Jembatan Gatung dan Jembatan Cable Stayed

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Pengertian Jembatan Gantung ( Suspension Bridge)
Jembatan gantung adalah jembatan yang berfungsi sebagai pemikul langsung beban lalu lintas yang melewati jembatan tersebut, terdiri dari lantai jembatan, gelagar pengaku, batang penggantung, kabel pemikul dan pagar pengaman.Seluruh beban lalu lintas dan gaya-gaya yang bekerja dipikul oleh sepasang kabel pemikul yang menumpu di atas 2 pasang menara dan 2 pasang blok angkur.(Surat Edaran Menteri PU, 2010)
Jembatan Gantung merupakan salah satu tipe jembatan yang sering digunakan untuk jembatan pejalan kaki dengan bentang panjang.Menurut Supriyadi, B. (2007) jembatan gantung terdiri atas pelengkungan penggantung dan batang penggantung (hanger) dari kabel baja, dan bagian lurus berfungsi mendukung lalu lintas kendaraan. Selain bentang utama, jembatan gantung biasanya mempunyai bentang luar (side spam) yang berfungsi untuk mengikat atau mengangkerkan kabel utama pada balok angker. Pada kondisi tertentu terdapat keadaan dimana kabel utama dapat langsung diangkerkan pada ujung jembatan dan tidak memungkinkan adnya bentang luar , bahkan terkadang tidak membutuhkan pilar.
Keunggulan jembatan gantung dibandingkan dengan jembatan lainnya, antara lain, memiliki nilai estetika dan memiliki bentang relatif panjang untuk melewati sungai atau jurang dimana pemasangan tiang-tiang penyangga secara menerus dengan bentang pendek tidak dimungkinkan(Anggraeni I.,2008). Tipe jembatan ini mampu digunakan pada bentang 100 – 2000 m.
Lebar untuk jalan masuk dan lintasan untuk tipe jembatan pejalan kaki yang berbeda dan tingkat-tingkat lalu lintas terdiri dari dua lebar standar, yaitu:
a) 1 m sampai dengan 1,4 m untuk pejalan kaki,sepeda, hewan ternak,
sekawanan hewan,gerobak dorong beroda satu dan beroda dua, dan motor (jembatan pejalan kaki kelas II).
b) 1,4 m sampai dengan 1,8 m untuk kendaraan yang ditarik hewan dan
kendaraan bermotor ringan dengan maksimum roda tiga (jembatan pejalan kaki kelas I).

1.2 Pengertian Jembatan Cable Stayed ( Kabel Tarik )
Jembatan cable stayed sudah dikenal sejak lebih dari 200 tahun yang lalu
(Walther, 1988) yang pada awal era tersebut umumnya dibangun dengan menggunakan kabel vertikal dan miring seperti Dryburgh Abbey Footbridge di Scotlandia yang dibangun pada tahun 1817.
Jembatan cable stayed merupakan tipe jembatan bentang panjang yang estetis dan sering digunakan sebagai prasarana transportasi yang penting. Struktur jembatan ini terdiri dari gabungan berbagai komponen struktural seperti pilar, kabel dan dek jembatan. Dek jembatan digantung dengan kabel prategang yang diangkur pada pilar. Dengan demikian, semua gaya-gaya gravitasi maupun lateral yang bekerja pada dek jembatan akan ditransfer ke tanah melalui kabel dan pilar. Kabel akan menerima gaya tarik sedangkan pilar memikul gaya tekan yang sangat besar disamping efek lentur lainnya (Yuskar dan Andi,2005).
Respon jembatan terhadap gaya-gaya luar sangat tergantung pada interaksi dari masing-masing komponen strukturnya. Salah satu faktor yang sangat menentukan adalah sambungan antara kabel dan pilar Lokasi sambungan tersebut tergantung pada pemilihan pola atau susunan kabel. Kabel dapat semuanya diangkur di ujung atas pilar atau disepanjang pilar secara merata atau tidak merata. Pada umumnya sambungan antara pilar dan kabel berupa sendi, namun secara teoritis sambungan ini dapat berupa katrol, geser atau sendi. Masing-masing tipe sambungan ini akan mempengaruhi karakteristik dan respon struktur jembatan secara keseluruhan terhadap beban gravitasi maupun beban lateral.
