Jembatan Baja

Posted by: fadlyfauzie on: September 17, 2011

• In: sains | teknik sipil
• Tinggalkan sebuah Komentar

Aspek Umum

Pada masa Revolusi Industri di abad 19, produksi baja menjadi lebih kompetitif dan struktur baja mulai diadopsi untuk konstruksi jembatan. Kemudian, jembatan-jembatan besar dari rangka baja dan jembatan gantungpun terus berkembang. Namun sayang perkembangan itu disertai dengan beberapa kecelakaan, misalnya jembatan kereta api di atas Tay pada tahun 1879 dan jembatan Quebec pada tahun 1907. Yang pertama dibangun kembali (1890) dengan bentang 521 m, jembatan  Quebec dibangun kembali pada tahun 1917.

Gelagar rangka dan pelengkung dibangun yang dengan sistem rangka telah dipakai secara luas. Contohnya jembatan rangka pelengkung yang dirancang oleh G.Eiffel (desainer menara terkenal di Paris) disajikan dalam Gambar 7. Jembatan ini, dibangun pada tahun 1868 di Oporto menyeberangi Sungai Douro, Portugal, memiliki bentang tengah sejauh 160 m.

Sangatlah menarik untuk dicatat bahwa salah satu dari tipe paling umum jembatan baja modern “Jembatan box girder” pertama kali diperkenalkan dalam hal rekayasa jembatan yaitu pada tahun 1846 oleh Stephenson dengan nama “Jembatan Brittania” (jembatan box girder dengan bentang 142 meter dari besi cetak), namun dikembangkan secara penuh baru setelah perang dunia II.  Pengetahuan tentang teknik penerbangan tentang struktur dinding tipis telah digunakan. Antara 1969 dan 1971 beberapa kecelakaan terjadi pada jembatan box girder ini, misalnya Jembatan Wina yang melintasi sungai Danube (1969),  jembatan Milford Haven di Inggris (1970), jembatan Melbourne  di Australia (1970) dan  jembatan Coblenz di Jerman (1971). Hasilnya upaya penelitian dilakukan secara besar-besaran selama dua dekade terakhir untuk menyelidiki elemen struktur dasar dari jembatan – pelat kaku. Perilaku pelat kaku (stiffened plate) sekarang ini cukup diketahui keamanannya untuk jembatan box girder adalah dirancang dalam baja. Pertimbangan khusus selama ereksi dan fase eksekusi diberikan kepada semua aspek stabilitas struktural.

Tiga tipe dasar elemen struktur yang dipakai untuk superstruktur jembatan baja:

1. gelagar balok dan gelagar pelat baja
2. gelagar rangka baja
3. gelagar baja kotak

Jembatan gelagar dari pelat hanya membutuhkan dua balok utama, bahkan untuk lantai jembatan yang lebar sekalipun(Gambar 8), biasanya demi kesederhanaan struktur. Namun, dalam konstruksi jembatan, solusi klasik terdiri dari pemakaian beberapa balok profil I dengan spasi 3,0 sampai 4,5 m. Diafragma dapat diberikan diantara balok-balok (balok transversal) yang berperan untuk mendistribusikan beban secara transversal dan juga untuk perkuatan lateral. Pinggiran roda atas dari balok memiliki dukungan lateral menerus untuk melawan adanya tekuk yang diberikan oleh dek/lantai jembatan.

Sistem dek

Ada dua solusi dasar untuk sebuah dek  – yaitu dengan beton bertulang atau beton pratekan parsial dan pelat baja orthotropic (Gambar 9). Yang pertama slab/pelat beton  bisa saja bertindak tanpa menggunakan gelagar (solusi yang sangat tidak ekonomis untuk bentang menengah dan panjang) atau mungkin bekerja sama dengan balok-balok/gelagar (dek jembatan komposit). Tindakan komposit membutuhkan aliran geser antara slab dan balok utama yang akan diambil dengan penghubung geser.

Deck beton biasanya lebih ekonomis dari pelat baja orthotropic. Yang kedua dipakai apabila berat badan dek merupakan komponen penting dalam pembebanan, biasanya digunakan untuk jembatan-jembatan bentang panjang dan jembatan yang dapat dipindah-pindahkan.

Lantai pelat baja orthotropic, bertindak sebagai flens atas dari gelagar utama, sangat efisien dalam menahan lentur/lendutan.  Lantai jembatan ini pada dasarnya adalah pelat baja yang dilapisi dengan permukaan bisa dengan beton ataupun lapis tipis aspal. Pelat baja secara memanjang ditopang oleh “ribs”  atau rusuk-rusuk yang terbuka ataupun tertutup. Secara melintang, rusuk-rusuk tadi terhubung dengan balok melintang (Gambar 9) menghasilkan sebuah sistem yang kompleks dimana grillage balok utama utama, pelat baja, rusuk-rusuk(ribs) dan balok lantai bertindak secara bersamaan.

Flens atas atau box girder, misalnya di  jembatan Niteroi (Gambar 10) dengan bentang 300 m  (yang terbesar di dunia untuk jembatan box girder) atau di dek jembatan kabel tetap “cable stayed” (Gambar 11)  atau jembatan gantung seperti jembatan Humber (Gambar 12) dengan menggunakan permukaan yang ringan ini memberikan beban mati/sendiri yang minim sehingga tipe ini sangat cocok diterapkan pada jembatan bentang panjang. Kerugian terbesar dari deck plat baja orthotropic adalah biaya awal mereka dan perawatan yang diperlukan jika dibandingkan dengan pelat beton yang sederhana. Namun, untuk box girder biaya pemeliharaannya mungkin lebih rendah daripada lantai/dek orthotropic terbuka.

Tag: box girder, deck, jembatan baja, pelat baja orthotropic