[Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut...

12
CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM JEMBATAN CABLE-STAYED TELUK BALIKPAPAN SEBAGAI LAND MARK KALIMANTAN TIMUR DALAM MENYAMBUT ABAD KE-21 (ANALISA DAN DESIGN) oleh: Ir. Mustazir, MM Ir. Herry Vaza, MEngSc. Abstrak Jembatan Teluk Balikpapan yang akan menghubungkan Kotomadya Balikpapan dengan Penajam di kabupaten Pasir. Jembatan ini akan mempersingkat jarak tempuh dari trans- kalimantan lintas selatan. Ruas jalan yang ada, kurang lebih 30 km lebih jauh daripada lintasan yang melalui teluk ini, yang selama ini dilanyani oleh kapal ferry yang menghubungan kota Balikpapan dengan Panajam di seberang. Pada lintasan ini, ada beberapa jembatan, salah satunya merupakan jembatan besar dengan bentang utama direncanakan 370 meter dan untuk mendukung konstruksi demikian, akan digunakan kabel dengan konfigurasi cable-stayed. Saat ini sedang dilaksanakan studi dan akan memasuki tahapan pelaksanaan dan apabila selesai, jembatan ini akan menjadi jembatan dengan bentang utama terpanjang di Indonesia dan menjadi land mark Kalimantan Timur dalam menyosong abad ke-21. Dalam makalah ini akan dibahas aspek analisis dan design dari jembatan cable-stayed dan juga akan ditinjau aplikasi peraturan perencanaan jembatan Bina Marga pada jembatan: cable-stayed Teluk Balikpapan. 1. PENDAHULUAN Jembatan Teluk Balikpapan akan menghubungkan Kotomadya Balikpapan dengan Penajam di kabupaten Pasir. Jembatan ini akan mempersingkat jarak tempuh dari trans-kalimantan lintas selatan. Lintasan melalui teluk ini, akan mempersingkat jarak tempuh perjalanan yang selama ini dilanyani oleh kapal ferry. Disamping itu, pembangunan jembatan ini akan memperpedek ruas jalan yang ada, kurang lebih 30 km. Ada beberapa jembatan pada lintasan teluk ini yang harus dibangun, salah satunya merupakan jembatan besar dengan bentang utama direncanakan 370 meter dengan konstruksi cable-stayed. Studi pemilihan alternatif rute sudah dilakukan beberpa tahun yang lalu termasuk studi sosial ekonomi. Pada saat ini sedang dilaksanakan Feasibility Study dan Study Engineering. Khusus untuk jembatan-jembatan sekunder sudah akan memasuki tahapan pelaksanaan. Sedangkan untuk jembatan besar berupa konstruksi cable-stayed dalam tahap Preliminary Design dan Design Development. Alur aktivitas pembangunan dibawah ini akan dipakai dalam pelaksanaan jembatan-jembatan teluk Balikpapan. Apabila HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 1 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

description

Analisa Jembatan Cable Stayed

Transcript of [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut...

Page 1: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

JEMBATAN CABLE-STAYED TELUK BALIKPAPAN SEBAGAI LAND MARK KALIMANTAN TIMUR

DALAM MENYAMBUT ABAD KE-21

(ANALISA DAN DESIGN)

oleh:

Ir. Mustazir, MM Ir. Herry Vaza, MEngSc.

