JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-8
1
EVALUASI KEKUATAN STRUKTUR UTAMA JEMBATAN KUTAI KERTANEGARA SAAT PEMELIHARAAN SEBELUM JEMBATAN RUNTUH I Wayan Hendra Adi Sanjaya, Priyo Suprobo, Pujo Aji, Bambang Picesa Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Tenik Sipil dan Perencanaan Intitut Teknologi Sepuluh November Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail :
[email protected] Abstrak - Jembatan merupakan suatu bagian dari jalan raya yang berfungsi untuk menghubungkan jalan yang terputus karena adanya rintangan seperti sungai, danau, lembah, jurang, dan lain sebagainya. Salah satu jenis type jembatan bentang panjang adalah jembatan gantung. Jembatan Kutai Kertanegara merupakan jembatan dengan type jembatan gantung dengan panjang total mencapai 710 m dengan bentang utama 450 m dan tinggi pilon 37 m. Jembatan Kutai Kertanegara mengalami keruntuhan pada saat dilakukannya jacking yang mana merupakan salah satu dari upaya pemeliharaan jembatan. Untuk mengetahui prilaku struktur utama Jembatan Kuta Kertanegara sesaat sebelum jembatan runtuh, maka analisa terhadap kontruksi jembatan Kutai Kertanegara dibagi dalam tiga kondisi yaitu : kondisi I menganalisa keadaan dimana jembatan Kutai Kertanegara baru selesai dibangun pada tahun 2000, kondisi II menganalisa keadaan kontruksi jembatan Kutai Kertanegara pada saat terjadi pergeseran blok angkur disisi Samarinda yang menyebabkan ujung pilon disisi Samarinda miring 15 cm kearah tenggarrong pada tahun 2008, dan kondisi ke III menganalisa keadaan kontruksi jembatan saat dilakukannya proses jecking sebagai bagian dari proses pemeliharaan jembatan pada tahun 2011. Berdasarkan analisa yang telah dilakukan terhadap kondisi kemampuan struktur utama jembatan bagian atas terhadap gaya-gaya dalam yang terjadi disetiap kondisi yang ditinjau, disimpulakan bahwa seluruh struktur utama
jembatan mampu memikul gaya-gaya dalam yang terjadi.. Kata kunci : jembatan kukar, suspension bridge, pemeliharaan jembatan gantung, evaluasi jembatan kukar, keruntuhan jembatan kukar. I PENDAHULUAN Jembatan Kutai Kartanegara merupakan jembatan tipe Suspension yang terpanjang di Indonesia saat ini dan melintas di atas Sungai Mahakam yang berada di Kota Tenggarong, Kabupaten Kutai, Provinsi Kalimantan Timur dengan panjang total mencapai 710 m. Pada tahun 2001 hingga 2006 Dinas PU Kukar mengadakan kontrak dengan sebuah perusahaan swasta untuk melakukan monitoring stabilitas jembatan [1]. Kemudian pada tahun 2007 dilakukan penanganan untuk Jembatan Kutai Kartanegara. Kementerian Pekerjaan Umum mengeluarkan rekomendasi untuk penanganan tersebut, yaitu pengencangan baut-baut clamp serta adjustment hanger untuk mendapatkan camber sesuai rencana tapi hal ini ternyata tidak dilakukan, penggantian atau pemasangan expansion joint, dan pengisian pasir pada blok angkur sisi Tenggarong untuk menambah berat blok angkur [2]. Pada tahun 2008, pergerakan di pilar 3 sudah tidak bertambah. Dari pengukuran ulang diketahui ternyata pilon 1 miring 15-30 cm kearah Tenggarong dan pilon 2 miring 8-10 cm kearah Samarinda [1]. Pada tanggal 24 November 2011 dilakukan pengamatan visual dan dinyatakan bahwa jembatan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-8