Pada umumnya jembatan cable stayed menggunakan gelagar baja, rangka, beton, atau beton pra tekan sebagai gelagar utama (Zarkasi dan Rosliansjah, 1995). Pemilihan bahan gelagar tergantung pada ketersediaan bahan, metode pelaksanaan dan harga konstruksi. Penilaian parameter tersebut tidak hanya tergantung pada perhitungan semata melainkan masalah ekonomi dan estetika lebih dominan. Kecenderungan sekarang adalah menggunakan gelagar beton pre cast (prefabricated). Tipe jembatan ini mampu digunakan pada bentang 250 – 1000 m.
BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Jenis –Jenis Jembatan Gantung dan Jembatan Cable Stayed
2.1.1 Jenis Jembatan Gantung(Suspension Bridge)
Berkaitan dengan bentang luar (side span) terdapat bentuk struktur jembatan gantung sebagai berikut:
1. Bentuk bentang War bebas (side span free)
Pada bentang luar, kabel utama tidak menahan atau dihubungkan dengan lantai jembatan oleh hanger (penggantung), jadi tidak ada hanger pada bentang luar. Disebut juga dengan tipe straight backstays atau kabel utama pada bentang luar berbentu lurus.
2. Bentuk bentang luar digantungi (side span suspended)
Pada bentuk ini kabel utama pada bentang luar menahan struktur lantai jembatan dengan dihubungkan oleh hanger.
Steiveman (1953), membedakan jembatan gantung menjadi 2 jenis yaitu:
a. Jembatan gantung tanpa pengaku
Jembatan gantung tanpa pengaku adalah tipe jembatan gantung dimana seluruh beban sendiri dan lalu lintas didukung penuh oleh kabel. Hal ini dikarenakan tidak terdapatnya elemen struktur kaku pada jembatan. Jembatan gantung tanpa pengaku hanya digunakan untuk struktur yang sederhana (bukan untuk struktur yang rumit dan berfungsi untuk menahan beban yang terlalu berat), karena tidak adanya pendukung lantai jembatan yang kaku atau kurang memenuhi syarat untuk diperhitungkan sebagai struktur kaku/balok menerus.
b. Jembatan gantung dengan pengaku
Jembatan dengan pengaku adalah tipe jembatan gantung dimana pada salah satu bagian stukturnya mempunyai bagian yang lurus yang berfungsi untuk mendukung lantai lalu lintas(dek). Dek pada jembatan gantung jenis ini biasanya berupa struktur rangka, yang mempunyai kekuatan EI tertentu.
Jembatan gantung dengan pengaku mempunyai dua dasar bentuk umum, yaitu:
1. Tipe rangka batang kaku (stiffening truss)
Pada tipe ini jembatan mempunyai bagian yang kaku atau diperkaku yaitu pada bagian lurus pendukung lantai jembatan atau dek yang dengan hanger dihubungkan dengan kabel utama.
2. Tipe rantai kaku (braced chain)
Pada tipe ini bagian yang kaku atau diperkaku adalah bagian yang berfungsi sebagai kabel utama.
2.1.2 Jenis Jembatan Cable Stayed (Kabel Tarik)
Ada dua jenis jembatan cable stayed berdasarkan bentangnya yaitu jembatan bentang dua dengan angker tanah dan Jembatan bentang tiga dengan pendukung antara di sisi bentang. Berlawanan dengan jembatan gantung, jembatan kabel tarik merupakan sistem struktur tertutup, dengan kata lain lebih ke arah sistem self-anchored. Karena jembatan kabel tarik dapat dibangun tanpa blok angker yang besar dan penyangga temporer, akan sangat menguntungkan diterapkan pada daerah di mana kondisi lahan tidak terlalu baik. Jika dibandingkan dengan jembatan gantung, jembatan kabel tarik lebih kaku karena kabel lurus hingga mendekati batas panjang bentang yang mungkin lebih panjang dari sebelumnya. Meskipun struktur bentang tiga paling umum digunakan, tetapi struktur dengan bentang dua bisa diterapkan dalam jembatan kabel tarik. Apabila sisi bentang sangat pendek, semua atau beberapa kabel tarik diangkerkan ke tanah. Angker tanah jembatan kabel menyebabkan seluruh struktur menjadi kaku dan lebih menguntungkan perencanaan jembatan kabel tarik yang sangat panjang(Ariestadi,2008).
