Makalah pembangunan jembatan

BAB I
PENDAHULUAN
A.    Latar Belakang
Jembatan mempunyai arti penting bagi setiap orang. Akan tetapi tingkat kepentingannya tidak sama bagi tiap orang, sehingga akan menjadi suatu bahan studi yang menarik. Jembatan mungkin tidak ada artinya bagi orang-orang yang bertempat tinggal di daerah dataran yang rata, tidak didapati adanya sungai, jurang, tebing, ataupun keadaan dimana kita akan berpindah tempat namun ada penghalang di depan kita. Sebaliknya, jembatan dirasa sangat dibutuhkan oleh orang-orang yang bertempat tinggal di daerah yang sangat sulit dijangkau, sehingga jembatan sangat di butuhkan sebagai alat penghubung dari satu tempat ke tempat lain.
Dengan perkembangan zaman maka jembatan tidak hanya dipandang sebagai alat penghubung antara tempat satu dengan tempat yang lain, melainkan sebagai sarana untuk memperlancar kegiatan manusia, serta membantu berkembangnya suatu daerah yang selama ini sulit di akses, apalagi Indonesia ini sebagai negara yang berkembang, akses ke daerah-daerah ataupun ke kota sangat dibutuhkan, dengan adanya jembatan ini sangat membantu hal tersebut.
Ada banyak jenis dan bentuk jembatan yang kita kenal, namun pada makalah ini saya akan memfokuskan pembahasan pada jembatan dengan tipe cable stayed . Hal ini dikarenakan cukup banyak negara yang menggunakan yang metode ini seperti Republik Rakyat Cina, Jepang, Inggris, dan banyak negara baik di eropa dan di asia. Di Indonesia ada 2 jembatan yang menggunakan metode ini yaitu jembatan Suramadu yang menghubungkan Surabaya dan Bangkalan atau Pulau Madura, dan jembatan Balerang yang terletak di Batam Kepulauan Riau. Hal ini menunjukkan bahwa jembatan dengan tipe cable stayed mulai digunakan di banyak negara.







B.     Rumusan Masalah
1.      Apa yang dimaksud dengan jembatab cable stayed ?
2.      Apa saja komponen jembatan cable stayed ?
3.      Bagaimana Efek Non-linier pada Elemen Struktur jembatan cable stayed ?
                                                       
C.    Manfaat
Manfaat dibuat makalah ini adalah:
1.      Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami  apa yang di maksud dengan jembatan cable stayed.
2.      Mahasiswa mengetahui komponen-komponen jembatan cable stayed.
3.      Mahasiswa mengetahui efek non-linier pada elemen struktur jembatan cable stayed.
4.      Mahasiswa mengetahui Idealisasi Struktur pada elemen jembatan cable stayed.
5.      Membandingkan jenis jembatan cable stayed dengan jenis jembatan lain.
6.      Makalah  ini diharapkan dapat menambah khasanah ilmu bagi para pembaca.
D.    Tujuan
Tujuan dari makalah ini adalah untuk:
1.      Mengetahui yang dimaksud dengan jembatan cable stayed.
2.      Mengetahui komponen-komponen jembatan cabel stayed.
3.      Mengetahui efek non-linier pada elemen struktur jembatan cable stayed.












