Sebagai sebuah struktur yang melintasi sungai, teluk, atau rintangan lain yang berada pada elevasi yang lebih rendah, jembatan memiliki tujuan utama untuk memfasilitasi kelancaran dan keamanan pergerakan kendaraan, kereta api, dan pejalan kaki. Apabila jembatan berada di atas jalur lalu lintas umum, ia umumnya disebut sebagai viaduct.
Fungsi utama jembatan adalah menjaga keseimbangan dalam sistem transportasi, bertindak sebagai pengatur volume dan beban lalu lintas yang dapat ditangani oleh sistem tersebut. Jika lebar jembatan tidak mencukupi untuk menampung jumlah jalur yang diperlukan oleh lalu lintas, dapat menyebabkan hambatan dalam laju pergerakan.
Struktur jembatan dapat dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu bagian atas (super struktur) dan bagian bawah (sub struktur). Bagian atas meliputi deck atau geladak, sistem lantai, dan rangka utama seperti gelagar atau girder. Sementara itu, bagian bawah terdiri dari pier atau pendukung bagian tengah, kolom, kaki pondasi (footing), tiang pondasi, dan abutmen. Super struktur berperan dalam mendukung jarak horizontal di atas permukaan tanah. Ilustrasi tipikal dari sebuah jembatan dapat ditemukan pada Gambar.
KLASIFIKASI DAN Bentuk JEMBATAN
Untuk memperoleh pemahaman mengenai berbagai rupa struktur jembatan, langkah awal yang diperlukan adalah mempelajari klasifikasi jembatan. Klasifikasi jembatan dapat disusun berdasarkan berbagai kriteria, termasuk bahan super strukturnya, tujuan penggunaannya, sistem struktur yang diterapkan, dan kondisi pendukungnya. Selain itu, pemahaman terhadap desain konseptual jembatan juga merupakan hal yang penting untuk dapat menentukan jenis jembatan yang paling sesuai dalam suatu konteks.
Klasifikasi Jembatan
a) Klasifikasi Jembatan Berdasarkan Material Superstruktur
Jembatan dapat diklasifikasikan berdasarkan material superstruktur yang digunakan, antara lain:
- Jembatan Baja: Menggunakan berbagai komponen dan sistem struktur baja seperti deck, girder, rangka batang, pelengkung, penahan, dan kabel penggantung.
- Jembatan Beton: Terdiri dari beton bertulang dan beton prategang.
- Jembatan Kayu: Menggunakan bahan kayu untuk bentang yang relatif pendek.
- Jembatan Metal Alloy: Menggunakan bahan metal alloy seperti aluminium alloy dan stainless steel.
- Jembatan Komposit: Terbuat dari bahan komposit seperti serat dan plastik.
- Jembatan Batu: Dibangun dari bahan batu; pada masa lampau, batu sering digunakan untuk jembatan pelengkung.
b) Klasifikasi Jembatan Berdasarkan Penggunaannya
Jembatan juga dapat diklasifikasikan berdasarkan penggunaannya, meliputi:
- Jembatan Jalan: Digunakan untuk lalu lintas kendaraan bermotor.
- Jembatan Kereta Api: Dirancang khusus untuk lintasan kereta api.
- Jembatan Kombinasi: Berfungsi sebagai lintasan bagi kendaraan bermotor dan kereta api.
- Jembatan Pejalan Kaki: Didesain untuk lalu lintas pejalan kaki.
- Jembatan Aqueduct: Digunakan untuk menopang jaringan perpipaan saluran air.
c) Klasifikasi Berdasarkan Sistem Struktur
Jembatan dapat diklasifikasikan berdasarkan sistem struktur yang digunakan, termasuk:
- Jembatan I-Girder: Gelagar utama terdiri dari plat girder atau rolled-I, efektif menahan beban tekuk dan geser.
- Jembatan Gelagar Kotak (Box Girder): Gelagar utama terdiri dari satu atau beberapa balok kotak baja fabrikasi dan dibangun dari beton, mampu menahan lendutan, geser, dan torsi secara efektif.
- Jembatan Balok T (T-Beam): Sejumlah balok T dari beton bertulang diletakkan bersebelahan untuk mendukung beban hidup.
- Jembatan Gelagar Komposit: Plat lantai beton dihubungkan dengan girder atau gelagar baja, bekerja sama mendukung beban sebagai satu kesatuan balok, dengan gelagar baja menahan tarik dan plat beton menahan momen lendutan.
- Jembatan Gelagar Grillage (Grillage Girder): Gelagar utama dihubungkan secara melintang dengan balok lantai membentuk pola grid dan menyalurkan beban bersama-sama.
- Jembatan Dek Orthotropic: Dek terdiri dari plat dek baja dan rusuk/rib pengaku.
