Indonesian Bridge Formula (part 2)

Prinsip dasar beban-beban yang bekerja pada jembatan adalah beban pada batas SLS (Service Limite State), beban yang bekerja melebihi beban SLS tersebut dianggap memberikan kontribusi yang berbahaya terhadap jembatan. Bila menilik beban "D" pada standar pembebanan jembatan terdapat dua buah beban yaitu UDL dan KEL. Kedua beban ini dianggap bekerja pada jembatan secara bersamaan, dengan konfigurasi yang diletakkan sedemikian rupa sehingga memberikan pengaruh momen dan gaya lintang yang paling besar pada jembatan.

Asumsi perencanan yang dipergunakan adalah dengan mengasumsikan beban UDL versus berat kendaraan yang akan melintas pada jembatan. Beban UDL ini diberikan sebagai tekanan pada lantai jembatan, dimana beban kendaraan yang melintasi jembatan adalah akumulasi dari tiap-tiap beban per axle kendaraan yang berada diatas jembatan.

misalkan beban total kendaraan adalah 100 ton dan mempunyai 5 buah axle, jarak antar axle mempengaruhi besarnya beban kendaraan yang bekerja pada jembatan. Bila dibuat persamaan dapat dijabarkan sebagai berikut :

W = beban total axle diatas jembatan (ton)
w = beban axle berada diatas jembatan (ton)
n  = jumlah axle diatas jembatan (buah)

dengan mengasumsikan bahwa beban yang diterima oleh tiap-tiap axle adalah sama, dari hasil pembagian berat total kendaraan dengan jumlah axle. (perlu diingat ini merupakan pendekatan untuk memudahkan perhitungan, pada kenyataan perlu dilakukan pemeriksaan dengan cara melakukan penimbangan axle pada saat mendukung beban keseluruhan yaitu beban kendaraan+cargo).

W = n . w  ..................................................... (persamaan 1)

nah sudah kita peroleh persamaan untuk kendaraan, untuk menyatakan bahwa kendaraan ini aman melintasi jembatan harus memiliki nilai yang lebih kecil dari beban UDL jembatan tersebut.

Sekarang sebagai pembandingnya, yaitu kita ambil persamaan beban UDL pada jembatan sebagai berikut:

q = 0,9 (0,5 + 15/L) kN/m2 ................................................ (persamaan 2)

dikarenakan persamaan tersebut adalah untuk luasan per m2, maka untuk menjadikan beban dalam ton, maka perlu dikalikan dengan lebar jembatan (a) dan panjang jembatan (L), sehingga diperoleh persamaan 3 sebagai berikut :

W < 0,9 (0,5 + 15/L) . a . L
    < (0,45 + 13,5/L) . a . L
    < 0,45.a.L + 13,5.a  (ton)   .................................................... (persamaan 3)

Ketidakpastian beton merupakan ciri khas material beton ini,dalam kenyataannya persamaan ketiga tidak mungkin dapat tercapai dikarenakan:
1. Perencanaan yang salah.
2. Pelaksanaan dan Pengawasan yang kurang.
3. Pemeliharaan yang kurang.
4. Faktor umur jembatan dan Lingkungan sekitar.
5. Beban berlebih pada jembatan.

Nah yang menjadi pertanyaan adalah, berapa persenkah reduksi kekuatan untuk jembatan yang dapat mewakili kondisi jembatan di Indonesia?. Bila kita pernah melakukan pemeriksaan detail pada jembatan tentulah mengenal nilai kondisi 0 sd 5. Nilai kondisi yang mewakili adalah nilai kondisi 0 sd 3, dikarenakan pada kondisi tersebut masih dimungkinkan untuk dilewati kendaraan. Masih ingatkah kita terhadap faktor reduksi akibat ketidak pastian pelaksanaan pekerjaan beton? sedikit merefresh bahwa ketidakpastian kekuatan beton terhadap pembebanan pada komponen struktur dianggap sebagai faktor reduksi kekuatan, yang nilainya ditentukan menurut pasal 11.3 SNI 03-2847-2002 sebagai berikut :

1. Struktur lentur tanpa beban aksial (misalnya : balok), faktor reduksi = 0,8
2. Beban aksial dan beban aksial lentur:
    a. aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur (0,8)
    b. aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur
        - komponen struktur dengan tulangan spiral atau sengkang ikat : 0,7
        - komponen struktur dengan tulang sengkang biasa 0,65
3.  Geser dan torsi : 0,75
4.  Tumpuan pada beton, : 0,65


Dari faktor-faktor reduksi tersebut mana yang paling relevan terhadap jembatan adalah yang nomer pertama, yaitu struktur lentur tanpa beban aksial, jadi diambil faktor reduksi sebesar 0,8, sehingga persamaan ketiga menjadi :

W  < 0,8 (0,45.a.L + 13,5.a)  (ton) 
     < (0,36.a.L + 10,8.a)  (ton)   .................................................... (persamaan 4)

Perlu diingat, bahwa keakuratan dari penurunan rumus beban UDL jembatan masih perlu dilakukan kajian lebih mendalam kembali dan perlu penelitian lebih lanjut, sehingga untuk kedepannya dapat ditemukan suatu bentuk persamaan yang tidak kalah dengan Bridege Weight Formula dari FHWA.

