Struktur Jembatan Gelagar Baja

Selengkapnya tentang Bentuk Struktur Jembatan

Jembatan Gelagar Baja

Baja memiliki kekuatan, daktilitas, dan kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan dengan bahan lain seperti beton atau kayu, menjadikannya bahan yang esensial untuk struktur jembatan. Pada baja konvensional, terdapat variasi kualitas baja tinggi (high-performance steel/HPS) yang dikembangkan khusus untuk penggunaan dalam jembatan. Baja HPS menawarkan keseimbangan optimal antara kekuatan, kemampuan pengelasan, kekerasan, daktilitas, ketahanan korosi, dan ketahanan bentuk, yang diperlukan untuk mencapai kinerja maksimal struktur jembatan dengan tetap menjaga efektivitas biaya. Perbedaan utama dengan baja konvensional terletak pada peningkatan kemampuan pengelasan dan kekerasan, sementara aspek lainnya seperti ketahanan korosi dan daktilitas tetap sama.

Jembatan gelagar merupakan struktur yang umum digunakan dan relatif sederhana. Struktur ini terdiri dari slab lantai, gelagar, dan penahan, yang bekerja sama untuk mendukung dan menyalurkan beban gravitasi ke sub struktur. Gelagar berfungsi untuk menahan momen lendut dan gaya geser dengan menggunakan jarak bentang yang relatif pendek. Dalam konteks gelagar baja, terdapat dua jenis utama, yaitu gelagar datar (plate) dan gelagar kotak.

Pada gambar dibawah, ditunjukkan komposisi struktur plat dan gelagar jembatan beserta bagian penyaluran beban. Jembatan gelagar plat memiliki beban hidup yang didukung langsung oleh slab dan kemudian oleh gelagar utama. Sementara pada jembatan gelagar kotak, beban diterima oleh slab, didukung oleh balok melintang dan balok lantai yang terhubung dengan gelagar kotak utama, sebelum diteruskan ke substruktur dan pondasi melalui penahan.

Gelagar dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu non komposit dan komposit, tergantung pada apakah gelagar baja bekerja sama dengan slab beton (menggunakan sambungan geser) atau tidak. Penggunaan perlengkapan yang terbuat dari baja dan beton pada gelagar komposit sering menjadi pilihan yang rasional dan ekonomis.

Gelagar Datar (Plate) Non Komposit

Gelagar datar merupakan bentuk yang paling ekonomis untuk menahan lentur dan gaya geser, dengan momen inersia terbesar untuk berat yang relatif rendah per unit panjang. Gambar dibawah menampilkan jembatan gelagar datar dengan panjang 30 m dan lebar 8,5 m yang memiliki empat gelagar utama.

Beban gravitasi ditopang oleh beberapa gelagar datar utama yang terbentuk dari hasil pengelasan tiga bagian utama: sayap atas dan bawah, serta penghubungnya (web). Pada Gambar berikut, terlihat sebuah gelagar datar beserta proses pembentukannya, di mana penghubung dan sayap-sayapnya dibentuk dari potongan plat baja yang kemudian dirangkai di pabrik sebelum dibawa ke lokasi pembangunan untuk perakitan.

Gambar 9.6. Jembatan gelagar baja:
 (a) jembatan gelagar plat, dan (b) jembatan gelagar kotak 

Gambar Jembatan gelagar datar:
 (a) tampak samping, (b) denah, dan (c) potongan

Gambar Perakitan potongan gelagar datar 

Beberapa faktor penting dalam perencanaan jembatan gelagar melibatkan:

Pengaku Web:

Pengaku vertikal dan horisontal, seperti yang terlihat pada Gambar dibawah, seringkali diperlukan ketika web (struktur utama pembentuk gelagar) relatif tipis. Momen lendut menghasilkan gaya tekan dan tarik pada web, yang dipisahkan oleh aksis netral. Pengaku horisontal, yang membujur secara horizontal, berfungsi untuk mencegah tekukan web akibat lendutan dengan memberikan tekanan pada bagian atas web (biasanya setengah bagian bagian atas pada gelagar penopang sederhana). Karena momen lendut terbesar terjadi di dekat pertengahan panjang gelagar pendukung sederhana, pengaku horisontal ditempatkan pada bagian ini. Walaupun demikian, perlu diingat bahwa pengaku horisontal tidak disarankan hingga mencapai batas ketahanannya. Di sisi lain, pengaku vertikal berperan dalam mencegah tekukan-geser dan memberikan kemampuan tekukan-geser yang lebih elastis dengan tegangan lapangan. Pengaku horisontal, yang ditempatkan lebih dekat dengan pendukung, berperan karena gaya geser terbesar terjadi pada bagian tersebut. Penahan pengaku juga diperlukan untuk menahan reaksi gaya yang besar, dan penyesuaian desain akan dilakukan jika terdapat gaya tegangan tambahan. Apabila web tidak terlalu dangkal dan ketebalannya cukup, penggunaan pengaku mungkin tidak diperlukan, yang pada akhirnya dapat mengurangi biaya produksi.

Gambar Pengaku web (a) tekukan web dan (b) pengaku web. 

Selengkapnya mengenai Teknik Struktur Bangunan