2.2 Komponen Jembatan Gantung
Secara umum jembatan gantung terdiri dari:
a. Bangunan atas terdiri dari:
1) Lantai jembatan( dek), berfungsi untuk memikul beban lalu lintas yang melewati
jembatan serta menyalurkan beban dan gaya-gaya tersebut ke gelagar melintang.
2) Gelagar melintang berfungsi sebagai pemikul lantai dan sandaran serta
menyalurkan beban dan gaya-gaya tersebut ke gelagar memanjang.
3) Gelagar memanjang berfungsi sebagai pemikul gelagar serta menyalurkan beban dan gaya-gaya tersebut ke batang penggantung.
4) Batang penggantung berfungsi sebagai pemikul gelagar utama serta
melimpahkan beban-beban dan gaya-gaya yang bekerja ke kabel utama.
5) Kabel utama berfungsi sebagai pemikul beban dan gaya-gaya yang bekerja
pada batang penggantung serta melimpahkan beban dan gaya-gaya tersebut ke
menara pemikul dan blok angkur.
6) Pagar pengaman berfungsi untuk mengamankan pejalan kaki.
7) Kabel ikatan angin berfungsi untuk memikul gaya angin yang bekerja pada
bangunan atas.
8) Menara berfungsi sebagai penumpu kabel utama dan gelagar utama, serta
menyalurkan beban dan gaya-gaya bekerja melalui struktur pilar ke fondasi.

b. Bangunan bawah terdiri dari:
1) Blok angkur merupakan tipe gravitasi untuk semua jenis tanah yang berfungsi
sebagai penahan ujung-ujung kabel utama serta menyalurkan gaya-gaya yang
dipikulnya ke fondasi.
2) Pondasi menara dan fondasi angkur berfungsi sebagai pemikul menara dan blok
angkur serta melimpahkan beban dan gaya-gaya yang bekerja ke lapisan tanah pendukung.

2.2.1 Sistem kabel
Kabel merupakan bahan atau material utama dalam struktur jembatan gantung . Schodeck (1991) menyatakan bahwa kabel bersifat fleksibel cenderung berubah bentuk drastis apabila pembebanan berubah. Dalam hal pemakaiannya kabel berfungsi sebagai batang tarik. Karakteristik kabel kaitannya dengan struktur jembatan gantung antara lain:
a. Mempunyai penampang yang seragam / homogen pada seluruh bentang.
b. Tidak dapat menahan momen dan gaya desak.
c. Gaya – gaya dalam yang bekerja selalu merupakan gaya tarik aksial.
d. Bentuk kabel tergantung pada beban yang bekerja padanya.
e. Bila kabel menderita beban terbagi rata, maka wujudnya akan merupakan lengkungan parabola.
f. Pada jembatan gantung kabel menderita beberapa beban titik sepanjang beban mendatar.
2.2.2 Menara ( Tower/Pylon)
Menara pada sistem jembatan gantung akan menjadi tumpuan kabel utama. Beban yang dipikul oleh kabel selanjutnya diteruskan ke menara yang kemudian disebarkan ke tanah melalui pondasi. Dengan demikian agar dapat menyalurkan beban dengan baik, perlu diketahui pula bentuk atau macam menara yang digunakan.
Bentuk menara dapat berupa portal, multistory, atau diagonally braced frameIsen sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Konstruksi menara tersebut dapat juga berupa konstruksi cellular, yang terbuat dari pelat baja lembaran, baja berongga, atau beton bertulang.
Tumpuan menara baja biasanya dapat diamsumsikan jepit atau sendi. Sedangkan tumpuan kabel diatas menara sering digunakan tumpuan rol untuk mengurangi pengaruh ketidak seimbangan menara akibat lendutan kabel.
2.3 Komponen Jembatan Cable Stayed
Pada dasarnya komponen utama jembatan cable stayed terdiri atas gelagar,
sistem kabel, dan menara atau pylon.