BAB II
PEMBAHASAN

A.    Pengertian Jembatan Cable Stayed
Pengertian jembatan secara umum adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang dalam, alur sungai, danau, saluran irigasi, kali, jalan kereta api, jalan raya yang melintang tidak sebidang dan lain-lain.
Jenis jembatan berdasarkan fungsi, lokasi, bahan konstruksi dan tipe struktur sekarang ini telah mengalami perkembangan pesat sesuai dengan kemajuan jaman dan teknologi, mulai dari yang sederhana sampai pada konstruksi yang mutakhir.
Berdasarkan tipe strukturnya, jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain :
1.      Jembatan plat (slab bridge),
2.      Jembatan plat berongga (voided slab bridge),
3.      Jembatan gelagar (girder bridge),
4.       Jembatan rangka (truss bridge),
5.       Jembatan pelengkung (arch bridge),
6.      Jembatan gantung (suspension bridge),
7.      Jembatan kabel (cable stayed bridge),
8.      Jembatan cantilever (cantilever bridge).
Jembatan cable stayed adalah salah satu dari beberapa tipe jembatan bentang panjang. Jembatan jenis ini memiliki karakteristik yang menguntungkan dibandingkan dengan tipe jembatan bentang panjang yang lain baik dari segi teknis, ekonomis, maupun estetika.
Sebuah jembatan cable-stayed memang terlihat apik dan indah ketika dipandang.  Jembatan yang mengandalkan tali sebagai penahan beban jembatan diperuntukkan bagi lintasan antar wilayah yang biasanya terpisah oleh sungai, lembah ataupun diatas tanah datar. Konstruksi yang kompleks membuat jembatan sulit untuk dibangun. Namun keindahan kabel bentangan menjadi daya tarik tersendiri bagi jembatan.
Jembatan cable stayed (Kabel Tetap) sudah dikenal sejak lebih dari 200 tahun yang lalu (Walther, 1988) yang pada awal era tersebut umumnya dibangun dengan menggunakan kabel vertical dan miring seperti Dryburgh Abbey Footbridge di Skotlandia yang dibangun pada tahun 1817. Jembatan seperti ini masih merupakan kombinasi dari jembatan cable stayed modern. Sejak saat itu jembatan cable stayed mengalami banyak perkembangan dan mempunyai bentuk yang bervariasi dari segi material yang digunakan maupun segi estetika.
Pada umumnya jembatan cable stayed menggunakan gelagar baja, rangka, beton atau beton pratekan sebagai gelagar utama (Zarkasi dan Rosliansjah, 1995). Pemilihan bahan gelagar tergantung pada ketersediaan bahan, metode pelaksanaan dan harga konstruksi. Penilaian parameter tersebut tidak hanya tergantung pada perhitungan semata melainkan masalah ekonomi dan estetika lebih dominan. Kecenderungan sekarang adalah menggunakan gelagar beton, cast in situ atau prefabricated (pre cast).
Jembatan cable stayed merupakan tipe jembatan bentang panjang yang estetis dan sering digunakan sebagai prasarana transportasi yang penting. Struktur jembatan ini terdiri dari gabungan berbagai komponen struktural seperti pilar, kabel dan dek jembatan. Dek jembatan digantung dengan kabel prategang yang diangkur pada pilar. Dengan demikian, semua gaya-gaya gravitasi maupun lateral yang bekerja pada dek jembatan akan ditransfer ke tanah melalui kabel dan pilar. Kabel akan menerima gaya tarik sedangkan pilar memikul gaya tekan yang sangat besar disamping efek lentur lainnya (Yuskar dan Andi,2005).
1.      Keuntungan
Keuntungan secara umum penggunaan jembatan cable stayed, yaitu:
a.       Tahan terhadap angin
b.      Lebih kaku dibanding dengan jembatan gantung
c.       Mampu menahan beban hingga 5 ton
d.      Murah dalam perawatan karena menggunakan baja
e.       Konstruksi lebih ringan
f.       Cepat dilaksanakan karena sistem komponen baja (pra fabrikasi)
g.      Terputusnya kabel tidak serta merta jembatan menjadi runtuh
Keuntungan jembatan cable stayed dengan jumlah kabek banyak dapat disebutkan sebagai berikut ini.
a.       Jumlah dukungan elastik yang besar menyebabkan lentur yang  sedang pada arah longitudinal dek, baik selama pelaksanaan maupun dalam pengoperasian, membuat metode pelaksanaan sederhana dan ekonomis,
b.      Kabel individual lebih kecil dibandingkan sebuah struktur kabel penggantung yang terkonsentrasi, sederhana dalam pemasangan dan pengangkerannya,
c.       Penggantian kabel relative mudah bila diperlukan, meskipun kabel telah diberi pelinding terhadap korosi.
Jarak antar kabel maksimum tergantung pada parameter, khususnya lebar dan bentuk dek. Jika dek dari baja atai beton komposit, pelaksanaan konstruksi dapat diselesailkan dengan corbelling out, jika kabel yang sangat rapat tidak memberikan keuntungan besar. Sebagai ketentuan umum, jarak antara 15 m dan 25 m dapat digunakan. Penggunaan jarak yang lebih besar masih dapat dimungkinkan dengan alasan tertentu. Jika dek dari beton, design dengan banyak kabel penggantung terpisah 5 m – 10 m memberikan banyak keuntungan dan mungkin sangat penting untik struktur dengan bentang panjang (Walther, 1988).
2.      Kekurangan
Bentang main span terbatas karena keterbatasan sudut kabel. Untuk menambah panjang span, diperlukan pilon yang makin tinggi dengan konsekuensi gaya tekan pada deck makin besar.

