Setelah membaca artikel ini Anda akan mempelajari tentang:- 1. Pemilihan Bearing 2. Merancang Bearing 3. Bahan dan Spesifikasi 4. Perlindungan dan Pemeliharaan.
Pemilihan Bantalan:
i. Pertimbangan Panjang Bentang (cukup didukung):
(i) Tidak ada bantalan untuk jembatan pelat hingga bentang 8 m kecuali penyediaan bahan atap atau kertas tar.
(ii) Bantalan pelat atau bantalan bantalan PTFE melebihi 8 m dan bentang hingga 15 m.
(iii) Bantalan rocker dan roller-cum-rocker MS dan RC melebihi 15 m dan rentang hingga 30 m.
(iv) Bantalan bantalan neoprena melebihi 8 m dan hingga 30 m.
(v) Bantalan teko neoprena dan bantalan rol baja dan rol sekaligus ayun melebihi 30 m.
- Pertimbangan Perlawanan Gesekan:
Koefisien gesekan untuk bantalan rol adalah 0,03 dan untuk bantalan pelat geser adalah 0,15 sampai 0,25 yaitu 5 sampai 8 kali dari bantalan rol. Gaya longitudinal yang melewati piers atau abutment bergantung pada reaksi vertikal dan tahanan gesek bantalan bebas.
Rancangan pondasi dengan pier dan abutment tipe kaku panjang sangat dipengaruhi oleh gaya ini dan oleh karena itu, jika tumpuan dengan nilai tahanan gesek yang lebih tinggi digunakan pada pier atau abutment yang panjang, biaya substruktur dan pondasi akan meningkat.
Oleh karena itu, pada bangunan atas yang bertumpu pada pilar dan tumpuan yang panjang meskipun dengan bentang yang lebih kecil, tumpuan dengan tahanan gesek yang lebih kecil bahkan dengan beberapa biaya tambahan dapat menghemat biaya bangunan bawah dan pondasi secara signifikan. Tabel 5.5 memberikan koefisien tahanan gesek berbagai jenis bantalan yang akan digunakan dalam desain.
Merancang Bantalan:
i. Pelat Atas dan Bawah Bantalan Rol dan Rocker:
Luas pelat atas dan bawah roller, rocker atau bantalan pelat dapat ditentukan dari beban yang akan dipikul dan tekanan aman yang diperbolehkan antara permukaan beton dan baja. Tegangan langsung yang diijinkan dalam beton dapat ditingkatkan seperti yang diberikan oleh persamaan 22.1 jika kisi-kisi dispersi disediakan. Namun, jika disediakan kolom spiral, nilai yang lebih besar dapat diberikan seperti yang diberikan dalam persamaan 22.12.
P = A c 6 co + A s 6 so + 2A sp 6 sp (22.12)
Ketebalan pelat dapat diketahui dari pertimbangan geser atau tekuk.
Tekanan bantalan yang diijinkan, 6, di bawah bantalan harus diberikan oleh:
- Desain Roller atau Rocker:
Permukaan kontak antara roller dan pelat bawah adalah permukaan cembung di atas permukaan datar (Gbr. 22.10a) sedangkan yang sama antara pelat atas dan pelat bawah adalah permukaan datar di atas permukaan cembung (Gbr. 22.10b).
Permukaan kontak antara pelat atas atau bawah dan permukaan goyang dapat berupa salah satu dari berikut ini:
- i) Permukaan cembung di atas permukaan datar (Gbr. 22.10a)
- ii) Permukaan datar di atas permukaan cembung. (Gbr. 22.10b)
iii) Permukaan cekung dengan jari-jari lebih besar di atas permukaan cembung dengan jari-jari lebih kecil. (Gbr. 22.10c).
- iv) Permukaan cembung di atas permukaan cembung. (Gbr. 22.10d)
Dalam menentukan jari-jari kelengkungan permukaan kontak roller atau rocker bearing, rumus umum yang diberikan oleh WL Scott dalam bukunya “Reinforced Concrete Bridges” adalah
Jika p diberikan dalam Newton per mm. panjang di tempat pound per inci panjang dan jika n dan r 2 diberikan dalam mm. menggantikan inci, persamaan 22.3 untuk bantalan baja tuang dengan K = 2840 menjadi,
“Bantalan Logam” memberikan beban yang diijinkan pada rol silinder berdasarkan prinsip-prinsip tersebut di atas dengan beberapa nilai konstanta yang dimodifikasi untuk baja ringan dan baja tarik tinggi. Ini direproduksi di bawah ini (p diberikan dalam N per mm. dan d dalam mm.).
(a) Rol Silinder pada Permukaan Datar
P = Kd
(b) Rol Silinder pada Permukaan Lengkung
Nilai K dalam persamaan 22.8 dan 22.9 baik untuk baja ringan dan baja tarik tinggi dan juga untuk rol tunggal atau ganda dan tiga rol atau lebih diberikan pada Tabel 22.1:
Untuk roller beton bertulang pada permukaan datar, nilai K ketika p dalam Newton per mm panjang dan d dalam mm dievaluasi seperti sebelumnya.
aku ii. Desain Bantalan Elastomer:
Desain bantalan elastomer membutuhkan nilai efek lokal berikut:
- i) Beban normal, Nd
- ii) Beban horizontal, Hd
iii) Terjemahan yang dipaksakan, Hd
- iv) Rotasi, αd.
