Tutorial SAP2000 edisi tentang perhitungan struktur Jembatan Cable Stayed

Tutorial ini saya buat atas permintaan beberapa teman yang telah beurulang-ulang kali mereguest tutorial SAP2000 untuk Jembatan Cable Stayed lewat email. Dalam tutorial ini saya buat ringkas saja karena saya berasumsi bahwa teman-teman sudah mengenal Fungsi-fungsi dasar menu SAP2000 sehingga saya tidak menjelaskan langka-perlangkah secara detail. Selamat Belajar, semoga bermanfaat
Sebelum kita masuk dalam tutorialnya, ada sedikit referensi pendahuluan tentang jembatan cable stayed.
Komponen Jembatan Cable Stayed
Pada dasarnya komponen utama jembatan cable stayed terdiri atas gelagar, sistem kabel , dan menara atau pylon.

a). Sistem Cable : Sistem kabel merupakan salah satu hal mendasar dalam perencanaan jembatan cable stayed. Kabel digunakan untuk menopang gelagar di antara dua tumpuan dan memindahkan beban tersebut ke menara. Secara umum sistem kabel dapat dilihat sebagai tatanan kabel transversal dan tatanan kabel longitudinal. Pemilihan tatanan kabel tersebut didasarkan atas berbagai hal karena akan memberikan pengaruh yang berlainan terhadap perilaku struktur terutama pada bentuk menara dan tampang gelagar. Selain itu akan berpengaruh pula pada metode pelaksanaan, biaya dan arsitektur jembatan. Sebagian besar struktur yang sudah dibangun terdiri atas dua bidang kabel dan diangkerkan pada sisi-sisi gelagar (Walther, 1988). Namun ada beberapa yang hanya menggunakan satu bidang. Penggunaan tiga bidang atau lebih mungkin dapat dipikirkan untuk jembatan yang sangat lebar agar dimensi balok melintang dapat lebih kecil.

b). Tatanan Cable Transversal : Tatanan kabel transversal terhadap arah sumbu longitudinal jembatan dapat dibuat satu atau dua bidang dan sebaliknya ditempatkan secara simetri. Ada juga perencana yang menggunakan tiga bidang kabel sampai sekarang belum diterapkan di lapangan. Ada beberapa sistem tatanan cable transversal yang biasa digunakan yaitu :Sistem satu bidang

Sistem Satu Bidang. Sistem ini sangat menguntungkan dari segi estetika karena tidak terjadi kabel bersilangan yang terlihat oleh pandangan sehingga terlihat penampilan struktur yang indah. Kabel ditempatkan ditengah-tengah dek dan membatasi dua arah jalur lalulintas. Untuk jembatan bentang panjang biasanya memerlukan menara yang tinggi menyebabkan lebar menara di bawah dek sangat besar. Secara umum jembatan yang sangat panjang atau sangat lebar tidak cocok dengan penggantung kabel satu bidang.

Sunshine Skyway Bridge, Florida-USA

Sistem Dua Bidang. Penggantung dengan dua bidang dapat berupa dua bidang vertikal sejajar atau dua bidang miring yang pada sisi atas lebih sempit.

Jembatan Cable Stayed di Savannah, Georgia, USA

Sistem Tiga Bidang. Pada perencanaan jembatan yang sangat lebar atau membutuhkan jalur lalulintas yang banyak, akan ditemui torsi yang sangat besar bila menggunakan sistem kabel satu bidang dan momen lentur yang besar pada tengah balok melintang bila menggunakan sistem dua bidang. Kejadian ini menyebabkan gelagar sangfat besar dan menjadi tidak ekonomis lagi. Penggunaan penggantung tiga bidang dapt mengurangi torsi, momen lentur, dan gaya geser yang berlebihan. Penggunaan penggantung tiga bidang sampai saat ini masih berupa inovasi dan baru sampai pada tahap desain (Walther,1988)

c). Menara. Pemilihan menara sangat dipengaruhi oleh konfigurasi kabel, estetika dan kebutuhan perencanaan serta pertimbangan biaya. Bentuk-bentuk menara dapat berupa rangka portal tropezoidal, menara kembar, menara A, atau menara tunggal.Selain bentuk menara yang telah disebutkan, masih banyak bentuk bentuk menara lain namun jarang digunakan seperti menara Y, menara V, dan lain sebagainya.

d). Gelagar. Bentuk gelagar jembatan cable stayed sangat bervariasi namun yang paling sering digunakan ada dua yaitu stffening truss dan solid web (Podolny and Scalzi, 1976). Stiffening truss digunakan untuk struktur baja dan solid web digunakan untuk struktur baja atau beton bertulang maupun beton prategang.
Gelagar yang tersusun dari solid web yang terbuat dari baja atau beton cenderung terbagi atas dua tipe :

gelagar pelat (plate girder), dapat terdiri atas dua atau banyak gelagar.
gelagar box (box girder), dapat terdiri atas satu susunan box yang dapat berbentuk persegi panjang atau trapesium.

Demikian sedikit basa-basi tentang Jembatan cable stayednya, Kita langsung ke TKP aja ya…hehehehehe Open-mouthed smile

Pada Perencanaan Jembatan ada 2 tipe asumsi yang dapat dilakukan :

1. Dianalisa sebagai Sebuah Struktur Dengan Beban Statis
2. Dianalisa Sebagai Sebuah Struktur Dengan Beban Dinamis
Keduanya telah disiapkan dalam SAP2000, tinggal anda memilih mana yang sesuai dengan Jembatan Anda.
A. STRUKTUR DENGAN BEBAN STATIS

Pilih Cable Bridges *(Available at SAP2000 v9 – V14)

Definisikan Material Baja, Beton yang Digunakan Definisikan Profil Baja, Beton, Plat yang Digunakan Apply Profil – Profil Yang Digunakan
Definisikan Load Case
-    Mati
-    Hidup
-    Angin
-    Gempa
-    Lalu Lintas
-    Kejut
Apply beban berdasarkan pada    Lokasi dimana Beban Tersebut
Bekerja
Lakukan Analisa
Rubah Posisi Beban Sehingga didapatkan Kombinasi Dan Lokasi yang Menghasilkan beban maksimum
Deformasi yang Terjadi

Gaya – Gaya Dalam Yang Bekerja

Gaya –Gaya Dalam Pada Plat Jembatan

B. STRUKTUR DENGAN BEBAN DINAMIS
Klik NEW

Pilih Bridge Wizard

1. Add Line

2. Define Deck Section

3. Abutment Definitions

4. Bent Definitions
Foundation Spring

Bridge Bent

5. Hinge definition

6. Parametric Definitions

7. Bridge Object Definition

8. Update Linked Line

9. Lane Definitions

10. Update Vehicle

11. Load Case

12. Analysis Case

13. Bridge Response

Run (F5)
Result dapat dilihat berdasarkan apda berbagai jenis Kombinasi Yang ada berikut Momen yang terjadi akibat Berat Sendiri dan Beban Bergerak maksimum Mobil Copper 5