B.     Komponen Jembatan Cable Stayed
Pada dasarnya komponen utama jembatan cable stayed terdiri atas sistem kabel, menara atau pylon, dan gelagar.
1.      Sistem kabel
Sistem kabel merupakan salah satu hal mendasar dalam perencanaan jembatan cable stayed. Kabel digunakan untuk menopang gelagar diantara dua tumpuan dan memindahkan beban tersebut ke menara. Secara umum sistem kabel dapat dilihat sebagai tatanan kabel transversal dan tatanan kabel longitudinal. Pemillihan tatanan kabel tersebut didasarkan atas berbagai hal karena akan memberikan pengaruh yang berlainan terhadap perilaki struktur terutama pada bentuk menara dan tampang gelagar. Selain itu akan berpengaruh pula pada metode pelaksanaan, biaya dan arsitektur jembatan. Sebagian besar struktur yang sudah dibangun terdiri atas dua bidang kabel dan diangkerkan pada sisi-sisi gelagar (Walther, 1988). Namun ada beberapa yang hanya menggunakan satu bidang. Penggunaan tiga bidang atau lebih mungkin dapat dipikirkan untuk jembatan yang sangat lebat agar dimensi balok melintang dapat lebih kecil.
a.       Tatanan kabel tranversal
Tatanan kabel tranversal terhadap areah sumbu longitudinal jembatan dapat dibuat satu atau dua bidang dan sebaliknya ditempatkan secara simetri. Ada juga perencana yang menggunakan tiga bidang kabel sampai sekarang belum dapat diterapkan di lapangan.
1)      Sistem satu bidang.
Sistem ini sangat menguntungkan dari segi estetika karena tidak terjadi kabel bersilangan yang terlihat oleh pandangan sehingga terlihat penampilan struktur yang indah. Kabel ditempatkan di tengah-tengah dek dan membatasi dua arah jalur lalu lintas. Kabel ditempatkan ditengah-tengah dek menyebabkan torsi pada dek menjadi besar akibat beban lalu lintas yang tidak simetri dan tiupan angin. Kelemahan tersebut diatasi dengan menggunakan dek kaku berupa gelagar kotak (box girder) yang mempunyai kekakuan torsi yang sangat besar. Penenpatan menara yang mengikuti bidang kabel di tengah dek mengurangi lebar kendaraan sehingga perlu dilakukan penambahan lebar sampai batas minimum yang dibutuhkan. Secara umum jembatan yang sangat panjang atau sangat lebar tidak cocok dengan penggantung kabel satu bidang.
2)      Sistem dua bidang
Penggantung dengan dua bidang dapat berupa dua bidang vertikal sejajar atau dua bidang miring yang pada sisi atas lebih sempit. Penggunaan bidang miring dapat menimbulkan masalah yang pada lalulintas yang lewat diantara dua bidang kabel, terlebih bila jembatan mempunyai bentang yang relative pendek atau menengah. Kemiringan kabel akan sangat curam sehingga mungkin diperlukan pelebaran dek jembatan. Pada ujung balok melintang dimana akan dipasang angker kabel, mungkin akan terjadi kesulitan pada pendetailan struktur, khususnya bila menggunakan beton pratekan. Pengangkeran kabel dapar bertentangan dengan kabel prategang balok melintang.
3)      Sistem tiga bidang
Pada perencanaan jembatan yang sangat lebar atau membutuhkan jalur lalulintas yang banyak, akan ditemui torsi yang sangat besar bila menggunakan sistem kabel satu bidang dan momen lentur yang besar pada tengah balok melintang bila menggunakan sistem dua bidang. Kejadian ini menyebabkan gelagar sangat besar clan menjadi tidak ekonomis lagi. Penggunaan penggantung tiga bidang dapat mengurangi torsi, momen lentur, dan gaya geser berlebihan. Penggunaan penggatung tiga bidang sampai saat ini masih berupa inovasi dan baru sampai pada tahap desain ( Walther, 1988).
2.      Menara
Pemilihan bentuk menara sangat dipengaruhi oleh konfigurasi kabel, estetika, dan kebutuhan perencanaan serta pertimbangan biaya. Bentuk – bentuk menara dapat berupa rangka portal trapezoidal, menara kembar, menara A, atau menara tunggal. Selain bentuk menara yang telah ada, masih banyak bentuk menara lain namun jarang digunakan seperti menara Y, menara V, dan lain sebagainya. Tinggi menara merupakan fungsi dari panjang panel (Troisky, 1977).
3.      Gelagar
Bentuk gelagar jembatan cable stayed sangat bervariasi namun yang paling sering digunakan ada dua yaitu stiffening truss dan solid web (Podolny and Scalzi, 1976). Stiffening truss digunakan ungtuk struktur baja dan solid web digunakan untuk struktur baja atau beton baik beton bertulang maupun beton prategang.
Bentuk yang paling banyak digunakan adalah bentuk solid web karena memiliki kemudahan dalam pekerjaannya .
Gelagar yang tersusun dari solid web yang terbuat dari baja atau beton cenderung terbagi atas dua tipe yaitu:
a.       Gelagar pelat (plate girder), dapat terdiri atas dua atau banyak gelagar,
b.      Gelagar box (box girder), dapat terdiri atas satu atau susunan box yang dapat berbentuk persegi panjang atau trapezium.
Susunan dek yang tersusun dari gelagar pelat tidak memiliki kekakuan torsi yang besar sehingga tidak dapat digunakan untuk jembatan yang bentangnya panjang dan lebar atau jembatan yang direncanakan hanya menggunakan satu bidang kabel penggantung. Dek jembatan yang menggunakansatui atau susunan box akan memiliki kekakuan torsi yang sangat besar.  Gelagar beton umumnya berupa gelagar box tunggal yang diberi pengaku pada jarak tertentu.
Solid web yang terbuat dari beton precast mempunyai banyak keuntungan (Zarkasidan Roliansjah, 1995) antara lain:
a.       Struktur dek beton cenderung untuk tidak bergetar dan dapat berbentuk aerodinamis yang menguntungkan,
b.      Komponen gaya horizontal pada kabel akan mengaktifkan gaya tekan pada sistem dek dimana beton sangat cocok untuk menahan gaya desak,
c.       Beton mempunyai berat yang sangat besar sehingga perbandingan beban hidup dan mati menjadi kecil, sehingga perbandingan lendutan akibat beban hidup dan mati tidak besar,
d.      Pemasangan bangunan atas dan kabel yang relatif mudah dengan teknikprestressing masa kini, prefabrikasi, segemental, dan mempunyai kandungan lokal yang tinggi,
e.       Pemeliharaan yang lebih mudah karena beton tidak berkarat seperti pada baja.
Perilaku gelagar sebagau bagian yang terintegral dari sebuah jembatan cable stayedmirip dengan perilaku gelagar menerus di atas peletakan elastis. Akan tetapi selama tahap awal pembangunan dan prapenegangan kabel akibat beban mati, dukungan kabel dapat dianggap sebagai peletakan tetap.



