DESAIN STRUKTUR DERMAGA CURAH CAIR CPO PELINDO 1 DI PELABUHAN KUALA TANJUNG, MEDAN, SUMATERA UTARA Rida Desyani Program Studi Sarjana Teknik Kelautan FTSL, ITB
[email protected] Kata Kunci : Dermaga, Struktur, Desain, Jetty Dolphin ABSTRAK P.T Perkebunan Nusantara III bekerja sama dengan Pelindo I untuk membuat dermaga CPO di Pelabuhan Kuala Tanjung, Sumatera Utara. Dermaga jenis dolphin ini perlu dianalisis kekuatan strukturnya agar dapat melayani kapal dengan kapasitas 20.000-40.000 DWT. Dermaga CPO ini dimodelkan agar dapat menahan gaya lingkugan (gelombang, arus, angin, gempa, dll), berthing, mooring, dan lainya dengan bantuan software SAP2000. Struktur dermaga dikatakan kuat dan layak melayani kapal karena sudah memenuhi syarat unity check ratio, defleksi, dan kelangsingan tiang sesuai SNI (Standar Nasional Indonesia). Selain desain kekuatan strukturnya, pada tugas akhir ini juga didesain penulangan pada komponen beton bertulang struktur dolphin. Setelah melakukan analisis desain kekuatan struktur dan penulanganya, struktur dolphin yang didesain telah memenuhi kriteria kekuatan struktur dan mampu melayani kapal dengan kapasitas 20.000-40.000 DWT. PENDAHULUAN P.T Perkebunan Nusantara III memperluas kawasan industri Sei Mangke dan meningkatkan produksi CPO menjadi 6,57 juta ton per tahun. Untuk menunjang distribusi ekspor dan impor CPO, Pelindo I (Pelabuhan Indonesia I) berencana untuk membangun sebuah terminal CPO baru dengan jenis dermaga dolphin yang berkapasitas 2,4 juta ton di Pelabuhan Kuala Tanjung, Sumatera Utara. Dermaga CPO baru ini dibangun untuk memfasilitasi tambat dan bongkar muat kapal curah cair dengan kapasitas 20.000-40.000 DWT (Dead Weight Ton). Secara geografis, dermaga CPO milik Pelindo I ini terletak pada posisi 03˚ 23’ 17,72” LU dan 99˚ 27’ 15.07” BT, seperti pada Gambar 1. Pada tugas akhir ini akan didesain struktur dermaga curah cair jenis dolphin agar mampu beroperasi untuk menangani kapal yang akan bertambat di lingkungan Pelabuhan Kuala Tanjung pada tahun 2016 mendatang.
1
Gambar 1. Lokasi dermaga CPO Pelindo 1 Kuala Tanjung Sumber : (http://www.google.com/earth/, diakses tanggal 23 Januari 2015) TEORI DAN METODOLOGI Dermaga Curah Cair CPO ini terdiri dari empat jenis struktur yaitu loading platform, trestle, breasting dolphin, dan mooring dolphin. Dimensi dari seluruh jenis struktur dermaga yang telah disebutkan di atas didesain untuk melayani kapal dengan kapasitas tertentu dengan memperhitungkan kondisi lingkungan seperti gelombang, arus, pasang surut, angin, batimetri laut dan tanah. Loading platform ditentukan luasnya dari jarak putar crawler crane, sedangkan lebar trestle ditentukan dari lebar crawler crane ditambah dengan lebar piperack. Luas breasting dan mooring dolphin ditentukan dari jumlah tiang pancang yang digunakan. Ketinggian seluruh jenis struktur ditentukan dari kedalaman perairan, tinggi gelombang signifikan, tinggi muka air laut saat kondisi pasang dan fixity point. Setelah ditentukan dimensi luasanya, maka dapat ditentukan komponen-komponen struktur beton dermaga dolphin seperti balok dan pelat berdasarkan referensi SNI (Standar Nasional Indonesia) tahun 2002. Struktur pelengkap dermaga seperti fender dan bollard ditentukan dari perhitungan gaya mooring dan breasting berdasarkan BS (British Standard). Setelah ditentukan kriteria desain dan dihitung seluruh gaya-gaya yang mengenai struktur, struktur dimodelkan dengan software SAP2000. Pengecekan kelayakan struktrur ditentukan dari keluaran SAP2000 seperti unity check ratio, defleksi dan kelangsingan tiang. Untuk penulangan struktur ditentukan dari gaya dalam hasil keluaran SAP2000. Tulangan yang dipakai pada balok adalah tulangan lentur dan tulangan geser. Pada pelat dipasang tulangan lentur dan pada pilecap dipasang tulangan terusan dari balok. Selain dipasang tulangan, pada pelat dan pilecap diperiksa dengan perhitungan punching shear. Seluruh ketentuan tulangan mengikuti referensi SNI 03-2847-2002.
