikat (bonded) dapat meningkatkan ketahanan terhadap kelelahan
(fatiq) dan ketahanan terhadap tegangan yang terjadi pada suatu konstruksi jembatan
(termasuk jembatan kereta api dan jembatan dengan bangunan atas yang ringan) di
lokasi dengan cuaca yang buruk atau sering terjadinya angin topan/badai.
b). Bagian bebas (freedom section)
Perlindungan karat pada masing-masing kawat tunggal (monostrand) di kabel terdiri
dari epoxy-coating atau galvanisasi, gemuk, dan lapisan polyethylene (PE coating).
Seluruh kawat (7 kawat) dibungkus dan dilindungi dengan lapisan luar HDPE (High-
density polyethylene).
Gambar – Penampang Kabel Prategang
Kumpulan kabel dilindungi oleh pipa (HDPE stay pipe) yang mempunyai ketahanan
terhadap lingkungan seperti anti retak, anti penuaan dan lain-lain serta anti getaran
yang disebabkan oleh angin, hujan sesuai standar Technical Condition for Hot-
extruding PE Protection High Strength Wire Cable of Cable-stayed Bridge
GB/T18365-2001 dan High Density Polyethylene Compounds for Construction Cable
CJ/T3078-1998.
c). Bagian angker (Anchored section)
Terdapat dua kombinasi angker yaitu angker hidup pada kedua ujung dan angker
hidup pada salah satu ujung serta angker mati pada ujung kabel yang lain. Bagian
angker terdiri dari anchor head, socket, sealing device dan lock device.
d). Bagian antara (Transition section)
Bagian transisi terdiri dari damping device, cable hoop dan waterproof device.
· Alat peredam (Damping Device) diletakkan pada bagian ujung keluar dari pipa
pengarah dan dibuat dari karet kenyal serta menyekat kabel pada struktur dengan
tujuan untuk meredam getaran yang terjadi pada kabel tersebut
· Simpai kawat menjaga keleluasaan kabel agar terbentuk kompak untuk
meningkatkan kekakuan dari kabel secara keseluruhan
· Waterproof device menghubungkan stay cables ke struktur dan menjaga rembesan
air kedalam kabel.
Pemeriksaan dan pengujian (Testing and Inspection)
Karakteristik angker dari stay cable system (sebagai contoh dalam hal ini produk
OVM 250 China) “the National Standard, Anchorage, Grip and Coupler for
Prestressing Tendons, GB/T14370-2000 dimana harus dicapai efisiensi η > 95% dan ε
> 2%.
Terhadap angker dan kawat prategang dilakukan pengujian kelelahan (fatique test)
pada tegangan sampai dengan 250 N/mm² (diatas tegangan 0,45 σь) untuk ketahanan
atas lebih dari 2 (dua) juta load cycles sesuai FIP standard, Recommendations for Stay
Cable Design, Testing and Installation. Stay cables harus terlihat baik performancenya
pada kondisi tegangan rendah (0,15 – 0,45 σь) serta terjamin baik karakteristiknya
pada pengujian performance dari angker.
Methoda Pemasangan (Installation Method)
Terdapat berbagai cara pemasangan stay cables yang tergantung kondisi lapangan,
serta hambatan ruang dan waktu. Berikut ini dijelaskan dua methode utama sebagai
berikut :
a). Selubung dipasang setelah kawat prategang ditempatkan dan distress
Gambar – Pemasangan Stay Cables Cara Pertama : Kawat Prategang dipasang dan di Stress
Gambar – Pemasangan Cara Kedua : Pemasangan Selubung
Pertama kali, PE strands ditempatkan dan distress. Kemudian damping device dan
strands hoop dipasang pada tempatnya. Terakhir, segmen selubung HDPE dipasang
satu demi satu dengan sambungan HDPE kemudian di sekat pada ceruk pipanya
b). Kawat prategang ditempatkan setelah selubung luar HDPE terpasang
Pertama, selubung HDPE dibentuk dahulu dengan panjang sesuai kebutuhan.
Kemudian selubung pengarah yang dikaitkan dengan sebuah kawat prategang (strand)
ditarik masuk keposisinya dengan menggunakan mesin penarik mini untuk kemudian
dipasang pada tempatnya. Selanjutnya kawat-kawat prategang yang diperlukan,
ditempatkan dalam stay pipa HDPE, selanjutnya distress satu per-satu sampai selesai.