2.3.1 Sistem Kabel
Sistem kabel merupakan salah satu hal mendasar dalam perencanaan jembatan cable stayed. Kabel digunakan untuk menopang gelagar di antara dua tumpuan dan memindahkan beban tersebut ke menara. Secara umum system kabel dapat dlihat sebagai tatanan kabel transversal dan tatanan kabel longitudinal. Pemilihan tatanan tersebut didasarkan atas berbagai hal karena akan memberikan pengaruh berlainan terhadap perilaku struktur terutama pada bentuk menara dan tampang gelagar. Selain itu akan berpengaruh pula pada metode pelaksanaan, biaya dan arsitektur jembatan.
Walther (1988) menyatakan sebagian besar struktur yang sudah dibangun terdiri atas dua bidang kabel dan diangkerkan pada sisi – sisi gelagar. Namun ada beberapa yang hanya menggunakan satu bidang. Penggunaan tiga bidang atau lebih mungkin dapat dipikirka untuk jembatan yang sangat lebar agar dimensi balok melintang dapat lebih kecil.
Ada beberapa macam tatanan kabel antara lain:
a) Tatanan kabel Transversal
1. Sistem satu bidang
Sistem ini sangat menguntungkan dari segi estetika karena tidak terjadi kabel bersilangan yang terlihat oleh pandangan sehingga terlihat penampilan struktur yang indah. Kabel ditempatkan ditengah – tengah dek menyebabkan torsi pada dek menjadi besar akibat beban lalu lintas yang tidak simetri dan tiupan angin. Kelemahan tersebut diatasi dengan dek kaku berupa gelagar kotak (box girder) yang mempunyai kekakuan torsi yang sangat besar. Penempatan menara yang mengikuti bidang kabel di tengah dek mengurangi lebar lantai kendaraan sehingga perlu dilakukakan penambahan lebar sampai batas minimum yang dibutuhkan. Untuk jembatan bentang panjang biasanya memerlukan menara yang tinggi menyebabkan lebar menara di bawah dek sangat besar. Penyebaran kaki ke sisi-sisi dek dapat mengatasi hal tersebut dengan tidak mengurangi lebar kendaraan yang dibutuhkan. Secara umum jembatan yang sangat panjang atau sangat lebar tidak cocok dengan penggantung kabel dengan satu bidang.

2. Sistem dua bidang
Penggantung dengan dua bidang dapat berupa dua bidang vertikal sejajar atau dua bidang miring yang pada sisi atas lebih sempit. Penggunaan bidang miring dapat menimbulkan masalah pada lalu lintas yang lewat diantara dua bidang kabel, terlebih bila jembatan mempunyai bentang yang relatif pendek atau menengah. Kemiringan kabel akan sangat curam sehingga mungkin diperlukan pelebaran dek jembatan. Pada ujung balok melintang dimana akan dipasang angker kabel, mungkin akan terjadi kesulitan pada pendetailan struktur khususnya bila menggunakan beton pratekan. Pengangkeran kabel dapat bertentangan dengan kabel prategang balok melintang.
3. Sistem tiga bidang
Pada perencanaan jembatan yang sangat lebar atau m,embutuhkan jalur lalu lintas yang banyak, akan ditemui torsi yang sangat besar bila menggunakan kabel satu bidang dan momen lentur yang besar pada tengah balok melintang jika menggunakan system dua bidang. Kejadian ini menyebabkan gelagar sangat besar dan tidak menjadi ekonomis lagi. Penggunaan penggantung tiga bidang dapat mengurangi torsi, momen lentur, dan gaya geser yang berlebihan. Penggunaan penggantung tiga bidang sampai saat ini masih berupa inovasi dan baru sampai pada tahap desain (Walther,1998).
b) Tatanan Kabel Longitudinal
Tatanan kabel longitudinal juga memiliki banyak variasi yang berbeda. Untuk bentang yang lebih pendekkabel tunggal mungkin sudah cukup untuk menahan beban rencana. Untuk bentang utama yang panjang dan bentang yang tidak isometric yang menggunakan angker, variasi tatanan kabel tidak cukup dengan kebutuhan secara teknis tetapi harus menghasilkan konfigurasi dasar tatanan kabel longitudinal yaitu radiating, harp, fan, dan star (Podolny dan Scalzi,1976).