Abstrak Jembatan Teluk Balikpapan yang akan menghubungkan Kotomadya Balikpapan dengan Penajam di kabupaten Pasir. Jembatan ini akan mempersingkat jarak tempuh dari trans-kalimantan lintas selatan. Ruas jalan yang ada, kurang lebih 30 km lebih jauh daripada lintasan yang melalui teluk ini, yang selama ini dilanyani oleh kapal ferry yang menghubungan kota Balikpapan dengan Panajam di seberang. Pada lintasan ini, ada beberapa jembatan, salah satunya merupakan jembatan besar dengan bentang utama direncanakan 370 meter dan untuk mendukung konstruksi demikian, akan digunakan kabel dengan konfigurasi cable-stayed. Saat ini sedang dilaksanakan studi dan akan memasuki tahapan pelaksanaan dan apabila selesai, jembatan ini akan menjadi jembatan dengan bentang utama terpanjang di Indonesia dan menjadi land mark Kalimantan Timur dalam menyosong abad ke-21. Dalam makalah ini akan dibahas aspek analisis dan design dari jembatan cable-stayed dan juga akan ditinjau aplikasi peraturan perencanaan jembatan Bina Marga pada jembatan: cable-stayed Teluk Balikpapan. 1. PENDAHULUAN Jembatan Teluk Balikpapan akan menghubungkan Kotomadya Balikpapan dengan Penajam di kabupaten Pasir. Jembatan ini akan mempersingkat jarak tempuh dari trans-kalimantan lintas selatan. Lintasan melalui teluk ini, akan mempersingkat jarak tempuh perjalanan yang selama ini dilanyani oleh kapal ferry. Disamping itu, pembangunan jembatan ini akan memperpedek ruas jalan yang ada, kurang lebih 30 km. Ada beberapa jembatan pada lintasan teluk ini yang harus dibangun, salah satunya merupakan jembatan besar dengan bentang utama direncanakan 370 meter dengan konstruksi cable-stayed. Studi pemilihan alternatif rute sudah dilakukan beberpa tahun yang lalu termasuk studi sosial ekonomi. Pada saat ini sedang dilaksanakan Feasibility Study dan Study Engineering. Khusus untuk jembatan-jembatan sekunder sudah akan memasuki tahapan pelaksanaan. Sedangkan untuk jembatan besar berupa konstruksi cable-stayed dalam tahap Preliminary Design dan Design Development. Alur aktivitas pembangunan dibawah ini akan dipakai dalam pelaksanaan jembatan-jembatan teluk Balikpapan. Apabila

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 1 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 2: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

jembatan ini selesai pembangunannya, akan menjadi jembatan dengan bentang utama terpanjang di Indonesia serta menjadi land mark Kalimantan Timur dalam menyosong abad ke-21. Catatan: perkembangan jembatan bentang panjang dan cable-stayed dapat dilihat pada lampiran.

TAHAPAN PEKERJAAN PROYEK Studi Sosial

Ekonomi & Pra-Studi Kelayakan

(1 Th)

Studi Kelayakan

(1 Th)

Preliminary/ Design

Development (1 Th)

Final Engineering

(2 Th)

Operasional Dan

Pemeliharaan

Konstruksi dan Supervisi

(3 Th)

Pada tahapan, Pra-studi Teknologi dan Kebutuhan Biaya Pembangunan Jembatan Balikpapan-Penajam. Ada 3 lokasi yang diidentifikasikan sebagai calon lokasi jembatan. Ketiga lokasi ini akan memperpendak jarak tempuh sampai kurang lebih 30 km. Lokasi-lokasi lintasan tersebut sebagai berikut: (lihat lampiran) • Alternatif Lokasi I

Lokasi ini terletak di sebelah hulu dari lokasi penyeberang kapal Ferri yaitu sekitar Jinebora atau sebelah hilir dari rencana lokasi baru pelabuhan khusus Peti Kemas. Lebar teluk pada lokasi ini kurang lebih 2500 meter dengan kedalaman rata-rata sekitar > 20 meter. Karena lokasi rencana pelabuhan peti kemas di sebelah hulu lokasi jembatan, maka ketinggian lantai jembatan dengan tinggi muka air tertinggi (MAT) haruslah diatas 30 meter. Untuk itu, diperkirakan bentangan konstruksi jembatan akan lebih panjang dan akan memerlukan jalan pendekat (timbunan/jembatan) yang cukup tinggi dan panjang untuk memenuhi grade jalan yang diizinkan.

• Alternatif Lokasi II Lokasi jembatan ini direncanakan di sekitar sebelah hulu dari rencana lokasi baru pelabuhan peti kemas yaitu di sekitar lokasi Pulau Balang, lihat Gambar 5.1. Apabila calon jembatan Balikpapan-Penajam ditempatkan pada lokasi II ini, maka Pulau Balang dapat dimanfaatkan sebagai jalan sepanjang 600 meter yang menghubungkan dua rangkaian struktur jembatan yaitu jembatan Tempadung-P.Balang

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 2 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 3: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

dengan lebar sekitar 800 - 1000 meter dan jembatan P.Balang- Penajam (ke arah Kalsel) dengan lebar sekitar 400 - 500 meter sehingga dapat mengurangi panjang bentangan secara keseluruhan.