C.    Efek Non-linier pada Elemen Struktur
Struktur jembatan cable stayed merupakan struktur yang mempunyai efek non-linier yang cukup berpengaruh. Meskipun struktur memiliki efek non-linier, perhitungan gaya – gaya dalam dengan mengabaikan sifat non-linier dapat dilakukan dengan memberikan anggapan-anggapan tertentu. Tiga penyebab sifat non-linier adalah sag pada kabel, efek P-delta, dan sifat material.
1.      Non-linier pada Kabel
Akibat berat sendiri kabel menyebabkan terjadinya deformasi sepanjang kabel yang cukup besar sehingga mengurangi kekakuan kabel. Ketidaklinieran kabel terjadi ketika beban yang didukung bertambah dan sag pada kabel berkurang sehingga panjang chord kabel akan bertambah. Untuk menempatkan kabel sebagai komponen yang linier maka modulus kabel harus diidealisasikan. Modulus elastisitas ideal akan diperoleh melalui penurunan rumus dengan memperhatikan kabel miring yang pada ujung bawah diberikan perletakan sendi dan pada ujung atas diberi perletakan bergerak.
2.      Efek P-delta
Efek non-linier ini disebabkan oleh gaya-gaya aksial tekan dan momen lentur yang bekerja secara simultan pada struktur (gelagar dan menara) sehingga terjadi beban yang eksentris. Akibat lendutan yang terjadi pada struktur maka gaya aksial tekan yang bekerja memberikan momen tambahan. Tingkat ketidaklinieran tergantung pada besarnya beban aksial tekan dibandingkan dengan beban euler dan besar lendutan yang dihasilkan akibat beban lentur. Secara umum pengaruh ketidaklinieran akibat efek P-delta dapat dianggap kecil. Anggapan ini tetap digunakan untuk gelagar yang tipis atau menara yang mempunyai momen inersia kecil dengan memberikan pembebanan yang ekstrim dan menguji kebenaran anggapan.
3.      Non-linier pada sifat material
Bahan struktur yang menderita suatu beban aksial tertentu akan mengalami penegangan dan disertai penambahan atau pengurangan panjang sesuai dengan arah beban. Selama beban tersebut masih kecil, pertambahan atau pengurangan panjang akan berbanding lurus dengan tegangan yang terjadi. Bila beban bertambah terus batas perbandingan tetap akan dilampaui dan kurva perbandingan tidak sebanding atau perbandingan antara tengangan dan regangan bahan sudah tidak linier lagi. Sifat non-linier ini dapat diabaikan karena secara umum pembebanan yang terjadi tidak akan menimbulkan tegangan yang berlebihan hingga mendekati beban runtuh.







