- Jembatan Rangka Batang (Truss): Elemen berbentuk batang disusun dalam pola segitiga kaku, menahan beban axial, tekan, dan tarik.
- Jembatan Pelengkung (Arch): Pelengkung merupakan struktur busur vertikal yang mampu menahan beban tegangan axial.
- Jembatan Kabel Tarik (Cable Stayed): Gelagar digantung oleh kabel berkekuatan tinggi dari satu atau lebih menara, cocok untuk jembatan jarak panjang.
- Jembatan Gantung: Gelagar digantung oleh penggantung vertikal atau mendekati vertikal yang digantungkan pada kabel penggantung utama, sesuai untuk jembatan dengan bentang terpanjang.
d) Klasifikasi Berdasarkan Kondisi Pendukung
Gambar berikut mengilustrasikan tiga perbedaan kondisi pendukung untuk gelagar dan gelagar rangka:
- Jembatan dengan Pendukung Sederhana: Gelagar utama atau rangka batang ditopang oleh rol di satu sisi dan sendi di sisi lainnya.
 |
| Gambar Pendukung gelagar jembatan |
- Jembatan dengan Pendukung Menerus: Gelagar atau rangka batang didukung secara menerus oleh lebih dari tiga sendi, menciptakan sistem struktur yang tidak tetap. Pendekatan ini cenderung lebih ekonomis karena jumlah sambungan sedikit dan memerlukan sedikit perawatan. Penurunan pada pendukung sebaiknya dihindari.
- Jembatan Gerber (Jembatan Kantilever): Jembatan menerus yang dibuat dengan penempatan sendi di antara pendukung.
- Jembatan Rangka Kaku: Gelagar terhubung secara kaku pada sub struktur.
Pemilihan Jenis Jembatan
Tugas memilih jenis-jenis jembatan merupakan suatu proses kompleks yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan pemilik. Tabel berikut menampilkan format matriks evaluasi yang dapat digunakan dalam proses pengambilan keputusan terkait pemilihan jenis-jenis jembatan. Pada tabel tersebut, faktor prioritas dinilai dengan skala 1 – 5 (1 = rendah; 2 = standar; 3 = tinggi; 4 = tinggi sekali; 5 = sangat tinggi). Sementara itu, tingkat kualitas dinilai dalam skala 1 – 5 (1 = kurang; 2 = cukup; 3 = bagus; 4 = sangat bagus; 5 = sempurna). Bobot penilaian dihitung dengan mengalikan faktor prioritas dengan faktor tingkat kualitas, dan total nilai dihitung untuk setiap alternatif jenis jembatan. Jembatan dengan jenis yang memiliki total nilai tertinggi akan dianggap sebagai alternatif terbaik.
 |
| Tabel Format matriks evaluasi untuk memilih jenis jembatan |
Penentuan tipe jembatan umumnya dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti beban yang direncanakan, kondisi geografi sekitar, jalur lintasan dan lebar jembatan, panjang dan bentang jembatan, estetika, persyaratan ruang di bawah jembatan, transportasi material konstruksi, prosedur pendirian, biaya, dan waktu pembangunan. Tabel berikut selanjutnya memperlihatkan aplikasi panjang bentang untuk beberapa tipe jembatan.
 |
| Tabel Tipe jembatan dan aplikasi panjang jembatan |
Bentuk Struktur Jembatan
Perkembangan pengetahuan dan teknologi dalam bidang jembatan sejalan dengan evolusi peradaban manusia. Bentuk-bentuk jembatan berkembang dari yang sederhana menjadi yang lebih kompleks, seperti jembatan kabel, yang dirancang sesuai dengan kebutuhan dan tuntutan.
A. Jembatan Sederhana
Jembatan sederhana mengacu pada konstruksi yang mudah dan sederhana, sering kali terbuat dari bahan kayu yang dapat diandalkan dalam situasi darurat atau tetap, dan dapat dibangun tanpa memerlukan peralatan modern yang canggih. Meskipun sederhana, setiap struktur, baik dalam perencanaan maupun pembuatannya, tetap memerlukan pertimbangan ilmu gaya (mekanika), beban yang bekerja, kelas jembatan, serta aturan teknis dan syarat kualitas.
Di masa lalu, untuk menyeberangi sungai, sering kali cukup menggunakan bambu atau kayu gelondongan. Meskipun kayu dianggap kurang modern jika dibandingkan dengan baja atau beton, namun bahan ini masih memiliki peran penting sebagai lantai kendaraan ketika baja dan beton digunakan sebagai material utama jembatan.
Sifat-sifat Jembatan Kayu
Jembatan kayu menggunakan bahan yang dapat diperbaharui (renewable), dimana kayu sebagai sumber daya alam telah lama dimanfaatkan dalam berbagai industri seperti kayu lapis dan furnitur, meskipun penggunaannya dalam pembuatan jembatan utama sangat terbatas.