• Alternatif Lokasi III Lokasi jembatan ini diidentifikasikan berada di sebelah hulu dari rencana lokasi jembatan alternatif II dan mempunyai kemiripan kasusnya, yaitu adanya pulau sebagai penghubung dari kedua sisi teluk, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai jalan dan sekaligus akan memperpendek bentangan secara keseluruhan. Panjang kedua bentangan utama jembatan tersebut masing-masing sekitar 700 - 800 meter. Pada lokasi ini, kondisi tanah hampir seluruhnya berupa rawa-rawa terutama pada sisi Penajam dan Tempadung. Sedangkan pada bagian pulau yang dapat dimanfaatkan sebagai jalan pada bagian atas berupa tanah cadas.

Dari peninjauan ketiga aspek tersebut diatas, lokasi II yang terbaik dan Pulau Balang dimanfaatkan sebagai daerah antara yang dapat memperpendak panjang jembatan keseluruhan. Pada lokasi ini panjang jembatan kurang lebih 1200 - 1500 m dan jalan pendekat kurang lebih 57 km ( 38 km jalan baru dan 19 km peningkatan). Setelah mempertimbangan aspek teknis, ekonomi, lingkungan dan aspek keamanan jembatan terhadap lalu-lintas kapal serta kesiapan teknologi pelaksanaan/analisis ditetapkan untuk opening Tempadung - P. Balang konstruksi bangunan atas menggunakan sistem kabel dengan bentuk konfigurasi cable-stayed. Sedangkan untuk opening P. Balang - Penajam menggunakan struktur bangunan atas tipikal jembatan rangka baja prefabrikasi. Volume lalu-lintas pada tahun 2020 diharapkan kurang lebih 14000 kendaraan/hari dengan komposisi berturut-turut 60% (kendaraan ringan), 22% (truk ringan) dan 7% (truk berat), 11% (bus). Dengan volume jam perencanaan diambil K faktor sekitar 11%, maka volume yang terjadi pada tahun 2020 menjadi sekitar 2400 smp/jam (satuan mobil penumpang) atau volume per kapasitas menjadi sekitar 0,77 (tidak termasuk jenis sepedamotor) untuk jalan dengan kondisi geometrik satu jalur dua lajur dua arah (2 x 3,50 meter). Sehingga dianggap kapasitas pada tahun 2020 masih memadai. 2. SPESIFIKASI TEKNIK JEMBATAN

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 3 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 4: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

Jembatan cable-stayed Teluk Balikpapan (gambar design terlampir) dengan spesifikasi dan dimensi sebagai berikut: Nama Jembatan: Jembatan TELUK BALIKPAPAN Tipe Jembatan: Cable-stayed Tipe Konstruksi: Beton Pratekan Bentang: 40+180+370+180+40 meter (810 meter) Ruang Bebas Navigasi: 20 meter Lebar Deck: 16 meter (total) 12 meter (efektif) Tinggi Pilon: 91.69 meter (dari muka air pasang) Pondasi: Tiang Pancang Baja antikarat diisi beton Pile Cap beton K-350 Pilon: Beton K-500 (pratekan) Pilar/Abutmen: Beton K-350 Balok Deck Beton K-500 (pratekan) Deck: Beton K-350 Kabel (stay): 7 Wire Strand Galvanized plus HDPE Metode Konstruksi: Sistem Kantilever Spesifikasi dan dimensi lainnya akan ditentukan pada tahap design development. 3. SPESIFIKASI PERENCANAAN Peraturan perencanaan jembatan Bina Marga (BMS ’92) merupakan pegangan dalam perencanaan jembatan di Indonesia. Peraturan ini memberikan saran perencanaan jembatan yang dapat menjamin tingkat keamaan, kegunaan dan tingkat penghematan yang masih dapat diterima dalam perencanaan struktur jembatan atau dengan kata lain merupakan standar minimum yang menjamin keamanan, kegunaan dan penghematan dalam perencanaan jembatan (yang masih dapat diterima). Peraturan Bina Marga ini, mencakup perencanaan jembatan jalan raya dan pejalan kaki. Untuk jembatan bentang panjang (lebih dari 100 meter) dan struktur yang tidak umum yang menggunakan material dan metode baru harus diperlakukan khusus. Prinsip umum perencanaan yang diatur dalam peraturan ini, harus didasarkan pada prosedur yang memberikan kemungkinan-kemungkinan yang dapat diterima, untuk mencapai suatu kondisi batas, selama umur rencana jembatan. Dengan asumsi jembatan dibangun memenuhi persyaratan perencanaan dan dipelihara dengan baik selama umur rencana (umur rencana peraturan ini adalah 50 tahun).

