Model Fisik Pengendalian Gerusan Di Sekitar Abutmen Jembatan-Rinaldi Dan Bambang Yulistiyanto

7/21/2019 Model Fisik Pengendalian Gerusan Di Sekitar Abutmen Jembatan-Rinaldi Dan Bambang Yulistiyanto

1/13

Forum

Teknik

Sipil

No.

)?2'Agustus

2001

139

MODEL

FISIK

PENGENDALIAN

GERUSAN

DI

SEKITAR

ABUTMEN

JEMBATAN

(Physical lllodeling

of

Scour

Protection

Around

Bridge

Abutment)

Rinaldir

dan

Bambaqg

Yulistiyantoz

AESTMCT

River

has

a

dynamic

characteristic, which can

change

in

time and

place

dimension

In

a balance

condition

the bridge

abutment

dislurb

theflow.

Thefow

reaches

a

balance

condition

again

after

bed

scouring.

The scouring

around

abutmen

is caused

by

vortq

system,

which

will

be minimaed

by

placing

a

plate

at

abutment

(ring

formed).

Tle

research

was to study

the depth

of scouring

around

abutmeniwithout

plate, abutment

with

Plate

and

theflow

pattern

around

abutment.

The

depth

ofscouring

around

abutment

has been

obserttedforfive

hours

by

using

on

a iet

of

recircutating

sedimentfume

with l0

m long,

0.60

n

width and

0.80

m

height

in

quasi-steady

undorm

flow.

The

model of

abutment

used

was

semi

circuir

end

type

(SCE)

hnin,

Lt

=

0.12

m long,

L

-= 0.08

m

width

and H

=

0.45

height.

The

depth

of

scouring

is

measuredfor

every

run,

consist

of

plate

posilion,

atd

ptate

with

width

variation

and

plate

with-angle

variation-

FIow

velocity

around

abutment

was

measured

for

every

variation

thcit caused

q

mi,inimum scour.

.'

The

result

of

study

shows

that

the

plate placed

in

the abutment

(ring

,

formed)

influenced

scouring

around

abutmenl.

The

plate position

thal

caused

the

-

minimum

scouring

was at

the

ground,

with

the

plate width

was 4

cm

and lhe

angte

of

I2d'

to

the abutment.

Therefore

al

the

end

of 5

hows

run

it

could

,"Ju"" scoaring

of

24.75%

compare

to abutment

without

the

plate and

the angle

of 9d'

reduce

siouring

of

1-5.8a%.

Thefow

paUern around

the

abutment

without

ine

pbte

was diferent

from

lhe onbs

with

lhe

plate. The longitudinal

velocity at

plane. of a

=

45"

for

abutment

with

the

plate

was

smaller

than

the one

without

-the

plate,

for

the

traruversal

velocity

it

was bigger.

It

is caused

by

the

downflow

to

ihe

ground

was blocked

with

the

plate,

so

the

tlow

was

detlected-

Flow

deflection

cause

transversal

velocity

becomes

higher.

There

was

a

reverse

flow

near

scouring

bed,

forming

a system

of

vortices.

These

vortices

were nol

.

presentedfor

theflow

pattern at abulment

with

.the

plate-

Keywor&:

scouring,

abutment,

a1d

plate

t

Frkultg

Tckeik

Univcrsites

Rieu,

Pckanbrru

I

Frkultes

Tcknik

(lnivcrsitas

Gadirh

Medr'

Yog5nkrrta


2/13

140

Rifaldi

&

Yulktiyanlo:

Modet

Fisik

pengendalian

Gerusan

U.kr

SAror

vrlociay

ur

Gembar

l.

(a)

Mekanisme

Cerusan

di

Sekitar

Abutmen

dan

(b)

Kcdalaman

Gerusan,

D,

Sebagai

Fungsi

Kecepatan

Gescr,

u.

PENCANTAR

A. Latar

Belakang

Masalah

Abutmen

jembatan

merupakan

bagian

dari

konstmksi

bawah

jembahn,

kadangkala

mengalami gerusah

yang

diakibatkan

oleh aliran

air

yang

perlu'dikendalikan

agar

bahaya

keruntuhan

akibat

gerusan

tidak

terjadi.

