Analisis Struktur Dermaga Deck on Pile Terminal Peti Kemas Kalibaru 1A Pelabuhan Tanjung Priok Julfikhsan Ahmad Mukhti Program Studi Sarjana Teknik Kelautan ITB, FTSL, ITB
[email protected] Kata kunci: Dermaga, Deck on Pile, Analisis Struktur, SACS 5.3, Beton Bertulang
ABSTRAK Dalam rangka pembangunan terminal peti kemas di Kalibaru, Jakarta Utara, dibutuhkan infrastruktur berupa dermaga sebagai tempat bersandarnya kapal peti kemas serta tempat terjadinya kegiatan muat dan bongkar peti kemas. Perencanaan sebuah dermaga perlu memenuhi kriteria-kriteria tertentu sehingga diperoleh dimensi serta konfigurasi dari dermaga yang direncanakan. Analisis struktur pada suatu bangunan dilakukan untuk mengetahui kekuatan suatu struktur berdasarkan dimensi-dimensi yang telah ditetapkan serta kondisi lingkungan pada tempat struktur dibangun. Analisis struktur juga diperlukan untuk mengetahui gaya-gaya dalam pada elemen-elemen struktur sehingga dimensi dan konfigurasi penulangan pada struktur beton dapat ditentukan.
PENDAHULUAN Dalam rangka menyambut era perdagangan bebas, kondisi kepelabuhanan dan angkutan laut di Indonesia perlu dipersiapkan dengan baik untuk mengantisipasi perkembangan pesat sektor pelabuhan dan angkutan laut dunia, seperti meningkatnya arus barang dan kecenderungan ukuran kapal yang makin besar. Untuk itu Kantor Otoritas Pelabuhan Tanjung Priok bersama PT Pelabuhan Indonesia II (Persero) berencana akan membangun Terminal Kalibaru seluas 405,6 Hektar yang terletak di sebelah utara Tanjung Priok. Terminal tersebut direncanakan mampu melayani kapal hingga 160.000 DWT. Lokasi dari terminal tersebut beserta dermaganya ditunjukkan pada Gambar 1.
Lokasi Dermaga Terminal Peti Kemas 1A Tanjung Priok
Gambar 1 Peta Pelabuhan Tanjung Priok dan lokasi Terminal Peti Kemas 1A Pada Tugas Akhir ini dilakukan penentuan kriteria desain, penentuan dimensi struktur, dan analisis struktur dengan SACS 5.3. Berdasarkan output dari SACS 5.3, struktur yang analisis akan dicek sesuai dengan persyaratannya dan ditentukan konfigurasi penulangan untuk elemen struktur beton. METODOLOGI DAN TEORI Metodologi yang digunakan dalam analisis ini dijelaskan pada diagram alir yang terdapat pada Gambar 2. Mulai
Penentuan Kriteria Desain
Penentuan Dimensi Struktur
Selesai
Perhitungan Beban Struktur
Gambar Desain Dermaga dan Tulangan
Analisis Struktur dengan SACS 5.3
Perhitungan Penulangan Elemen Beton
Gambar 2 Metodologi Studi Dermaga yang direncanakan memiliki total panjang 900 m, lebar 58,5 m, dan kedalaman perairan hingga 16 m LWS setelah dikeruk. Berdasarkan kriteria dari The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan (OCDI), Technical Standards and Commentaries for Port and Harbour Facilites in Japan, kedalaman minimum perairan adalah 1,1 dari draft kapal sehingga didapat draft kapal terbesar adalah 14,54 m. Gelombang yang dipakai dalam desain adalah 4,09 m dengan periode 9,96 s yang merupakan gelombang untuk periode ulang 100 tahun. Kecepatan arus terbesar pada perairan sekitar dermaga adalah 1 m/s, namun untuk perhitungan gaya berthing arus yang digunakan adalah 0,36 m/s
dimana titik tinjau arus tersebut merupakan titik terdekat dengan lokasi pembangunan dermaga. Tunggang pasang surut pada daerah Tanjung Priok adalah 107,82 cm. Kecepatan angin maksimum adalah 10,54 m/s Tanah keras pada laokasi pembangunan terdapat pada kedalaman 24 m dari dasar laut. Berdasarkan data lingkungan tersebut, maka dipilih dermaga jenis deck on pile untuk mengakomodasi dalamnya perairan yang mengakibatkan struktur jenis sheet pile dan solid berth tidak efisien dan kapal Maersk Triple E dengan DWT 165.000 ton, panjang 400 m, lebar 59 meter dan draft maksimum 14,5 m. HASIL DAN ANALISIS Elevasi lantai dermaga dibangun dengan penjumlahan dari setengah tinggi gelombang ditambah freeboard dan elevasi pasang tertinggi dan diperoleh