1. Tipe radiating
Merupakan sebuah susunan dimana kabel dipusatkan pada ujung atas menara dan disebar sepanjang bentang pada gelagar. Kelebihan tipe ini adalah kemiringan rata-rata kabel cukup besar sehingga komponen gaya horizontal tidak terlalu besar kabel yang terkumpul diatas kepala menara menyulitkan dalam perencanaan dan pendetailan sambungan.
2. Tipe Harp
Terdiri atas kabel-kabel penggantung yang dipasang sejajar dan disambungkan ke menara dengan ketinggian yang berbeda-beda satu terhadap yang lainnya. Susunan kabel yang sejajar memberikan efek estetika yang sangat indah namun terjadi lentur yang besar pada menara.
3. Tipe Fan
Merupakan solusi tengah antara tipe radiating dan tipe harp. Kabel disebar pada bagian atas menara dan pada dek sepanjang bentang, menghasilkan kabel tidak sejajar. Penyebaran kabel pada menara akan memudahkan pendetailan tulangan.
4. Tipe Star
Memiliki bentuk yang berlawanan dengan tipe radiating dimana kabel terpusat pada gelagar. Bentuk ini memberikan efek estetika yang baik namun menyulitkan pendetailan sambungan pada gelagar. Dukungan antara dua tumpuan tetap jembatan hanya ada pada pertemuan kabel sehingga momen lentur yang akan terjadi menjadi lebih besar.

2.3.2 Menara
Pemilihan bentuk menara sangat dipengaruhi oleh konfigurasi kabel, estetika, dan kebutuhan perencanaan serta pertimbangan biaya, Bentuk-bentuk menara dapat berupa rangka portal trapezoidal, menara kembar, menara A, atau menara tunggal. Selain bentuk menara yang telah disebutkan, masih banyak bentuk menara lain namun jarang digunakan seperti menara Y, menara V, dan lain sebagainya.
Menurut Podolny (1976), tinggi menara ditentukan dari beberapa hal seperti tipe sistem kabel, jumlah kabel dan perbandingan estetika dalam tinggi menara dan panjang bentang. Untuk itu direkomendasikan perbandingan antara bentang terpanjang dan tinggi menara antara 0,19-0,25.

2.3.3 Gelagar
Bentuk gelagar jembatan cable stayed sangat beragam namun yang paling sering digunakan ada dua yaitu stiffening truss dan solid web (Podolny dan Scalzi, 1976). Stiffening truss digunakan untuk struktur baja dan solid web digunakan untuk struktur baja atau beton baik beton bertulang maupun beton prategang.
Pada awal perkembangan jembatan cable stayed modern, stiffening truss banyak digunakan tetapi sekarang sudah mulai ditinggalkan dan jarang digunakan dalam desain, karena mempunyai banyak kekuranagan. Kekurangannya adalah membutuhkan fabrikasi yang besar, perawatan yang relatif sulit, dan kurang menarik dari segi estetika. Meskipun demikian dapat digunakan sebagai gelagar dengan alasan memiliki sifat aerodinamik yang baik. Dalam keadaan jembatan jalan raya disatukan dengan jembatan jalan rel dan biasanya menggunakan dek ganda yang bertingkat, truss dapat dipertimbangkan sebagai elemen utama dek.
Gelagar yang tersusun dari solid web yang terbuat dari baja atau beton cenderung terbagi atas dua tipe yaitu:
a. Gelagar plat (plat girder), dapat terdiri atas dua atau banyak gelagar.
b. Gelagar box (box girder) dapat terdiri atas satu atau susunan box yang dapat berbentuk persegi panjang atau trapezium.
Susunan dek yang tersusun dari gelagar plat tidak memiliki kekakuan torsi yang besar sehingga tidak dapat digunakan untuk jembatan yang bentangnya panjang dan lebar atau jembatan yang direncanakan hanya menggunakan satu bidang kabel penggantung. Dek jembatan yang menggunakan satu atau susunan box akan memiliki kekakuan torsi yang sangat besar sehingga cocok untuk jembatan yang memiliki kekauan torsi yang sangat besar.