Beberapa

-cara

telah

ditakukan

unik

mengendalikan

bahaya

gerusan

di

sekitar abutmen,

antara

lain

dilakukan

dengan

membuat

riprap

yaitu

dengan

menempitkan

batuan

di

dasar

sekitar pilar

tersebut.

Metode

lain adalah

dengan membuat

pondasi

blok

pada

kaki pilar.

Metode

yang

akan

dilakukan pada

penelitian

ini

adalah

dengan

menempatan

sebuah

plat

pada

abuimei

(ringforned).

Tujuan

dari

studi

iniuntuk

mengetahui

pengaruh

penemparan

plat

terhadap

kedataman

gerusan yang

terjadi

di

sekitar

abutmen,

mengetahui

pola

gerusan

ii

sekitar

abutmen

serta

mempelajari pola aliran di sekitar

aburmen

dengan

plat

dan

tanpd

ptat

pelindung.

B. Tinjauan

Pustaka

dan

Landasan

Teori

l. Mekanisme

Gerusan

Gerusan

di

sekitar

abutmen

ini

disebabkan

oleh

sistem

pusaran

(vortex

system) yang

timbul

akibat

aliran

dirintangi

oleh abutmen

tersebut.

Sistem

pusaran

yang

menyebabkan

lubang

gerusan,

bermula

dari

sebelah

hulu

abutmen

yaitu

pada

iaat

mudi

timrut

ko*pon"n

aliran dengan

arah

ke

bawah

(yulistiyanto

dan

Graf,

1997

dan

l99E)..

Di

dekat

dasar

saluran komponen

aliran

berbalik

arah

vertikal (ke.atas),'peristiwa

ini

diikuti

dengan

terbawanya

material

dasar

sehingga

terbentuk

aliran

spiral

yan

akan

menyebabkan

g"*iun

dasar.

Hal

ini

akan

terus

bertanjut

hingga

tercapai-kesetim6angan.

Mekanisme

l**run

tersebut dapat

dilihat

pada

Gambar

I

(a)

berikut ini.

(b)

.:i


3/13

Forum

Teknik

Sipil

No. )A2-Agustus

2001

14I

2. Kedalaman

Gerusan

Kedalaman

gerusan.maksimum terjadi

pada

saat kecepatan

geset,

ur

s?rlil

dengan

kecepatan

gesar

kritis u.1,

yoitu pada

daerah

transisi

antara

clear-water

scour

dan

live-bed

scour.

Kedalaman

gerusan pada

air

bersih

(clear-water

scour\

dan

gerusan

dengan air

bersedimen

(live-bed

scour)

merupakan

fungsi

kecepatan

geser,

seperti

terlihat

pada

Gambar

l(b)

di

atas.

Menurut

Breuser

dan Raudkivi

(1991),

kedalaman

gerusan

tergantung

dari beberapa

variabel

yaitu

karakteristik

zat cair, material

dasar,

aliran

dalam saluran

dan bentuk

pilar

jembatan yang

dapat

ditulis :

D,

="f(p,

V,

B,

d,

Pt,

Do,

U,

b

)

'

(l)

3. Pengcndalian

Gerusan

Pengendalian

gerusan

di sekitar

pilar

jembatan

antara

lain dilakukan dengan

membuat

riprap

yainr

dengan

menempatkan

batuan

di

dasar

sekitar

pilar

tersebut, seperti

penelitian

Bonasoundas

dalam

Breusers dan

Raudkivi

(1991).

Chiew

(1994)

juga

melakukan

penelitian dengan riprap

sebagai

pelindung

gerusan

di

sekitar

pilar

jembatan,

hubungannya

adalah

seperti

berikut

ini:

Uu=0,85,@fr

CARA

PENELITIAN

Penelitian

ini

dilaksanakan di Laboratorium

Hidraulika Hidrologi PAU

llmu-ilmu

Teknik Universitas

Gadjah

Mada Yogyakarta

Bagan

alir

penelitian

sepe(i ditunjukkan

pada

Gambar

2.

ANALTSA

HASIL

DAN PEMBAHASAN

A.