elevasi minimum +3,625 m LWS, namun agar lebih konservatif dipilih elevasi dek +4,5 m LWS. Desain awal tebal pelat dan balok mengacu pada SNI 03-2847-2002 yang selanjutnya dianalisis punching shear. Berdasarkan ketentuan tersebut, didapatkan tebal pelat minimum adalah 291,6 mm dan tebal balok minimum 378 mm. Tebal pelat yang digunakan adalah 500 mm dan dimensi penampang balok yang digunakan adalah 1000 mm x 1000 mm untuk balok melintang dan memanjang selain rel serta 1800 mm x 1500 mm untuk balok rel. Tiang pancang yang digunakan dalam perencanaan dermaga ini merupakan tiang pancang baja dengan diameter luar 910,00 mm dan tebal dinding 22,2 mm. Pile cap yang digunakan pada dermaga yang direncanakan ada tiga jenis yaitu pile cap 1 berukuran 2,70 x 2,40 x 2,40 meter (panjang x lebar x tinggi) yang menahan fender, pile cap 2 berukuran 1,50 x 1,50 x 1,60 meter yang hanya menopang balok selain balok rel, dan pile cap 3 berukuran 4,55 x 1,60 x 2,20 yang menopang balok rel. Beban pada dermaga terbagi menjadi enam jenis yaitu beban mati, beban hidup, beban lingkungan, beban berthing, beban mooring, dan beban gempa. Beban mati pada dermaga merupakan beban akibat berat dermaga sendiri yang terdiri dari pelat, balok, pile cap, bollard, fender, dan tiang. Perhitungan beban ini dilakukan secara otomatis oleh SACS 5.3 kecuali untuk beban pile cap dimana dimasukkan sebagai beban terpusat pada joint dermaga. Beban fender pada dermaga berasal dari fender SCN1400 E2.2 dari Fentek Marine Fendering Systems dan beban bollard berasal dari bollard 200 ton dengan beban sebesar 38,47 kN. Beban hidup yang dipakai adalah beban merata akibat truk T-45 sebesar 28,57 kN/m2 dan beban dari crane dengan berat 1050 ton yang didistribusikan pada tiap roda crane.
Beban crane mengacu pada Liftech, The Future of Quayside Container Cranes dimana crane yang digunakan merupakan crane post-panamax 20 wide. Beban lingkungan berupa gelombang terdiri dari beberapa jenis yaitu beban gelombang, arus dan angin. Beban gelombang dihitung dengan pendekatan Morison seperti yang terdapat pada OCDI dimana beban gelombang merupakan penjumlahan dari dua komponen yaitu gaya seret (drag) dan gaya inersia. Beban angin dihitung secara otomatis oleh SACS 5.3 dengan jenis gelombang Airy, sedangkan beban arus diperoleh dari persamaan Morison yang terbatas pada gaya seret saja dan didapat beban 0,46 kN/m. Perhitungan beban mooring dan berthing mengacu pada OCDI dimana beban mooring terdiri dari beban mooring akibat arus dan beban mooring akibat angin yang masing-masing ditinjau untuk arah vertikal dan horizontal. Berdasarkan tabel rated energy yang terdapat pada Fentek Marine Fendering Systems, fender yang digunakan merupakan fender tipe SCN 1400 E2.2 dan berdasarkan OCDI, bollard yang digunakan adalah bollard 200 ton. Perhitungan untuk beban gempa mengacu pada SNI 1726-2003, dimana Tanjung Priok terletak pada wilayah gempa 3 dan diasumsikan berada pada tanah lunak agar desain lebih konservatif. Analisis struktur dikerjakan dengan perangkat lunak SACS 5.3 dan menghasilkan output berupa unity check ratio, defleksi, gaya dalam tiang pancang dan balok, serta reaksi perletakan. Unity check ratio terbesar hasil analisis struktur adalah 0,85 sehingga memenuhi syarat yaitu dibawah 1,00, sedangkan defleksi terbesar adalah -3,26 cm dimana defleksi terbesar yang diizinkan menurut SNI-1729-2002 adalah panjang tiang / 200 sehingga memenuhi syarat. Output berupa gaya dalam digunakan untuk perhitungan penulangan elemen struktur beton yaitu balok, pelat, dan pile cap. Penulangan elemen struktur beton mengacu pada SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung dan Peraturan Beton Bertulang Indonesia tahun 1971. Perhitungan yang dilakukan pada tahap penulangan elemen struktur beton antara lain adalah penulangan lentur, penulangan geser, serta punching shear.