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 4 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 5: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

Perlu dicatat bahwa jembatan-jembatan tidak direncanakan untuk dapat mendukung semua kemungkinan beban, seperti beban yang ditimbulkan akibat perang. Namun demikian setiap aksi atau pengaruh yang terjadinya dapat diramalkan sebelumnya, harus dipertimbangkan dalam perencanaan. Ultimate Limit States: Aksi-aksi yang dapat menyebabkan suatu jembatan menjadi tidak aman, merupakan aksi-aksi batas (ultimate actions) dan respon jembatan yang disebabkannya merupakan keadaan batas puncak (Ultimate limit state, ULS). Keadaan batas puncak adalah: (1) Kehilangan keseimbangan statis akibat sliding, overturning atau terangkat baik sebagian maupun keseluruhan jembatan; (2) Kerusakan bagian jembatan akibat fatik dan atau korosi yang menyebabkan keruntuhan dapat terjadi. (3) Keadaan purna elastis atau tekuk, dimana keruntuhan dapat terjadi pada satu atau lebih bagian jembatan; dan (4) Keruntuhan fondasi yang menyebabkan pergerakan yang berlebihan, atau keruntuhan bagian-bagian penting jembatan. Aksi ultimate didifinisikan, adanya kemungkinan 5% keadaan untuk dilampaui selama umur rencana jembatan. Seviceability Limit States: Keadaan batas daya layan (serviceability Limit States, SLS) dicapai apabila reaksi jembatan tidak layak pakai atau menyebabkan kehawatiran umum (masyarakat) terhadap keamanan jembatan atau kekuatan, atau umur layan jembatan berkurang secara signifikan. Keadaan batas daya layan ditandai dengan: (1) Perubahan bentuk permanen dari fondasi atau elemen utama jembatan; (2) Kerusakan permanen akibat korosi, retak dan fatik; (3) Vibrasi; dan (4) Banjir pada jaringan jalan dan daerah sekitarnya, dan scouring yang merusak alur sungai, tebing dan embankment jalan. Aksi-aksi yang menyebabkan keadaan batas daya layan adalah aksi-aksi daya layan. Aksi daya layan didifinisikan, kemungkinan 5% dilampaui per tahun. Umur Rencana Jembatan Vs Periode Ulang Kejadian Umur rencana jembatan diasumsikan 50 tahun (peraturan Bina Marga), kecuali untuk jembatan sementara dan moduler dapat diambil lebih kecil yaitu 20 tahun. Sedangkan untuk jembatan yang memiliki nilai stategis dan ekonomi, merupakan jembatan khusus (yang ditetapkan oleh Bina Marga), harus direncanakan dengan umur rencana 100 tahun. Jembatan

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 5 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 6: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

Cable-stayed TELUK BALIKPAPAN termasuk kelompok jembatan khusus, karena memenuhi kriteria tersebut. Perkiraan umur rencana tidak berarti jembatan tidak dapat berfungsi lagi pada akhir umur rencana. Dan tidak juga berarti bahwa jembatan masih bisa dipakai selama umur rencana tanpa dilakukan pemeriksaan dan perbaikan yang cukup. Dengan umur rencana 50 tahun, periode ulang pada prinsip perencanan ULS adalah 1000 tahun, mengingat kemungkinan terjadinya aksi dengan periode ulang tersebut, dibatasi sebesar 5%. Sedangkan pada perencanaan SLS, periode ulang aksi adalah 20 tahun. Hubungan antara periode ulang dan umur rencana jembatan adalah sebagai berikut:

]1[111 LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLD

r RP ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ −−=

Dimana: Pr = kemungkinan terjadi selama umur rencana (%) R = umur rencana jembatan (tahun) D = periode ulang (tahun) Periode ulang kejadian untuk prinsip perencanaan ULS untuk umur rencana jembatan 100 tahun yang dihitung dengan rumus [1] di atas adalah 2000 tahun. Jembatan Teluk Balikpapan Mengingat peraturan perencanaan Bina Marga, untuk umur rencana 50 tahun, maka perlu dilakukan koreksi atas peraturan ini, agar dapat digunakan pada perencanaan jembatan TELUK BALIKPAPAN. Faktor koreksi umur tersebut hanya digunakan pada perencanaan Ultimate Limit States. Faktor koreksi ini dapat ditentukan dengan asumsi bahwa frekwensi terjadi kejadian acak mengikuti distribusi eksponensial dan ini dianggap cukup tepat untuk kasus banjir, angin topan dan temperatur (tinggi). Distribusi ini diasumsikan juga cukup akurat untuk beban lalu-lintas (ekstrim), tetapi tidak sesuai untuk pengaruh gempa. Dengan menggunakan distribusi eksponensial, maka hubungan antara besarnya aksi dan periode ulang rata-ratanya dapat ditentukan sebagai berikut:

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 6 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 7: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

]2[)()(

00

1 LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLRLnRLn

MM i=

Dimana: Mo = besaran yang diketahui Ro = periode ulang dari Mo M1 = besaran dari periode ulang R1 R1 = periode ulang dari M1 Dari rumus [2] di atas faktor koreksi umur rencana jembatan 100 tahun dari umur rencana 50 tahun adalah 1.1x, atau dengan kata lain besar aksi yang ada pada peraturan perencanaan Bina Marga harus dikalikan dengan faktor sebesar 1.1, terutama untuk beban lalu-lintas, angin, temperatur dan banjir. Aplikasi dari faktor koreksi umur dari peraturan Bina Marga pada beban lalu-lintas UDL (D Lane load) sebagai berikut:

]3[155,0810,1 LLLLLLLLLLLLLLLLL⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +=

Lxq

Dimana: L = panjang bentang (m) q = intensitas beban dalam kPa. Umumnya, jembatan yang termasuk kelompok jembatan khusus, memiliki panjang bentang lebih besar dari 100 meter, yang merupakan batas atas dari jembatan standar yang diatur peraturan Bina Marga tersebut. Oleh karena jembatan TELUK BALIKPAPAN ini, direncanakan dengan bentangan utama 370 meter, maka standar beban lalu-lintas, perlu ditinjau. Biasanya besarnya, L harus ditentukan dari konfigurasi beban lalu-lintas yang menyebabkan konstruksi kritis. Untuk mendapatkan panjang bentang yang menyebabkan kondisi kritis, dapat dilakukan dengan menggunakan garis pengaruh. 4. ANALISIS KONSTRUKSI JEMBATAN CABLE-STAYED Kabel Properties Untuk mendukung konstruksi yang besar, umumnya dipilih material kuat dan ringan, dan pada konstruksi jembatan yang sering dipakai berupa komponen kabel baja atau strand. Kabel sebagai komponen utama jembatan pertama kali dipakai pada jembatan gantung yang dibuat pada abad 19 masih menggunakan baja biasa. Teknologi material kabel ini

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 7 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 8: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