Sebagai penutup, saya mohon masukan dan semua rekan-rekan pemerhati bidang jembatan apa-apa yang masih kurang demi kesempurnaan persamaan tersebut diatas.

Indonesian Bridge Formula (Part 1)

Seorang atasanku pernah memberikan tantangan kepadaku, bagaimana kalo kita dapat membuat rumus khusus untuk jembatan seperti Bridge Weight Formula : http://www.ops.fhwa.dot.gov/freight/sw/brdgcalc/calc_page.htm

Nah yang kemudian mulailah saya sering mengutak atik persamaan-persamaan yang diakibatkan oleh beban axel yang diatas jembatan. Kebetulan saya juga menangani perizinan muatan super berat yang melintasi jembatan. Mungkin ada yang belum mengetahui muatan super berat itu apa?

Saya jelaskan sedikit disini, muatan super berat ini diakibatkan oleh beban yang beratnya diatas berat kendaraan truck standar. muatan ini paling berat dari 140 ton sampai yang terberat 300 ton. Kebayang gak nih beratnya. Klo kita lihat disini banyak roda tuh, itu yang disebut truck Multiaxle, untuk satu line itu ada 8 buah roda, prinsip dasarnya dengan membagi beban yang berat itu < MST 8 ton (standar muatan sumbu terberat untuk jalan).

Nah itu untuk jalan, bagaimana dengan jembatan?
Dalam struktur jembatan itu berlaku prinsip mekanika analisa struktur, tentunya masih ingat aksi reaksi bukan? Beban truck tersebut adalah aksi, momen, tegangan, lendutan dan gaya geser adalah aksinya. Dengan ilmu teknik yang diperoleh di perkuliahan, rekasi tersebut dapat diketahui, lebih mudahnya dapat menggunakan bantuan software semisal SAP2000, MIDAS CIVIL dan lain-lain.

Pertama, kita buat model jembatannya ini diperoleh dari hasil survey, kemudian kita masukkan beban pembebanan jembatannya, tapi perlu diperhatikan jembatan ini dibangun dengan standar pembebanan yang mana, jangan sampai kita salah memperhitungkan. kemudian kita ketahui nilai momen, tegangan, lendutan dan gaya geser jembatan.

Kedua, dengan model jembatan yang sama dengan moving load, kita perhitungkan reaksi akibat truck terhadap jembatan. Agar jembatan kita ini aman rekasi oleh truck harus lebih kecil dari reaksi pembebanan, baru jembatan tersebut aman.

Tetapi nilai pembebanan jembatan masih harus dikalikan faktor reduksi jembatan, biasanya 20% yang saya ambil untuk jembatan dengan nilai kondisi 3, dan 10% - 20% untuk jembatan dengan nilai kondisi 1 dan 2.

Nah, kembali ke Bridge Weight Formula. Dengan kasus diatas akan sangat mudah bila dapat menyederhanakan permasalahan tersebut menjadu sebuah persamaan. Tentu tidak mudah menemukan persamaan tersebut yang di buat oleh FHWA.

Bagaimana dengan formula yang ada di Indonesia?

Di Indonesia menggunakan pembebanan berdasarkan BMS 1992 dan sekarang berdasarkan SNI T-02-2005. Dalam peraturan ini dipergunakan batasan perencanaan yaitu ULS (Ultimate Limite State) dan SLS (Service Limite State).

Berlanjut ke Part 2

Free Software Kapasitas Penampang

Pada kesempatan kali ini saya akan memberikan program tambahan untuk menghitung kapasitas penampang, dapat di upload pada link berikut:
http://www.4shared.com/rar/9u87SQfH/Response_2000.html

Dalam program ini hanya untuk mengestimasi kekuatan penampang balok, balok T, balok I, prestress.
semoga bermanfaat.

Dan juga software praktis untuk analisis struktur:
http://www.4shared.com/zip/blRdzPui/beamax.html

Dan juga software untuk mix design beton:
http://www.4shared.com/zip/Oof0fRTF/concrete_mix_design_software.html

mungkin program ini sudah umum digunakan, bagi yang belum mengenal program ini dapat dipelajari, mudah sekali dalam pengoperasiannya.

Terimakasih, senang dapat membagi ilmu semoga bermanfaat bagi semua.

Kangen ngBlog lagi....

malem ini, aku terjaga susah untuk tertidur, banyak fikiran yang menggelayuti pikiranku... aku teringat akan blogku, sudah lama sekali aku tidak menulis lagi. kangen rasanya. jari jemari sudah mulai gatel nih gan... semoga bulan-bulan ini aku bisa menulis lagi, permasalahan teknis dan lain sebagainya...

Kegiatanku yang membuat aku tidak ada waktu untuk menulis, dari mulai mengajar permasalahan teknis jembatan di Lingkungan Kementerian Pekerjaan Umum, survey jembatan rusak di sekitar gunung merapi (sekarang sudah terbangun 13 buah jembatan gantung kendaraan ringan) terimakasih atas bantuan dari BNPB, Penyusunan pedoman dan manual teknis jembatan.

Sampai akhirnya, penyaluran hobi menulisku yang terhenti akan ku tingkatkan kembali. Banyak ilmu dan cerita yang ingin aku bagi bagi rekan-rekanku yang setia mencari berita di blog ini.

Ini dulu sebagai pembuka rekan-rekan semua, senang bisa menulis kembali... :)