Gambar – Pemasangan Stay Cables Cara Kedua
Penempatan Kabel
Kawat-kawat prategang dari stay cable system di pasang satu persatu. Kabel dan
angker harus di rangkai pada konstruksi dilapangan secara benar.
Kabel tunggal prategang harus dicoating dengan epoxy, kemudian diberi gemuk
dan di Hot Extruded dengan HDPE coating di pabrik. Oleh sebab itu tidak diperlukan
lagi perlindungan korosi tambahan. Gulungan kawat prategang dibawa kelapangan
kemudian dipotong sesuai kebutuhan untuk di rangkai/dipasang. Kawat prategang
yang telah siap tersebut diangkat dengan hati-hati dan cepat untuk kemudian distress.
Gambar -Cara Penempatan Katrol pada Pylon
Gambar - Cara Penarikan Kabel Prategang dengan Katrol
Gambar - Cara Penempatan Kabel Prategang
Gambar - Cara– Stressing Kabel Prategang
Pemasangan PC Girder
Tahapan pemasangan PC Girder dapat
digambarkan sebagai berikut :
Tempatkan crane mengapung dekat Tower,
pasang bagian bawah Tower;
Pasang sejumlah segmen Girder baja pada Tower secara balance cantilever;
Tempatkan crane didekat Tower;
Diarah darat, girder dipasang bertahap menuju arah tower;
Girder lanjutan dipasang dari arah tower ke arah darat;Demikian juga pasang girder
dari Tower ke arah Tower yang lain
Gambar – Pemasangan Tower Girder dari
Tower ke Tower akan bertemu ditengah-tengah
dan diakhiri dengan girder penutup
Gambar 27 – Pemasangan PC
Girder/Deckbridge/Roadway
Contoh :
a. Jembatan Sungai Sutong Yangtze (Tinggi 306 m)
Jembatan Sungai Sutong Yangtze adalah jembatan
kabel tetap yang membentang diatas Sungai Yangtze di
Cina antara Nantong dan Changshu, sebuah kota satelit
dari Suzhou, di provinsi Jiangsu. Dengan rentang 1.088 meter, jembatan ini adalah jembatan
kabel dengan rentang utama terpanjang di dunia pada 2010. Dua bentang samping masing-
masing 300 meter, dan ada juga empat rentang kabel kecil. Jembatan ini menerima
penghargaan Prestasi 2010 Teknik Sipil Posisi (OCEA) dari American Society of Civil
Engineers.
b. Jembatan Stonecutters (Tinggi 298 m)
Jembatan Stonecutters adalah jembatan kabel yang melintas di Selat Rambler di Hong Kong,
menghubungkan Nam Wan Kok,
Pulau Tsing Yi dan Pulau
Stonecutters. Dek jembatan selesai
dibangun pada tanggal 7 April
2009, membuat jembatan ini
terpanjang kedua dalam rentang
kabel tetap di dunia, dan dibuka
untuk lalu lintas umum pada 20
Desember 2009. Konstruksinya,
dimulai pada tanggal 27 April
2004 oleh beberapa perusahaan
seperti Maeda-Hitachi-Yokogawa-Hsin Chong. Menghabiskan dana sebesar HK $
2.760.000.000.
c. Di Indonesia
Salah satu contoh jembatan kabel penahan di Indonesia yaitu Jembatan Tenggarong yang
runtuh pada bulan Nopember 2011 diakibatkan kesalah prosedur pada saat melakukan
perawatan.
Jembatan Nasional Suramadu adalah jembatan yang melintasi Selat Madura, menghubungkan
Pulau Jawa (di Surabaya) dan Pulau Madura (di Bangkalan, tepatnya timur Kamal),
Indonesia. Dengan panjang 5.438 m, jembatan ini merupakan jembatan terpanjang di
Indonesia saat ini. Jembatan Suramadu terdiri dari tiga bagian yaitu jalan layang (causeway),
jembatan penghubung (approach bridge) yang merupakan jembatan bentang, dan jembatan
utama (main bridge) yang merupakan jembatan kabel penahan.
Jembatan tenggarong
Jembatan suramadu
Tipe Jembatan Kabel Penahan
2. Jembatan suspensi (gantung)
Deck/ lantai jembatan di tahan oleh kabel vertikal yang dihubungkan pada kabel
suspensi di atasnya. Kabel suspensi adalah bagian terpenting dari jembatan bersuspensi,
karena fungsinya adalah menahan beban lantai jembatan yang nantinya diteruskan ke
tumpuan yang ada di ujung jembatan. Kabel suspensi ini juga didukung oleh suatu menara
yang tugasnya membawa berat daripada Dek jembatan.