2 kurang terawat meskipun kondisi materialnya masih baik. Pada saat itu sedang dilakukan rehabilitasi jembatan yang dilaksanakan oleh kontraktor pemeliharaan dengan masa kontrak 11 Oktober - 12 Desember 2011 dengan anggaran Kabupaten Kukar. Rehabilitasi yang akan dilaksanakan adalah penyesuaian camber lantai jembatan, penggantian baut clamp, pengencangan baut clamp, pengecekan dan pengencangan baut rangka baja [1]. Pada tanggal 26 Nopember 2011 dilakukannya penyesuaian camber lantai jembatan. Tidak ada penutupan atau manajemen lalu lintas saat dilakukannya proses tersebut. Pengangkatan tahap satu dilakukan di bagian tengah bentang jembatan sebesar 15 cm untuk sisi hulu, dan 10 cm pada sisi hilir. Kemudian antara pukul 16.0016.30 Wita jembatan kutai kertanegara mengalami keruntuhan saat dilakukannya upaya pemeliharaan tersebut [1]. II METODE PENELITIAN Penelitian yang dilakukan disini secara garis besar melalui proses sebagai berikut : 1. Pengumpulan data-data yang diperlukan seperti studi literature dan data sekunder, dari system jembatan suspension 2. Pembebanan menggunakan acuan [3]. Bebanbeban yang bekerja antara lain berat sendiri jembatan, Beban lajur “D”, beban UDL , beban KEL, dan beban jecking. 3. Pemodelan serta analisa struktur jembatan menggunakan bantuan software perhitungan struktur komersial. Kondisi pada pemodelan akan disesuaikan dengan keadaan jembatan kukar saat akan mengalami kerutuhan, mulai dari keadaan block angker yang bergeser, pergeseran posisi pilon, penurunan lantia kendaraan, pembebanan yang terkonsentrasi penuh pada ruas jalan jembatan akibat kemacetan, dan tegangan akibat jecking saat pemeliharaan. Hal ini bertujuan agar diperoleh kondisi struktus saat akan mengalami keruntugan serta gaya-gaya dalam yang bekerja pun akan dapat dianalisa. 4. Analisa kenampuan struktur utama pada jembatan yaitu rangka utama, hanger, clamp,
kabel penggantung, dan pilon [4]. Gaya-gaya yang diperoleh dari pemodelan pada software perhitungan struktur komersial dikontrol terhadap kemampuan masing element struktur. 5. Analisa perbandingan kemampuan komponen struktur utama jembatan kutai dengan gayagaya dalam yang terjadi. III ANALISA STRUKTUR Analisa struktur meliputi perhitungan pembebanan strukur, pemodelan dengan software, perhitungan kemampuan analisa struktur, dan perbandingan hasil analisa gaya-gaya dalam yang terjadi dengan kemampuan nominal struktur. 1. Perhitungan pembebanan struktur meliputi beban mati plat, beban hidup UDL dan KEL . 2. Pemodelan dengan menggunakan software analisa stkurtur komersial dengan acuan as built drawing. Adapun data material yang digunakan adalah sebagai berikut : a) Material Rangka Tabel 1. Data spesifikasi rangka jembatan (AS Built Drawing Mahakam II ) Batang
Profil
Mutu
Modulus Elastisitas
fy , fu
E
(Mpa)
(Mpa)
Profil rangka atas dan bawah
WF400x400x12x19
355, 490
200000
Profil rangka diagonal
WF400x300x9x12
355, 490
200000
Profil melintang atas
WF300x150x9x12
355, 490
200000
Profil ikatan angin
WF200x100x5,5x8
355, 490
200000
Profil gerlagar melintang bawah
WF800x300x12x22
355, 490
200000
b) Material Sambungan Rangka Sambungan yang digunakan merupakan sambungan tipe gesek dengan baut mutu tinggi sekelas M24 ASTM A-325 dengan Grade 8.8 fy = 525 MPa, fu = 825 MPa [5]. c) Material Hanger Tabel 2. Data Spesifikasi hanger Batang
Hanger
Profil
D63
Mutu
Modulus Elastisitas
fy , fu
E
(Mpa)
(Mpa)
580, 773
200000
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-8
3 d) Material Clamp Tabel 3. Data Spesifikasi Clamp. Frame
Clamp
Material
FCD 60
Mutu
Modulus Elastisitas
fy , fu
E
(Mpa)
(Mpa)
400, 600
200000
dibagi menjadi 5 step pergeseran blok angkur hingga menyebabkan ujung pilon bergeser 15 cm ke arah Tenggarong. Perhatikan gambar 3.
e) Material Main Cable Tabel 4. Data Spesifikasi Main Cable. Frame
Main cable
Profil
19 D57.9
Material
Galv. Spiral Wire Strand
Mutu
Modulus Elastisitas
fu
E
(Mpa)
(Mpa)
1631
167875
f) Material Pylon Tabel 5. Data Spesifikasi Pylon. Frame
Pilon baja
Material
ASTM A-252
Mutu
Modulus Elastisitas
fy , fu
E
(Mpa)
(Mpa)
241, 414
200000
Bedasarkan data dari as built drawing, model dibuat menggunakan Software analisa struktur komersial. Perhaatikan Gambar 2.