KESIMPULAN Hasil dari Tugas Akhir ini adalah berupa dimensi dermaga dan konfigurasi penulangan elemen beton dermaga seperti pada Tabel 1, Tabel 2, dan Tabel 3.
Tabel 1 Dimensi dan penulangan pada balok Dermaga 1A Nomor Balok Properti 1
2
3
4
5
6
7
8
Tinggi (m)
1
1
1
1
1.8
1
1
1
Panjang (m)
5
3
2
7
5
1.5
2
2
Lebar (m)
1
1
1
1
1.5
1
1
1
Tebal selimut beton (mm)
75
75
75
75
75
75
75
75
Diameter tulangan lentur (mm)
25
25
25
25
25
25
25
25
Jumlah tulangan bawah (My(-)) (buah)
13
13
13
15
21
13
15
13
Jumlah tulangan atas (My(+)) (buah)
11
11
11
7
17
11
7
11
Diameter tulangan Sengkang (mm)
12
12
12
12
16
12
12
12
Jarak antar sengkang (mm)
150
150
150
150
85,2
150
150
150
Tabel 2 Dimensi dan penulangan pada pelat Dermaga 1A Properti
Nomor Pelat 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Panjang (m)
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
Lebar (m)
7
2
7
7
7
7
2
2
2
2
Tinggi (m)
5
5
2
3
1.5
2
3
2
2
1.5
Tebal selimut beton (mm)
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
Diameter tulangan (mm)
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
Jarak antar tulangan arah X (Mx(-)) (mm)
150 150 150 150 150 150 150 150
150
150
Jarak antar tulangan arah Y (My(-)) (mm)
150 100 150 150 150 150 150 150
150
150
Tabel 3 Dimensi dan penulangan pada pile cap Dermaga 1A Properti
Nomor Pile Cap 1
2
3
Panjang (m)
2,70
1,60
4,55
Lebar (m)
2,40
1,50
1,60
Tinggi (m)
2,40
1,50
2,20
Diameter tulangan (mm)
25
25
25
Jarak antar tulangan arah X (mm)
54,5
76,6
55,3
Jumlah tulangan arah X
40
17
25
Jarak antar tulangan arah Y (mm)
56,3
85,0
64,6
Jumlah tulangan arah Y
45
16
68
REFERENSI Badan Standardisasi Nasional, 2002. SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, Bandung Badan Standardisasi Nasional, 2003, R-SNI T-02-2005 Standar Pembebanan untuk Jembatan, Jakarta Badan Standardisasi Nasional, 2003. SNI 03-1726-2003 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, Jakarta Badan Standardisasi Nasional, SNI-1729-2002 Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, Jakarta Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik, 1971. Peraturan Beton Bertulang Indonesia, Bandung PT Pelabuhan Indonesia II, 2001. Studi Kelayakan Terminal Rencana Pengembangan Terminal Curah dan Petikemas Pelabuhan Tanjung Priok, Jakarta PT Pelabuhan Indonesia II, 2012. Kerangka Acuan Analisis Dampak Lingkungan Hidup Pembangunan Pelabuhan di Utara Kalibaru Juli 2012, Jakarta The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan (OCDI), 2002. Technical Standards and Commentaries for Port and Harbour Facilites in Japan, Jepang