Jenis jembatan ini pada awalnya digunakan dalam medan pegunungan. Daerah yang
pertama kali membangun jembatan jenis ini adalah di sekitar Tibet dan Bhutan.
Jembatan kabel-penahan adalah agak baru.ekaan jambatan ini menggunakan beberapa kabel
yang berasingan yang menghubungkan jalan dengan menara. Kabel2 pepenjuru ini diikat
dengan tegang dan lurus (tidak melentur kecuali disebabkan oleh berat sendiri) ke beberapa
tempat yang berlainan di sepanjang jalan. Kabel2 itu boleh diikat di tengah-tengah jalan (satu
jaringan) atau di tepi jalan (dua jaringan). Biasanya dua menara digunakan, dan kabel-kabel
disusun dalam bentuk kipas.
Kelebihan jembatan ini dibanding jembatan gantung adalah tambatan yang kukuh di ujung
jembatan untuk menahan tarikan kabel tidak diperlukan. Ini disebabkan oleh geladak
jambatan itu senantiasa berada di dalam keadaan tekanan. Ini menjadikan jambatan ini
sebagai jambatan pilihan di tempat2 yang keadaan tanahnya kurang baik, asalkan menara-
menaranya boleh dipasak dengan baik.
Jembatan gantung atau dikenal sebagai Suspension Bridge merupakan digantungkan
dengan menggunakan tali untuk jembatan gantung yang sangat sederhana dan kabel baja pada
jembatan gantung besar. Pada jembatan gantung modern, kabel menggantung dari menara
jembatan kemudian melekat pada caisson (alat berbentuk peti terbalik yang digunakan untuk
menambatkan kabel di dalam air) atau cofferdam (ruangan di air yang dikeringkan untuk
pembangunan dasar jembatan). Caisson atau cofferdam akan ditanamkan jauh ke dalam lantai
danau atau sungai. Jembatan gantung terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Akashi
Kaikyo di Jepang. Jembatan ini memiliki panjang 12.826 kaki (3.909 m).
Pada gambar berikut ditunjukkan konsep jembatan gantung
Komponen jembatan gantung berupa
Kabel utama yang menggantung gelagar jembatan
Menara utama mendukung kabel utama. Kadang-kadang subtower yang lebih rendah
diletakkan di antara menara utama dan kabel pengangker untuk mengarahkan kabel
menuju pengangkeran.
Gelagar pengaku, baik gelagar solid-web maupun truss, akan disatukan dengan geladak
jembatan
Penggantung (hanger atau suspender) akan menghubungkan geladak jembatan dengan
kabel utama
Pengangkeran, merupakan angker kabel utama. Biasanya berupa blok beton masif tempat
bingkai angker ditanam.
Sistem struktur jembatan gantung dapat diklasifikasikan berdasarkan faktor:
Jumlah bentang
Jembatan gantung mungkin berupa bentang tunggal, bentang dua, bentang tiga, atau bentang
banyak. Jumlah menara utama satu untuk bentang dua, dua untuk bentang tunggal dan
bentang tiga, dan lebih dari dua untuk bentang banyak. Jembatan gantung bentang dua jarang
digunakan karena kurang efisien. Jembatan gantung bentang tunggal mempunyai backstays
lurus. Jembatan gantung bentang tiga yang paling umum dipakai terutama untuk jembatan
bentang panjang dengan perbandingan bentang samping – bentang utama 0.2 – 0.5. Meskipun
jembatan gantung bentang banyak jarang digunakan karena fleksibilitasnya besar, dapat
diterapkan untuk dipelajari melintasi selat di masa mendatang. Perhatian utama untuk
jembatan gantung bentang banyak adalah perencanaan menara antara dan kabel pendiriannya.
Urutan pengakuan gelagar.
Pengakuan gelagar secara sederhana didukung pada setiap bentang atau menerus melewati
dua atau lebih bentang. Bentuk itu disebut dua sendi dan umumnya digunakan untuk
jembatan jalan. Meskipun gelagar menerus dengan pendukung antara tidak ekonomis, hal itu
menguntungkan untuk jembatan rel untuk meningkatkan kelancaran kereta api.
Pengaturan gantungan
Gantungan ada yang vertikal maupun horisontal. Bahkan kini stuktur gantung dibuat seperti
rangka batang yang disatukan dengan kabel utama dan geladak jembatan.