semakin hari semakin baik dan saat ini sudah banyak digunakan pada jembatan gantung atau jembatan cable-stayed. Kualitas kabel baja yang digunakan pada jembatan gantung umumnya memiliki tegangan ultimate 1570 MPa. Namun pada saat ini sudah dapat dibuat kabel dengan tegangan ultimate 1770 MPa seperti yang dipakai untuk jembatan gantung pada proyek MAHAKAM-2 di Tenggarong. Kabel pada jembatan ini dalam bentuk Spiral Strand dengan diameter 57,9 ± 0,5 mm yang diterbuat dari 115 wire yang berdiamter antara 3,810 – 4,826 mm. Modulus Elastisitas dari kabel tersebut berkisar 160 000 MPa (modulus elastisitas mild steel 200 000 MPa). Sedangkan, kabel yang dipakai pada jembatan, khusus untuk jembatan sistem cable-stayed lebih sering digunakan 7 Wire Strand (Strand) berdiameter 0,5 inch atau 0,6 inch. Kabel ini, umumnya yang memiliki modulus elastisitas berkisar 200 000 MPa, dan terakhir sudah bisa dibuat dengan tegangan ultimate 2000 MPa. Masing-masing Strand umumnya dibungkus dengan HDPE untuk melindungi bahaya korosi dan untuk masing-masing wire dapat diberi perlindungan galvanized. Penggunaan pada sistem jembatan cable-stayed, Strand dapat dibundel sampai sebanyak 87 Strand tergantung pada sistem angker blok yang ada dan kemudian dapat dibungkus dengan HDPE sebagai proteksi terakhir. Gaya Pratekan Kabel Untuk memberikan gaya pratekan pada kabel, maka perlu dihitung panjang kabel yang diperlukan sehingga didapatkan gaya pratekan yang diinginkan. Rumus catenary dibawah ini dapat digunakan untuk menentukan panjang kabel yang diperlukan untuk mendapatkan gaya pratekan yang diinginkan.

]4[4sinh4

412

12

LLLLLLL⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛+= −

Lh

hL

LhLζ

]5[8

2

LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLhLP ω

=

dimana: ζ = panjang kabel L = jarak lurus kabel h = sag kabel ω = berat sendiri kabel P = gaya axial pada kabel

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 8 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 9: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

Dalam aplikasi perencanaan jembatan dengan sistem cable-stayed, dimana umumnya gaya axial kabel (P), berat sendiri kabel (ω), dan jarak lurus kabel diketahui, dengan menggunakan rumus-rumus catenary di atas, maka panjang kabel yang diperlukan dapat ditentukan. Rumus lain yang dapat dipakai untuk menentukan panjang kabel adalah

]6[5

32381

42

LLLLLLLLLLLLLL⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛+=

Lh

LhLζ

Panjang kabel yang dihitung dengan rumus [6] ini, akan sama dengan yang dihitung dengan rumus [4] di atas.

Kriteria Analisa Struktur Cable-Stayed Dalam pelaksanaan konstruksi jembatan, setiap tahapan konstruksi, besarnya gaya yang bekerja dan lendutan yang terjadi, tidak boleh melampaui kapasitas penampang dan pada tahap akhir pembeban struktur jembatan, perpindahan titik puncak tower dan lendutan lantai jembatan harus memenuhi yang disyaratkan. Pada kasus jembatan sistem cable-stayed, pada tahap akhir dari pembebanan (beban konstruksi), displacemen dari puncak tower harus sekecil mungkin dan masih dalam toleransi. Demikian pula dengan lendutan pada lantai jembatan. Sebagai syarat, bahwa displacemen dari lantai pada posisi “kabel” (stay support) akibat beban konstruksi bekerja harus sekecil mungkin. Dengan dicapainya lendutan pada posisi “kabel” yang kecil, bidang momen dari lantai jembatan menjadi optimun dan bahkan dapat dicapai kondisi momen positif hampir sama dengan momen negatif pada setiap peralihan antar stay support. Untuk mendapatkan kondisi tersebut di atas dapat dilakukan dengan mengaplikasikan gaya pratekan (gaya axial) pada kabel. Dengan cara demikian, setiap tahapan pelaksanaan konstruksi jembatan besarnya gaya pratekan dapat ditentukan. Tahapan Analisa Vs Metode Konstruksi Analisa struktur jembatan sistem cable-stayed, metode konstruksi akan mendikti tahapan analisa. Untuk maksud tersebut, dalam melakukan analisa struktur jembatan cable-stayed Teluk Balikpapan, metode konstruksi yang dijelaskan berikut ini, ditetapkan dan paket software MICROSTRAN V5.5 dan SPACEGASS V8.00a for windows, akan dipakai dalam analisa, mengingat kedua paket software ini memilki kemampuan untuk menganalisa elemen kabel.