BAB III
PENUTUP

A.    Kesimpulan
Jembatan cable stayed merupakan tipe jembatan bentang panjang yang estetis dan sering digunakan sebagai prasarana transportasi yang penting. Struktur jembatan ini terdiri dari gabungan berbagai komponen struktural seperti pilar, kabel dan dek jembatan. Dek jembatan digantung dengan kabel prategang yang diangkur pada pilar. Dengan demikian, semua gaya-gaya gravitasi maupun lateral yang bekerja pada dek jembatan akan ditransfer ke tanah melalui kabel dan pilar. Kabel akan menerima gaya tarik sedangkan pilar memikul gaya tekan yang sangat besar disamping efek lentur lainnya (Yuskar dan Andi,2005).
Dengan demikian dalam perencanaan pembuatan jembatan dengan tipe cable stayed perlu memperhatihan faktor-faktor yang mempengaruhi  jembatan tersebut. Penerapan rekayasaengineering sangat diperlukan dalam pembangunan jembatan ini, sehingga hasil dari perencanaan dapat diwujudkan sesuai dengan standar yang ada.

B.     Saran
Mungkin inilah yang diwacanakan pada penulisan saya ini meskipun penulisan ini jauh dari sempurna minimal kita mengimplementasikan tulisan ini. Masih banyak kesalahan dari penulisanssaya ini, karena kami manusia yang adalah tempat salah dan dosa: dalam hadits “al insanu minal khotto’ wannisa’, dan kami juga butuh saran/ kritikan agar bisa menjadi motivasi untuk masa depan yang lebih baik daripada masa sebelumnya. Kami juga mengucapkan terima kasih atas dosen pembimbing mata kuliah. Bahasa Indonesia Bapak Tri Waryono, S. Pd., M. Pd.Yang telah memberikan tugas individu demi kebaikan diri saya sendiri dan untuk negara dan bangsa.





DAFTAR PUSTAKA

Supriyadi, Bambang dan Agus Setyo Muntohar. 2007. Jembatan. Yogyakarta: Beta Offset
Ilham, M Noer. 2011. Jenis Jembatan. http://mnoerilham.blogspot.com/. Diakases pada hari kamis, 21 November 2013 pukul 20.43
Administrator. 2013.Daftar Jembatan Kabel Terpanjang.http://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_jembatan_kabel_terpanjang. Diakses pada hari kamis, 21 November 2013 pukul 20.48

Aryanto. 2012. CABLE-STAYED (Jembatan Gantung Untuk Kendaraan Ringan).http://litbang.pu.go.id/cable-stayed-jembatan-gantung-untuk-kendaraan-ringan.balitbang.pu.go.id. Diakses pada hari rabu, 20 November 2013 pukul 19.42 


Subscribe to receive free email updates: