Wednesday, July 4, 2012

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.