Bantalan harus memenuhi batas nilai yang diperbolehkan sehubungan dengan hal berikut:
- i) Terjemahan
- ii) Rotasi
iii) Tegangan geser total akibat tekan aksial, deformasi horizontal dan rotasi
- iv) Gesekan.
- Desain Grid & Spiral Dispersi:
Ketika intensitas tekanan bantalan antara pelat bantalan dan permukaan beton melebihi nilai yang diizinkan, kisi-kisi dispersi dan spiral disediakan untuk mendistribusikan beban pada area yang lebih luas untuk menurunkan tekanan ke dalam batas aman. Dimana peningkatan tegangan beton melebihi nilai yang diijinkan tidak signifikan, hanya jaringan dispersi yang dapat digunakan dalam dua lapisan.
Kisi-kisi dispersi adalah tulangan berjarak rapat dengan diameter 6 mm hingga 10 mm dengan pitch 50 mm hingga 75 mm seperti ditunjukkan pada Gambar 22.14. Biasanya dua lapis kisi-kisi dispersi dengan jarak 75 mm sampai 100 mm ditempatkan di atas pelat atas atau di bawah pelat bawah.
Spiral terdiri dari batang memanjang yang diikat dengan pengikat yang berjarak dekat dalam bentuk heliks. Spiral berfungsi sebagai kolom RC dan mentransfer beban dari bantalan ke permukaan beton setelah dispersi yang tepat sehingga intensitas tekanan yang datang pada permukaan beton berada dalam nilai aman.
Ketika beban didistribusikan di atas beton melalui kisi dispersi dan kolom spiral, tegangan beton yang diijinkan tepat di belakang pelat bantalan dapat ditingkatkan melebihi nilai yang diberikan oleh rumus dalam persamaan 22.1 yang berlaku dalam kasus di mana kisi dispersi hanya disediakan.
Beban pada kolom spiral tidak boleh melebihi nilai yang diberikan oleh:
P = A c 6 co + A s 6 so + 2A sp 6 sp (22.12)
Dimana, P = Beban pada kolom spiral dalam Newton
6co = Tegangan langsung beton yang diijinkan, dalam MPa
6so = Tegangan yang diijinkan untuk baja longitudinal pada kompresi langsung dalam MPa
Ac = Luas penampang beton di inti kolom (tidak termasuk luas tulangan memanjang) dalam mm 2
6sp = Tegangan tarik yang diijinkan pada tulangan spiral = 95 MPa
Asp = Luas ekivalen tulangan spiral (yaitu volume tulangan spiral per satuan panjang kolom).
Dalam hal apapun jumlah istilah Ac 6co dan 2 Asp. 6sp harus melebihi 0,5 fck.
Bahan dan Spesifikasi Bantalan:
Untuk bahan dan spesifikasi bantalan logam,
i. “Bantalan Logam’ dan untuk bantalan elastomer,
- “Bantalan Elastomer” harus dirujuk.
Tegangan yang diizinkan pada baja yang digunakan untuk bantalan logam diberikan pada Tabel 22.2:
Contoh 1:
Rancang bantalan rol baja ringan untuk beban 1000 KN termasuk efek benturan. Diberikan:
- i) Koefisien gesekan bantalan rol = 0,03 dan
- ii) Pergerakan roller pada kedua arah = 20 mm
Tegangan dasar beton yang diijinkan pada kompresi, 6co, dari Tabel 5.9 untuk beton M20 = 5.0 MPa Peningkatan nilai yang diijinkan dapat diperoleh dari persamaan 22.1 dengan menggunakan grid dispersi. Dengan asumsi ukuran pedestal 750 x 450 x 150 mm, A 1 = 750 x 450 dan A 2 = 650 x 350.
Juga dari Tabel 22.1, K untuk rol tunggal baja ringan adalah
p = 8d atau 1667 = 8d; atau d =1667/8 = 208 mm. Katakanlah 200 mm.
Contoh 2:
Rancang tulangan spiral untuk sebuah pelat dengar berukuran pelat 500 x 700 dan memikul beban 3000 KN.
Penyelesaian:
Tegangan beton di dasar pelat = 3000 x 10 3 /500×700 =8,57 MPa
Ini melebihi tegangan tekan dasar yang diijinkan, untuk beton M20, 6co = 5,0 MPa atau 6,28 MPa bahkan jika alas berukuran 650 x 850 mm dengan jaringan dispersi digunakan. Oleh karena itu, jaringan dispersi dengan tulangan spiral diusulkan untuk disediakan.
Dua nomor, 500 spiral interlocked diameter seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 22.13, diusulkan untuk digunakan.
Ini lebih besar dari (1603 + 931) x 10 3 yaitu, 2534 KN. Oleh karena itu kolom spiral cukup untuk mentransfer beban desain 3000 KN dari bantalan. Posisi relatif kisi dispersi dan kolom spiral di bawah bantalan ditunjukkan pada Gambar. 22.14.
Perlindungan dan Pemeliharaan Bantalan:
Dalam struktur jembatan, bantalan merupakan bagian fungsional yang sangat penting di mana seluruh bangunan atas bergantung dan oleh karena itu, mereka harus dirawat dengan sangat hati-hati dan dipelihara dalam kondisi yang baik.
Inspeksi bantalan secara berkala harus dilakukan dan harus dibersihkan dari debu, kotoran, dll. Bantalan logam harus dilumasi untuk layanan yang efisien dan bebas masalah . Gambar 22.15 menunjukkan kotak gemuk untuk melindungi bantalan rol logam.