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 9 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 10: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

Metode konstruksi jembatan ditentukan dengan sistem kantilever dengan menggunakan traveller. Analisa 2-D digunakan untuk menentukan gaya pratekan pada kabel untuk mendukung berat sendiri konstruksi dan perkiraan beban lalu-lintas yang akan bekerja serta beban akibat peralatan untuk konstruksi. Pada tahapan analisa 2-D ini, akibat berat sendiri dan akibat beban tambahan, profile cable (gaya pratekan) ditentukan sehingga demikian lantai jembatan tidak mengalami sag (diukur dari kondisi awal analisa) dan tower jembatan tidak mengalami overstress, yang umumnya diukur dimana puncak tower dikontrol sehingga pada saat awal service tidak mengalami perpindahan (offset) dari kondisi awal analisa atau sebelum beban lantai bekerja. Untuk mendapatkan kondisi demikian, maka gaya pratekan pada masing-masing kabel harus ditentukan secara iterasi, agar didapatkan kondisi yang optimun. Perkiraan gaya pratekan awal dapat dihitung dengan menggunakan rumus [4] dan [5]. Mengingat dalam mendapatkan profile kabel yang optimun diperlukan iterasi, maka kondisi semitris jembatan dapat dimanfaatkan, agar experimental dapat lebih mudah dan mengurangi waktu kerja. Setelah profile kabel ditentukan, analisa 3-D diperlukan untuk mendapatkan respon/perilaku konstruksi terhadap konfigurasi beban lalu-lintas. Respons jembatan terhadap beban angin, gempa juga akan ditentukan dari analisa 3-D. Namun demikian dalam tahap analisa 2-D beban-beban tersebut harus juga dipertimbangkan mengingat selama pelaksanaan jembatan, pengaruh beban tersebut tidak bisa diabaikan. 5. DESIGN JEMBATAN CABLE-STAYED Prinsip perencanaan ULS seperti dijelaskan pada bagian 4 di atas, dipertimbangkan untuk design kekuatan jembatan. Sedangkan prinsip perencanaan SLS hanya digunakan untuk perencanaan lendutan, vibrasi dan keretakan beton. Sedangkan, untuk perencanaan stay kabel dapat digunakan faktor sebagai berikut dan dipilih yang terbesar:

• Breaking Load Kabel = 1,75 x gaya ULS. • Breaking Load Kabel = 2,25 x gaya SLS.

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 10 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 11: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

6. PENUTUP

• Jembatan Teluk Balikpapan menjadi land mark Kalimantan Timur dalam menyonsong abad ke-21

• Dengan bentang utama 370 meter, jembatan ini akan menjadi jembatan terpanjang di Indonesia.

• Peraturan jembatan Bina Marga perlu dikoreksi agar dapat dipakai pada konstruksi jembatan khusus.

• Tahap konstruksi dan metode analisa ditetapkan dan paket software MOCROSTRAN V5.5 dan SPACEGASS V8.00a digunakan.

REFERENSI: 1. Herry Vaza, Cable Supported Bridges, Thesis Master of Engineering

Science, UNSW, 1994. 2. Direktorat Jenderal Bina Marga, Peraturan Perencanaan Teknik

Jembatan, Bagian 1,2 dan Penjelasan, Jakarta 1992. 3. Herry Vaza, Bachruddin Noor, Ciri-Ciri Khusus Konsepsi Jembatan

Mahakam-2, KRTJ-4 Pandang 1995. 4. Pugsley, S.A.,The Theory of Suspension Bridges, 2/e, Edward Arnold

Ltd., London, 1968. 5. ANSYS Rev.5, Finite Element Software – Procedures, Swanson

Analysis Systems, Inc, Houston 1994. 6. MICROSTRAN V5.5, Manual, Engineering Systems, Sydney 1995. 7. SPACEGASS V8.00a, Manual, Integrated Technical Software,

Melbourne 1997.

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 11 /hvz/docword/SMDKe-3.doc

Page 12: [Jurnal] Jembatan Cable Stayed Teluk Balikpapan Sebagai Land Mark Kalimantan Timur Dalam Menyambut Abad Ke 21

CABLE STAYED TELUK BALIKPAPAN LAND MARK KALTIM

LAMPIRAN

HARBAK PEKERJAAN UMUM KE-52 PROVINSI KALTIM 12 /hvz/docword/SMDKe-3.doc