Solid web yang terbuat dari beton precast mempunyai banyak keuntungan (Zarkasia dan Roliansjah,1995) antara lain:
a. Struktur dek cenderung untuk tidak bergetar dan dapat berbentuk aerodinamis yang menguntungkan.
b. Komponen gaya horizontal pada kabel akan mengaktifkan gaya tekan pada system dek dimana beton sangat cocok untuk menahan gaya desak.
c. Beton mempunyai berat yang sangat besar sehingga perbandingan beban hidup dan beban mati menjadi kecil, sehingga perbandingan lendutan akibat beban hidup dan beban mati tidak besar.
d. Pemasangan bangunan atas dan kabel yang realtif mudah dengan teknik prestressing masa kini, prefabrikasi, segmental,dan mempunyai kandungan local yang tinggi.
e. Pemeliharaan yang lebih mudah karena beton tidak berkarat seperti pada baja.
BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan
Jembatan gantung adalah jembatan yang berfungsi sebagai pemikul langsung beban lalu lintas yang melewati jembatan tersebut, terdiri dari lantai jembatan, gelagar pengaku, batang penggantung, kabel pemikul dan pagar pengaman.Seluruh beban lalu lintas dan gaya-gaya yang bekerja dipikul oleh sepasang kabel pemikul yang menumpu di atas 2 pasang menara dan 2 pasang blok angkur (Surat Edaran Menteri PU, 2010).
Jembatan cable stayed merupakan tipe jembatan bentang panjang yang estetis dan sering digunakan sebagai prasarana transportasi yang penting. Struktur jembatan ini terdiri dari gabungan berbagai komponen struktural seperti pilar, kabel dan dek Jembatan. Dek jembatan digantung dengan kabel prategang yang diangkur pada pilar. Dengan demikian, semua gaya-gaya gravitasi maupun lateral yang bekerja pada dek jembatan akan ditransfer ke tanah melalui kabel dan pilar. Kabel akan menerima gaya tarik sedangkan pilar memikul gaya tekan yang sangat besar disamping efek lentur lainnya (Yuskar dan Andi,2005).
Jembatan gantung sudah banyak jumlahnya dan sering ditemui disekitar lingkungan masyarakat. Jembatan gantung maupun jembatan cable stayed sangat mendukung lalu lintas perjalanan kendaraan. Jembatan ini menghubungkan dari tempat ke tempat yang terpisah oleh jurang, sungai atau selat dan lainnya. Selama ini masih dikembangkan teknologi baru untuk jembatan gantung dan jembatan cable stayed kedepannya kedua jembatan ini menjadi lebih sempurna lagi.
DAFTAR PUSTAKA

Anggraeni I.,2008. Studi Parameter Desain Dimensi Elemen Struktur Gantung Pejalan Kaki dengan Bentang 120 m. Jurnal Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Bandung, Bandung.
Ariestadi, Dian. Teknik Struktur Bangunan Jilid 2 untuk SMK. Jakarta: Pusat
Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, h. 429 – 462.
Departemen Pekerjaan Umum, 2008. Pedoman Perencanaan dan Pelaksanaan Jembatan Gantung Pejalan Kaki, “Pd X-XXXXXX-B,“. Departemen PU, Jakarta.
Podolny & Scalzi, 1976. Construction and Design of Cable Stayed Bridges. New York: Wiley & Sons Inc.
Schodeck, 1991. Struktur (Alih Bahasa : Suryoatmojo).Jakarta: PT. Eresco.
Steiveman, D.B.,1953. A Practical Treatise on Suspension Bridges. New York: Wiley & Sons Inc.
Supriyadi, B. & Muntohar, A.S.,2007. Jembatan. Yogyakarta: Beta Offset.
Surat Edaran Menteri Pekerjaan Umum, 2010. Pemberlakuan Pedoman Perencanaan dan Pelaksanaan Konstruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki. Kementerian Pekerjaan Umum, Jakarta.
Walther, R.,1988. Cable Stayed Bridges. London: Thomas Telford.
Yuskar, L. & Andi, I.,2005. Kajian Sambungan antara Pilar dan Kabel
pada Jembatan Cable Stayed. Jurnal Teknologi, Departemen Teknik Sipil Universitas Indonesia.
Zarkast I., & Roliansjah,S.,1995. Perkembangan Akhir Jembatan Cable Stayed. Makalah pada Konferensi Regional Teknik Jalan (KRTJ) IV, Padang.