Type jembatan sederhana bisa full concrete, full steel structure maupun komposit.
Dari 2 type yang sudah dianalisa, coba saja juga type steel trust framing (rangka batang), akan didapat berat struktur yang lebih ringan namun akan lebih banyak pekerjaan instalasinya (bisa welding maupun bolting). Namun demikian, untuk gelagar2 di tengahnya, tetap pakai asumsi komposit.

Tanya – hananto_nugroho@fmi

Dear Milisers,

Saya ingin bertanya kepada ahli2 jembatan di milis ini or siapapun yang punya kompetensi tentang jembatan.

Saat ini saya sedang mendesain jembatan baja sederhana type simple beam bentang 22m lebar 5m, jembatan ini didesain untuk beban lalu lintas 60ton.

Lantai jembatan menggunakan lapisan concrete. Di dalam desain ini saya menggunakan peraturan dari BMS.

Saya membuat 2 alternative desain dalam hal ini :

Pertama saya asumsikan struktur jembatan ini sebagai simple beam biasa dengan lapisan concrete sebagai beban, hasilnya girdernya berukuran W36x300 (300 lb/ft = 446 kg/m).

Kedua saya asumsikan struktur jembatan sebagai struktur komposit baja-beton, girdernya bisa diresize menjadi 900WB282 (282 kg/m).

Dari 2 analisis diatas terlihat bahwa struktur komposit lebih efisien hampir 50%.

Yang ingin saya tanyakan adalah, apakah struktur jembatan komposit baja-beton seperti ini bisa diterima, sesuai dengan standard2 perencanaan jembatan?

Tanggapan 1 – Anshori Budiono

Pak Hananto,

Mengenai jembatannya, umumnya, rangka baja itu digunakan untuk menahan beban tarik dan bending, sedangkan beton untuk menahan beban tekan (tidak untuk beban tarik atau bending).

Saran saya jangan asumsi pake komposit baja+beton, ya. Pake yang cara pertama saja. Meski lebih besar profilenya (lebih mahal), tapi lebih aman.

Tanggapan 2 – hananto_nugroho@fmi

Terimakasih juga saran sampeyan, akan tetapi dalam struktur komposit ini khan lapisan beton masih terletak diatas garis netral yang mana hanya akan menahan beban tekan saja, tidak kena tarik?.

Tanggapan 3 – Novan Arif Hidayat

Hananto,

Type jembatan sederhana bisa full concrete, full steel structure maupun komposit.
Dari 2 type yg sampeyan sudah analisa, coba aja juga type steel trust framing (rangka batang).
Coba aja, kayaknya akan didapat berat struktur yg lebih ringan namun akan lebih banyak pekerjaan instalasinya (bisa welding maupun bolting).. Namun demikian, utk gelagar2 di tengahnya, tetap pakai asumsi komposit.

Tanggapan 4 – arief.sarwo@ikpt

Pak Hananto,

Asumsi jembatan komposit bisa dipake tapi bapak harus memastikan bahwa baja dan beton bisa bekerja bersama-sama menahan beban. Biar baja dan beton bisa kerja bareng nahan beban, harus dipasang shear connector. Bisa fabrikasi manual atau pake sistem ‘tembak’. Vendor biasanya punya yang system ‘tembak’ ini. Jumlah shear connector dan ukuran disesuaikan dengan beban shear yang terjadi.

Just usul, kenapa ga pake rangka baja pak….? Saya pikir ini bias memperkecil ukuran profil baja yang bapak pake. Emang dari segi konstruksi, rangka agak ribet dan ga semudah bikin simple beam. Atau kalau memungkinkan pasang pier biar bentangnya bisa diperkecil. Bapak bisa coba hitung pake sofware SAP 2000. Gampang banget bikin modelnya trus dia bisa kita suruh cari profil yang optimum

Semoga membantu

Tanggapan 5 – Indrayadi Abdillah

Shear connector yang disebut Pak Arief sistem ‘tembak’ itu mungkin yang biasa disebut Stud Welding. Sepertinya udah cukup banyak juga dipakai di proyek2 di Indonesia, dan ada juga sub cont yang khusus untuk itu.

Adanya sistem komposit yang disebut-sebut, sepertinya juga hasil pencarian manusia untuk sistem yang lebih efisien dan tentunya cost effective.
Baru2 ini ada pekerjaan jembatan di daerah Bekasi, kalau nggak salah sudah menggunakan sistem komposit, dan itu punyanya pemerintah (PU). Jadi mestinya nggak ada masalah dengan local code kita.

Lagipun, kalau secara analisis struktur bisa dipertanggungjawabkan dan constructible, why not?

Tanggapan 6 – Bagus Dananto

Pak Hananto,

Kalo boleh saya tambahkan untuk bahan pertimbangan Bp.