2
HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil desain, didapatkan dimensi loading platform adalah 20 m x 20 m dengan 4 buah loading arm, 4 jalur pipa dan 25 buah tiang mutu A252 (ø813 mm – 19mm). Lebar trestle adalah 8 meter (5 meter akses jalan dan 3 meter piperack) dengan panjang trestle 2,4 km. Trestle dibagun setiap section dengan panjang section 200 m dan jarak antar section 3 cm. Jarak antar section ini dibutuhkan untuk jarak muai beton. Tiang pancang trestle yang digunakan adalah tiang pancang dengan mutu A252 (ø611mm – 14,3mm) . Terdapat 2 pasang breasting dolphin masing- masing berjarak 50 meter dan 80 meter dengan ukuran 6 m x 6 m dan 9 buah tiang mutu A252 (ø965 mm – 22mm). Breasting dolphin dalam (jarak breasting dolphin 50 m) digunakan untuk melayani kapal 20.000 DWT, sedangkan breasting dolphin luar (jarak breasting dolphin 80 m) digunakan untuk melayani kapal 40.000 DWT. Selain itu terdapat 2 pasang mooring dolphin dengan ukuran 4m x 4m dengan 5 buah tiang mutu A252 (ø813 mm – 22mm). Bollard yang digunakan pada breasting dan mooring dolphin adalah bollard 100 ton dan fender yang digunakan adalah fender dengan jenis Super Cone SCN 1200 E1.2 dari katalog fender Fentek. Layout dermaga CPO Pelindo 1 Kuala Tanjung ditunjukan pada Gambar 2. Hasil pemodelan output loading platform, breasting dolphin, mooring dolphin, dan trestle ditunjukan pada Gambar 3, 4 ,5 , dan 6.
Gambar 2. Layout dermaga CPO Pelindo 1 Kuala Tanjung
3
Gambar 3. Hasil output UCR loading platform
Gambar 4. Hasil output UCR breasting dolphin
Gambar 5. Hasil output UCR mooring dolphin
4
Gambar 5. Hasil output UCR trestle
Seluruh bagian struktur dolphin adalah deck on pile dengan elevasi struktur adalah 6,5 meter diatas LLWL dengan kedalaman dermaga 13 meter. Pada Tabel 1 dirangkum seluruh hasil pengecekan kelayakan kekuatan struktur yaitu unity check ratio, defleksi, dan kelangsingan tiang. Material beton yang digunakan adalah K-450 dengan tulangan BJTD 30 untuk loading platform dan trestle, dan BJTD 40 untuk mooring dan breasting dolphin. Pada Tabel 2 dirangkum seluruh hasil penulangan struktur dolphin. Tabel 1. Pengecekan unity check ratio, defleksi, dan kelangsingan tiang No
Nama Struktur
1 Loading Platform (LRFD) 2 Loading Platform (ASD) No
Nama Struktur
1 Breasting Dolphin (LRFD) 2 Breasting Dolphin (ASD) No
Nama Struktur
1 Mooring Dolphin (LRFD) 2 Mooring Dolphin (ASD) No 1 2
Nama Struktur Trestle (LRFD) Trestle (ASD)
Panjang Tiang 26,5 Panjang Tiang 26,9 Panjang Tiang 26,9 Panjang Tiang 26,5
Defleksi Izin Panjang Tiang/300 Combo COM 5.5 0,0883 COM 5.7 Defleksi Izin Panjang Tiang/300 Combo COM 3.1 0,0897 COM 3.1 Defleksi Izin Panjang Tiang/300 Combo COM 3.1 0,0897 COM 3.1 Defleksi Izin Panjang Tiang/300 Combo COM 3.1 0,0883 COM 3.1
Nilai Maksimum Defleksi (m) U1 Combo U2 0,073 COM 5.5 0,074 0,062 COM 5.7 0,071 Nilai Maksimum Defleksi (m) U1 Combo U2 0,071 COM 3.2 0,082 0,069 COM 3.2 0,084 Nilai Maksimum Defleksi (m) U1 Combo U2 0,072 COM 3.2 0,073 0,069 COM 3.2 0,076 Nilai Maksimum Defleksi (m) U1 Combo U2 0,086 COM 3.2 0,086 0,088 COM 3.2 0,088
UCR < 1 Combo COM 2 COM 2
Nilai
Combo
Kelangsingan Tiang KL/r < 200
0,75 COM 5.5 94,38 0,77 COM 5.7 UCR < 1 Kelangsingan Tiang
Nilai Combo KL/r < 200 Combo COM 3.1 0,74 COM 3.2 80,66 COM 3.1 0,73 COM 3.2 UCR < 1 Kelangsingan Tiang Nilai Combo KL/r < 200 Combo COM 3.2 0,75 COM 3.2 95,98 COM 3.2 0,76 COM 3.2 UCR < 1 Kelangsingan Tiang Nilai Combo Combo COM 3.1 0,75 COM 5.5 COM 3.1 0,77 COM 5.1
KL/r < 200 125,25
5
Tabel 2. Rangkuman penulangan struktur