Pemilihan kayu sebagai bahan jembatan memiliki keuntungan sebagai berikut:
- Kayu relatif ringan, sehingga biaya transportasi dan konstruksi lebih terjangkau, dan pengerjaannya dapat dilakukan dengan alat yang sederhana.
- Pekerjaan detail dapat diselesaikan tanpa memerlukan peralatan khusus dan tenaga ahli yang tinggi.
- Jembatan kayu lebih cocok untuk menggunakan dek kayu, menguntungkan untuk lokasi terpencil yang jauh dari lokasi produksi beton siap pakai. Dek kayu dapat dipasang tanpa bekisting dan tulangan, menghemat biaya.
- Kayu tidak mudah mengalami korosi seperti baja atau beton.
- Kayu memiliki estetika yang baik ketika didesain dengan benar dan dipadukan dengan lingkungan sekitarnya.
Meskipun memiliki kelebihan tersebut, jembatan kayu saat ini cenderung tidak ekonomis untuk konstruksi berat dengan bentang yang sangat panjang. Oleh karena itu, jembatan kayu lebih cocok digunakan untuk konstruksi sederhana dengan bentang yang pendek.
E. Jembatan Beton Prestress / pratekan
F. Jembatan Jaringan Baja Bergelombang (Corrugated Steel Web Bridge):
Jembatan jaringan baja bergelombang digunakan dalam struktur beton pratekan dengan tujuan mengurangi beban dan meningkatkan panjang bentang. Keunggulan utama dari jaringan bergelombang adalah kemampuannya untuk tidak mengurangi kekuatan aksial dengan efek akordion, sehingga kekuatan pratekan di dalam beton menjadi lebih efektif. Gambar 24 memberikan contoh dari jembatan ini.
 |
| Gambar 24. Detail jembatan California’s Pine Valley |
G. Jembatan Rangka Batang (Truss Bridge)
H. Jembatan Rangka Kaku (Rigid Frame) / Jembatan Rahmen
I. Jembatan Pelengkung (Arch Bridge)
J. Bentuk Struktur Jembatan yang Lain
Bentuk struktur jembatan lain yang dikenal adalah jembatan kabel. Jembatan kabel dapat dibagi menjadi dua tipe, yaitu jembatan kabel pendukung dan jembatan kabel penggantung, yang mana keduanya menampilkan geladak jembatan yang didukung oleh kabel fleksibel.
Secara prinsip, jembatan kabel diklasifikasikan menjadi tipe gantung, di mana geladak jembatan didukung secara terus menerus oleh kabel catenary yang direntangkan; tipe cable-stayed (tarik), di mana geladak terpisah dan digantung langsung dengan kabel penarik (stay); serta tipe kombinasi dari keduanya. Struktur gantung dan tarik dapat diaplikasikan pada atap dan bangunan.
Meskipun memiliki mekanisme penahan beban yang berbeda, baik jembatan gantung maupun jembatan cable-stay (tarik) dapat umumnya dijelaskan sebagai berikut:
- Terdiri dari kabel, geladak jembatan dengan gelagar solid-web atau rangka batang, dan menara.
- Menguntungkan untuk bentang panjang karena kabel terpusat hanya untuk tarik. Kawat baja yang digunakan memiliki kekuatan tarik yang sangat tinggi, meskipun lebih ekonomis untuk jembatan pejalan kaki dengan bentang pendek hingga medium.
- Struktur secara keseluruhan lebih fleksibel dibandingkan dengan struktur lain pada bentang sepadan.
- Dapat didirikan tanpa penyangga lanjutan dari tanah.
- Struktur utamanya memiliki tampilan yang rapi dan transparan, memperlihatkan fungsinya dengan jelas.
Jembatan Kabel Tarik (Cable-Stayed Bridge)
Pertanyaan:
26. Bagaimana jembatan diklasifikasikan?
27. Sebutkan variasi struktur yang umum pada bangunan jembatan.
28. Jelaskan komponen-komponen yang membentuk struktur jembatan.
29. Bagaimana proses konstruksi jembatan dengan bentang lebar dilakukan?
30. Apa fungsi dari beberapa komponen pendukung dalam suatu jembatan?
Tugas:
Telusuri studi kasus mengenai sebuah jembatan dengan bentang lebih dari 10 meter. Jelaskan klasifikasinya, deskripsikan struktur bangunannya, dan terangkan elemen-elemen yang ada pada jembatan tersebut. Sertakan gambar-gambar yang mendetail, baik keseluruhan maupun setiap elemen yang dijelaskan.
Pendukung Struktur Jembatan
Selengkapnya mengenai Teknik Struktur Bangunan
Komentar
Posting Komentar