Karaktcristik

Aliran

Pengamatan

yang

dilakukan

pada

kondisi

aliran

seragam

perrnanen

(steady-uniform)

tanpa abutmen

dengan debit,

Q

=

21,27

.Udt,

butiran dasar

mulai

akan bergerak

pada

ketinggian

aliran, Dp

:

0,114 m.

Pada Gambar 3

profil

kecepatan

inner

region

digambarkan

dalam

bentuk

hubungan

kecepatan

aliran, u dengan ln(z/k,).

Dengan

menerapkan metode

Clauser

yaitu

:

jl

=

lt"[+.l.

Br

dengan asumsi

bahwa

konstanta

ttt K

[ftrJ

Karman,

K

=

0,4

pada

kedalaman aliran,

D1,

=

0,114 m, nilai u.

= 1,999

cm/dt dan Br:

7,928

dengan

koefisien koretasi

least

square,

R2

=

0,9642. Pada kedataman aliran, Do

=

0,12 m, nilai

u.

=

1,857 cm/dt

dan

Br

=

7,615

dengan

koefisien

korelasi least

sguare,R2

=

0,9503.

(2)


4/13

112

Rinaldi

&, Yulistiyanto:

Model

Fisik Pengendalian

Gerusun

2.

Mcnentukan

Q

dan

Do

pada

saluran

'

tanpa abutmen

3.

Pengukuran kecepatan

aliran

tanpa

abutmen

4,

Running

pendahuluan

kedalaman

gerusan

abutmcn

tarpa

plat

El

Pcngukurur

keccpatan

aliran

dan

'

kontur abrtmen

tanp

plat

terhadap

kedalarnan

gcrusan

cl

sh0d4T90

o

shl,2d4T90

q

sh2,4d4T90

tr

sh3,6d4T90

Q

sh4,8d4T90

o

sh6,0d4T90

terhadap

kedalaman

gerusan

a

Jhodt,5T90

o

Jh0d2T90

a

Jh0d2,5T90

cl

Jh0d3T90

cl

Jh0d3,5T90

terhadap

kedalaman

gefusan

o

Bh0d4T30

a Bh0d4T4s

o

Bh0d4T60,

cl

Bh0d4Tl20

o

.Bh0d4Tl35

D

Bh0d4Tl50

S

=

variasi posisi

plat

I

=

variasi

lcbar plar

B

=

variasi

sudut

plat

6

=

posisi

plat

diukur

dari

dasar

(cm)

d

=

lebar plat

(cm)

T

=

sudut

plat

(

l)

Gambar

2 Bagan

Alir

Penelitian


5/13

Forum

Teknik

Sipil

No.

)(/2-Agustus

2001

143

:

35-

35.

'

3oi

-o

2si

-*F

2oi

f

15;

10

I

u=4.64341n(z/ks)+14.144

5

:

82=O.9503

0-

"

0 0.5 I 1.5 2 2.5 3 3.5i

t:

ii

't

'lc

'.t

:so

"25

g

20

:g

15

:10

,5

.0

u

=4.9 168

Ln

(zts)

+15.845

R2=O.9Bl2

0 0.5

1

1.5

2

2.5 3

3.5i

tn

(z/k.l

ln

(z/k.l

(a)'

0i

-

'

Gambar

3. Profil Kecepatan

Inner

Region

(a)

Kedalamar

Dk,

=

0,

I

14

m

(b)

Kedalamar Do

=

0, 12

m

,lo

Kecepatan

iata-rata

aliran

dihitung

dengan

menggunakan

Persamaan

U

=

* Iu

Or"

.

loi

Karakteristik

aliran

secara rinci

dapat

dilihat

pada

Tabel I berikut ini..

Berdasarkan

perbandingan nilai

kecepatan

geser,

u.

dengan

kecepatan

geser

kritis, u.p dimana

nilai u.

Model Fisik Pengendalian Gerusan Di Sekitar Abutmen Jembatan-Rinaldi Dan Bambang Yulistiyanto

Documents

Transcript of Model Fisik Pengendalian Gerusan Di Sekitar Abutmen Jembatan-Rinaldi Dan Bambang Yulistiyanto