Rekapitulasi Penulangan Struktur Dermaga Dolphin Arah Mutu Jenis Diameter Jumlah Jarak Antar Punching Penulangan Tulangan Tulangan Tulangan Tulangan Tulangan Shear (mm) Atas 5 Lentur 52 Balok 1 (2m) Bawah 5 Geser 260 Atas 5 Lentur 52 Balok 2 (4m) Bawah 5 Geser 260 Loading Arah X 10 200 Pelat 1 (2m x 2m) Platform Arah Y 10 200 Arah X 13 150 Pelat 2 (2m x 4m) Arah Y 13 350 Lentur OK Arah X 16 250 Pelat 2 (4m x 4m) Arah Y 16 250 Atas 5 52 Pilecap Bawah 5 52 Atas 5 52 Lentur Balok 1 (1m) Bawah 5 52 Geser 150 Atas 5 52 BJTD 30 Lentur 16 mm Balok 2 (2,5 m) Bawah 5 52 Geser 150 Atas 5 52 Lentur Balok 3 (3m) Bawah 5 52 Geser 150 Atas 5 52 Balok 4 (5 m) Bawah Lentur 5 52 Trestle Geser 150 Arah X 10 250 Pelat 1 (1m x 2,5m) Arah Y 10 100 Arah X 13 200 Pelat 2 (2,5m x 3m) Arah Y 13 250 Arah X 17 300 Pelat 3 (1m x 5m) Lentur OK Arah Y 10 100 Arah X 17 300 Pelat 4 (3m x 5m) Arah Y 15 300 Atas 5 52 Pilecap Bawah 5 52 Atas 18 360 Lentur Breasting Dolphin Bawah 18 360 Samping Pengikat 2 780 BJTD 40 25 mm OK Atas 12 380 Lentur Mooring Dolphin Bawah 12 380 Samping Pengikat 2 780 Mutu Beton K-450 Struktur
6
Berdasarkan hasil analisis dermaga sudah kuat menahan beban yang bekerja, hal ini ditinjau dari hasil UCR (dengan dua faktor beban, yaitu LRFD dan ASD), defleksi, kelangsingan tiang dan pengecekan punching shear sesuai standar SNI. Struktur dermaga Curah Cair CPO yang didesain telah memenuhi kriteria kekuatan struktur dan mampu melayani kapal dengan kapasitas 20.00040.000 DWT.
KESIMPULAN DAN SARAN Dari hasil penulangan diatas, didapat bahwa semua tulangan lentur pada balok merupakan tulangan minimum. Hal ini menunjukan bahwa bentang balok pada struktur cukup pendek dan tiang yang dipakai cukup banyak, sehingga gaya momen lentur yang terjadi di balok tersebut kecil. Seluruh jarak antar tulangan geser (sengkang) baik pada balok loading platform dan trestle melebihi batas jarak antar tulangan geser maksimum. Hal ini menunjukan bahwa bentang balok cukup pendek sehingga gaya geser yang terjadi di balok tersebut kecil. Agar lebih optimal dalam pengerjaan tugas akhir ini, dimensi pilecap dan pelat dapat dianalisis kembali agar penggunaan material struktur lebih optimal. Diperlukan juga data tanah dengan titik yang lebih banyak agar perhitungan semakin akurat. Perhitungan ini hanya sebagai contoh perhitungan struktural dalam kondisi sudah terpasang, pada kenyataannya desain tulangan harus dirancangkan dengan mempertimbangkan proses pemasangan, apakah menggunakan precast atau in situ, penyambungan beton dan tulangan, dan kondisi-kondisi lainnya.
DAFTAR PUSTAKA American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). 2004. A Policy on Geometric Design of Highways and Streets. Washington DC. Badan Standardisasi Nasional. 2002. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Jakarta. Badan Standardisasi Nasional. 2002. SNI-1729-2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung. Jakarta. Badan Standardisasi Nasional. 2003. SNI 03-1726-2003. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung. Jakarta. British Standard Institution (BSI). 2010. British Standard (BS) 6349-4:1994. Maritime Structures – Part 4 : Code of Practice for Design of Fendering and Mooring System. London 7
British Standard Institution (BSI). 2010. British Standard 6349-1:2010 Maritime Structures – Part 1 : Code of Practice for General Criteria. London. British Standard Institution (BSI). 2010. British Standard (BS) 6349-1:2010 Maritime Structures – Part 2 : Code of Practice for Criteria For Design of Quay Walls, Jetties, and Dolphins. London. Gaythwaite, JW, 2004. Design of Marine Facilities for the Berthing, Mooring, and Repair of Vessel 2nd edition. American Society of Civil Engineers. Virginia. Goda, Yoshimi. 2010. Random Seas And Design Of Maritime Structures. World Scientific. Yokohama. Pillai, S. Unnikrishna dan Menon, Devdas. 2003. Reinforced Concrete Design. Tata McGraw-Hill. New Delhi. Thoresen,Carl.A, 2003. Port Designer’s Handbook. Thomas Telford Publishing. London.
8