Gambar 2 Pemodelan stuktur pada software. 3. Analisa model pada setiap kondisi yang ditinjau a) Kondisi I Pada kondisi I yang ditinjau adalah kondisi dimana blok angkur jembatan masih belum mengalami pergeseran b) Kondisi II Pada kondisi II yang ditinjau adalah kondisi dimana blok angkur dibagian Samarinda jembatan mengalami pergeseran. Kondisi II ini
Gambar 3 Kondisi blok angkur bergeser c) Kondisi III Kondisi III yang ditinjau adalah kondisi dimana blok angkur jembatan disisi tenggarong telah mengalami pergeseran yang menyebabkan utung pilon diarah samarinda mengalami deformasi 15 cm kearah tenggarong yang kemudian diberikan gaya jecking pada tengah bentang. Pemberian jecking yang ditinjau dibagi menjadi 5 step penjeckingan, antara lain 3 kali disisi hulu kemudian dilanjutkan 2 kali disisi hilih. Setiap satu kali proses jecking diperoleh perpendekan hanger sebesar 5cm. Analisa kemampuan kapasitas masing-masing komoponen struktur dilakukan dengan metode acuan pada SNI [4]. Kemampuan masing-masing komponen struktur yang ditinjau direkapitulsi dan dibandingkan dengan gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur disetiap kondisi stuktur yang ditinjau untuk kemudian digrafikan dengan istilah stress ratio. Stress ratio adalah perbandingan gaya dalam yang terjadi dengan kemampuan kapasitas penampang struktur. IV HASIL ANALISA Semua kondisi yang ditinjau total menjadi sebelas step. Adapun hasil rekapitulasi stres ratio
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-8
4 dari masing-masing komponen struktur yang ditinjau pada setiap step adalah berupa grafik sebagai berikut: 1) Rangka Rekapitulasi stress ratio rangka yang ditampikan disini adalah dari hasil analisa profil WF400x400x12x19 yang mana merupakan profil rangka horizontal atas dan bawah. Batang profil dari rangka ini dipilih untuk ditampilkan karena pada batang inilah terjadi perubaha gaya dalam yang paling signifikan dari setiap kondisi yang ditinjau. Adapun hasi rekapitulasi stress ratio dari pada profil ini menunjukan terjadi pengikatan tegangan akibat pergeseran blok angkur. Kemudian tegangan pada rangka mulai menurun kembali saat dilakukannya proses jecking hingga mencapai stress ratio 0.49 untuk beban tekan dan 0.43 untuk beban tarik. Perhatikan gambar 4.
Gambar 5 grafik rasio main cable 3) Pylon Rekapitulasi interaksi moment dan axial tekan pada pylon menunjukan terjadi pengikatan gaya dalam yang terjadi akibat pergeseran blok angkur. Kemudian meningkat lagi saat dilakukannya proses jecking hingga menunjukan nilai interaksi sebesar 0.81. Perhatikan gambar 6.
Gambar 4 grafik rasio batang rangka 2) Main Cable. Rekapitulasi stress ratio pada main cable menunjukan terjadi penurunan tegangan akibat pergeseran blok angkur. Kemudian tegangan pada main cable mulai menikngkat kembali saat dilakukannya proses jecking hingga mencapai stress ratio 0.568 untuk beban aksial tarik. Perhatikan gambar 5.
Gambar 6 grafik interaksi pylon 4) Hanger Rekapitulasi stress ratio pada hanger menunjukan terjadi pengikatan tegangan akibat pergeseran blok angkur. Kemudian tegangan pada
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-8
5 hanger kembali menikngkat saat dilakukannya proses jecking hingga mencapai stress ratio 0.94 untuk hanger dibagian hulu dan 0.77 untuk hanger dibagian hilir. Perhatikan gambar 7.