Metode pengangkeran kabel
Kabel utama jembatan gantung diangkerkan kepada blok angker atau diangkerkan sendiri ke
gelagar pengaku.
Jenis Jembatan Suspensi
1. Jembatan Suspensi Sederhana (Simple Suspension Bridge)
jenis ini adalah tipe pertama dari Jembatan Suspensi yang telah dibangun. Jangkar di kedua
sisinya mendukung dek/ lantai jembatan dan tidak memiliki menara/ dermaga untuk
dukungan tambahan di tengahnya.
Jembatan ini biasanya memiliki busur
ke atas dan ke bawah, yang terbentuk
karena dek/ lantai jembatan. Jembatan
ini termasuk jembatan fleksibel yang
didukung oleh kabel suspensi. Jenis
jembatan ini tidak digunakan untuk
menahan beban yang sangat berat karena lantai jembatan memiliki kapasitas beban yang
terbatas, biasanya hanya pejalan kaki yang hendak menyeberang sungai, lembah maupun
jurang.
2. Underspanned Suspension Bridge
Jenis Jembatan Gantung ini juga dikenal sebagai jembatan gantung dek atas. Struktur
jembatan ini berbeda dengan pendahulunya, jembatan gantung sederhana. Dek / lantai
jembatan ini berada di atas kabel utamanya. Jembatan jenis ini sangat jarang dibangun karena
tidak memiliki kestabilan dikarenakan kabel utamanya yang berada di bawah dek jembatan.
Tumpuan kabel utama dari jembatan ini sama seperti jembatan suspensi sederhana (Simple
Suspension Bridge) yaitu pada ujung ujung jembatan, ditanam ke dalam tanah.
3. Stressed Ribbon Bridge
Struktur dari jembatan ini mirip dengan Jembatan Gantung Sederhana. Kabel sebagai unsur
struktur penahan ditanam di Dek. Dek/
lantai jembatan tersebut membentuk huruf
“U” pada bentang antar tumpuannya. Ini
terbentuk karena Kabel/pita dikenai
kompresi, dengan begitu jembatan ini
menjadi kaku dan tidak bergoyang atau
memantul. Jembatan ini dibuat dengan
memperkuat beton dengan diberi kabel
tegangan baja. Ini adalah salah satu jenis
jembatan suspensi terkuat dan juga bisa digunakan untuk lalu lintas kendaraan.
4. Suspended Deck Suspension Bridge
Jembatan ini juga disebut jembatan gantung yang paling umum digunakan dari beberapa
jenisnya. Menggunakan kabel suspensi yang
ditanam di tanah. Suspender jembatan ini
menyuport dek/ lantai jembatan yang ada di
bawah kabel suspensi utama. Dek jembatan
ini dibuat kaku dan bisa dilalui oleh
kendaraan berat dan lalu lintas rel. Jembatan
ini juga menggunakan menara/ tiang untuk
membantu kabel suspensi menyalurkan
beban ke pondasi jembatan.
5. Self Anchored Suspension Bridge
Jembatan ini hampir sama dengan
jembatan berjenis Suspended Deck
Suspension Bridge. Bedanya hanya pada
penanaman ujung kabel suspensi utama.
Ujung dari kabel suspensi utama dari
jembatan gantung ini melekat pada
masing masing ujung dek dan tidak
ditanam ke tanah melainkan
menggunakan jangkar buatan untuk menanamnya. Untuk itu jembatan jenis ini sangat cocok
dibangun pada daerah yang tidak mempunyai struktur tanah yang stabil dan sulit membuat
penahan jembatan. Seperti contoh di Negara Jepang.
Jembatan Suspensi sangat banyak memiliki kelebihan. Dia jauh lebih fleksibel, karena dia
mampu menahan gempa dan kekuatan alam lainnya. Garis garis yang dibuat oleh kabel utama
maupun kabel vertikalnya membuat jembatan ini terkesan ramping dan memiliki estetika
yang menarik.
Daftar Pustaka
http://yanricotangketasik14.blogspot.com/2011/03/jembatan-kabel-cancang-cable-
stayed.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan
http://id.wikibooks.org/wiki/Rekayasa_Lalu_Lintas/Jembatan
http://fortek-pembangunan.blogspot.com/2013/05/jenis-jenis-struktur-pada-jembatan.html
Ariestadi, Dian, 2008, Teknik Struktur Bangunan Jilid 2 untuk SMK, Jakarta : Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional, h. 429 – 462.