Sisi Design :

Pada dasarnya kalau kita lihat berdasarkan code untuk bridge design sebenarnya kedua2nya (design dengan atau tanpa komposit) dimungkinkan hanya mungkin konsekwensi2 dari aturan2 yang diminta code tersebut harus diperhatikan dalam asumsi permodelan dan perhitungan design jembatan Pak Hananto, Untuk kasus komposit, Pak Hananto dapat me-refer ke salah satu BS tentang Composite Bridge (saya lupa nomer-nya) kira2 nanti akan ada pembatasan lebar sayap dari deck beton di atas steel girder dan perhitungan shear lock untuk menghantar efek bending sampai ke serat atas deck beton (di ACI atau AASHTO untuk komposit girder juga seharusnya ada). Untuk aplikasi ke permodelan hal ini jadi sedikit rumit untuk mendefinisikan properties beam-nya (tapi tergantung software yang digunakan).

Sisi Konstruksi :

Untuk penampang komposit Pak Hananto perlu memperhatikan aspek ‘Shored dan Unshored’ pada saat konstruksi (berkaitan dengan metode konstruksinya). Hal ini salah satunya untuk pengecekan stress dan kapasitas penampang yang terjadi nanti pada saat selesai konstruksi dan memasuki beban layan. Alternatif lain jika mungkin penggunaan precast atau HCS yang menumpang ke steel girder (non komposit) mungkin dapat menyederhanakan.

Dan jika struktur jembatan yang digunakan adalah rangka baja maka seharusnya aplikasi komposit hanya bisa dilakukan di girder melintang dan balok anak nya saja yang semuanya itu akan menghantarkan beban ke rangka baja itu sendiri.

Demikian tambahan dari saya,

Tanggapan 7 – Andiono Setiawan

Hananto,

Kalo merefer ke buku Steel Structures Design and Behavior oleh Charles G. Salmon dan John E. Johnson Chapter 16. Composite Steel-Concrete Construction diterangkan keuntungan dari pemakaian struktur komposit diantaranya adalah :

– Mengurangi berat baja

– Penampang balok baja lebih rendah

– Kekakuan lantai meningkat

– Memperpanjang bentang untuk balok tertentu

– Kapasitas memikul beban meningkat

Dari keterangan singkat diatas kenapa tidak dicoba memakai komposit ?

Perhitungan beban hidupnya disesuaikan dengan code yang sudah dipakai yaitu Bridge Management System, tahapan untuk mendesign jembatan komposit adalah sebagai berikut,

1. Menghitung lebar effektif, lebar effektif adalah lebar dari bagian beton yang bekerja sama dengan balok baja untuk membentuk balok komposit.
Untuk detail persyaratan dalam penentuan lebar effektif silahkan merujuk ke buku diatas.

2. Menghitung kapasitas momen dimana untuk menentukan kapasitas momen tergantung dari letak garis netral apakah memotong plat beton atau balok baja. Ada 3 macam kondisi letak dari garis netral yaitu garis netral di plat beton, garis netral di sayap baja dan garis netral di badan baja. Dan masing-masing dari kondisi berlaku persamaan yang berlainan pula.

3. Menentukan bagaimana cara pelaksanaan saat dikonstruksi, karena cara pelaksanaan saat di kontruksi akan menentukan tegangan total yang terjadi pada balok komposit. Cara pelaksanaan ini ada 2 macam yaitu gelagar baja tidak ditopang dan gelagar baja di topang. Gelagar baja tidak ditopang maksudnya beton dicor sekaligus sepanjang bentang penahan geser belum berfungsi, jadi berat sendiri dipikul oleh baja dan untuk gelagar baja ditopang maksudnya ada tumpuan sementara yang diberikan ditengah beton sebelum dilakukan pengecoran beton kemudian setelah beton mengeras tumpuan sementara dilepas. Dari masing-masing kondisi tadi akan didapatkan momen.

4. Menghitung shear connector, komposit action antara baja dan beton memerlukan adanya penghubung antara 2 macam material yang berlainan tersebut, penghubung ini berfungsi untuk memindahkan gaya geser dari beton ke baja. Ada 3 jenis shear connector yaitu rigid connector, flexible connector dan bond connector.

Pernah dilakukan evaluasi perhitungan jembatan komposit baja dan beton yang ditinjau dari teori probabilitas dengan mengambil sample jembatan komposit yang didesign oleh PT. Wijaya Karya untuk bentang jembatan 20 m, 25 m dan 30 m didapatkan nilai keandalannya sebesar 3 dan nilai ini sesuai dengan buku Development of a Probability Based Load Criterion for American National Standard A58.

Untuk referensi detail bisa di baca buku

1. Bukunya Salmon sebagaimana disebut diatas

2. Understanding Composite Beam Design Method Using LRFD oleh Lorenz RF(Engineering Journal)

3. Composite Beam Criteria in LRFD oleh Galambos TV (Journal of the Structural Devision)

4. Composite Construction oleh Galambos TV