6) Clamp hasil perhitungan geser dengan pengaruh korosi. Akibar pengaruh korosi, terjadi reduksi luasan penampanag sebesar 314.18x10-3 mm atau sekitar 0,85% dari sisi teluar penampang. Rekapitulasi stress ratio pada clamp menunjukan nilai sebsar 0.88 untuk hanger dibagian hulu dan 0.72 untuk hanger dibagian hilir. Perhatikan gambar 9.
Gambar 7 grafik rasio hanger 5) Clamp hasil perhitungan geser Rekapitulasi stress ratio pada clamp menunjukan terjadi pengikatan tegangan akibat pergeseran blok angkur. Kemudian tegangan pada clamp kembali menikngkat saat dilakukannya proses jecking hingga mencapai stress ratio 0.87 untuk hanger dibagian hulu dan 0.71 untuk hanger dibagian hilir. Perhatikan gambar 8.
Gambar 9 grafik rasio clam 2 7) Clamp hasil uji replika oleh BPPT Berdasarkan hasil pengujian dari Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi terhadap replika hanger diperoleh hasil Kemampuan tarik sebesar 1676,76 kN [6]. Rekapitulasi stress ratio pada clamp menunjukan nilai sebsar 0.98 untuk hanger dibagian hulu dan 0.80 untuk hanger dibagian hilir. Perhatikan gambar 10.
Gambar 8 grafik rasio clam 1 Gambar 10 grafik rasio clam 3
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-8
6 8) Clamp hasil uji existing oleh BPPT Berdasarkan hasil pengujian dari Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi terhadap exisiting clamp jembatan Kutai Kerta Negara diperoleh hasil Kemampuan tarik sebesar 1796,14 kN [7]. Rekapitulasi stress ratio pada clamp menunjukan nilai sebsar 0.89 untuk hanger dibagian hulu dan 0.75 untuk hanger dibagian hilir. Perhatikan gambar 11.
6. Clamp hasil perhitungan geser dengan pengaruh korosi mampu memikul gaya-gaya yang terjadi tanpa mengalami kegagalan. 7. Clamp hasil uji replika oleh BPPT mampu memikul gaya-gaya yang terjadi tanpa mengalami kegagalan. 8. Clamp hasil uji existing oleh BPPT mampu memikul gaya-gaya yang terjadi tanpa mengalami kegagalan.
DAFTAR PUSTAKA
Gambar 11 grafik rasio clam 4 IV KESIMPULAN Dari sebelas step yang dikondisikan untuk meninjau perilaku struktur utama atas Jembatan Kuta Kertanegara, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Seluruh profil dan sambungan pada rangka mampu memikul gaya dalam yang terjadi dari setiap step yang dikonsdisikan tanpa mengalami kegagalan. 2. Main cable mampu memikul gaya-gaya yang terjadi tanpa mengalami kegagalan. 3. Pylon mampu memikul gaya-gaya yang terjadi tanpa mengalami kegagalan. 4. Hanger mampu memikul gaya-gaya yang terjadi tanpa mengalami kegagalan. 5. Clamp hasil perhitungan geser mampu memikul gaya-gaya yang terjadi tanpa mengalami kegagalan.
[1] Dinas Pekerjaan Umum, 2011. “Resume Jembatan Kutai Kertanegara” Tenggarong. [2] Presentasi bahan rapat Menteri Pekerjaan Umum pada rapat kerja komisi V DPR RI 2011. [3] Badan Standarisasi Nasional. Standar Pembebanan Untuk Jembatan. RSNI T-022005. Departemen PU Dirjen Bina Marga. [4] Badan Standarisasi Nasional. Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan. RSNI T03-2005. Departemen PU Dirjen Bina Marga [5] Mangkoesoebroto ,Sindur P. 2012. keruntuhan jembatan gantung kartanegara tragedi dalam proses rancang bangun infrastruktur. Institut Teknologi Bandung, Bandung [6] Triwinanto, Ir Puguh. 2013. Pengujian tarik statis replika hanger jembatah kutai kertaegara. Badan pengkajian dan penerapan teknologi, tanggerang [7] Triwinanto, Ir Puguh. 2013. Pengujian tarik statis existing clamp jembatah kutai kertaegara. Badan pengkajian dan penerapan teknologi, tanggerang.
