Setelah membaca artikel ini Anda akan belajar tentang desain jembatan miring dengan bantuan diagram.
Perilaku jembatan skew sangat berbeda dari jembatan normal dan oleh karena itu, desain jembatan skew memerlukan perhatian khusus. Pada jembatan normal, pelat geladak tegak lurus terhadap tumpuan dan dengan demikian beban yang ditempatkan pada pelat geladak dipindahkan ke tumpuan yang ditempatkan tegak lurus pelat.
Pemindahan beban dari jembatan pelat miring, di sisi lain, merupakan masalah yang rumit karena selalu ada keraguan mengenai arah bentang pelat dan cara beban akan ditransfer ke tumpuan.
Dipercayai bahwa beban bergerak ke tumpuan sebanding dengan kekakuan berbagai jalur dan karena ketebalan pelat sama di mana-mana, kekakuan akan maksimum sepanjang bentang terpendek yaitu sepanjang bentang normal ke muka pilar. atau penyangga.
Pada Gambar 9.1, meskipun bentang geladak adalah panjang BC atau DE, pelat akan membentang sepanjang AB atau CD sebagai jarak terpendek antara tumpuan. Oleh karena itu, bidang dengan tegangan maksimum pada pelat miring tidak sejajar dengan garis tengah jalan dan defleksi pelat tersebut menghasilkan permukaan yang melengkung.
Efek kemiringan pelat geladak yang memiliki sudut kemiringan hingga 20 derajat tidak begitu signifikan dan dalam desain jembatan seperti itu, panjang yang sejajar dengan garis tengah jalan diambil sebagai bentang. Ketebalan pelat dan tulangan dihitung dengan panjang bentang ini dan tulangan ditempatkan sejajar dengan garis tengah jalan.
Bilah distribusi, bagaimanapun, ditempatkan sejajar dengan penyangga seperti biasa. Ketika sudut kemiringan bervariasi dari 20 derajat hingga 50 derajat, efek kemiringan menjadi signifikan dan pelat cenderung membentang normal ke tumpuan.
Dalam kasus seperti itu, ketebalan pelat ditentukan dengan bentang terpendek tetapi tulangan yang dikerjakan berdasarkan bentang terpendek dikalikan dengan Sec. 2 θ (θ adalah sudut miring) dan ditempatkan sejajar dengan jalan raya seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.2a, palang distribusi ditempatkan sejajar dengan penyangga seperti biasa.
Ini juga merupakan praktik umum untuk menempatkan tulangan tegak lurus terhadap tumpuan ketika sudut kemiringan terletak antara 20 derajat hingga 50 derajat.
Ketebalan dan tulangan ditentukan dengan bentang normal tumpuan tetapi karena dalam menempatkan tulangan tegak lurus terhadap tumpuan, tulangan sudut dalam bidang ABF atau CDE (Gbr. 9.1) tidak mendapat tumpuan pada salah satu sisi untuk bertumpu, pelat di bawah jalan setapak (untuk jembatan dengan jalan setapak) atau di bawah trotoar jalan (untuk jembatan tanpa jalan setapak) harus dilengkapi dengan tulangan ekstra untuk bertindak sebagai balok tersembunyi.
Atau, gelagar parapet seperti yang diilustrasikan pada Gambar 9.2b dan 9.2c juga dapat disediakan di sepanjang tepi pelat. Penopang tembok pembatas tersebut dibuat rata dengan bagian bawah pelat dan diperpanjang di atas pelat hingga ketinggian yang diperlukan untuk membentuk tembok pembatas yang kokoh. Dek semacam ini membutuhkan jumlah baja yang lebih sedikit dalam pelat tetapi gelagar tembok pembatas membutuhkan biaya tambahan.
Untuk sudut kemiringan jembatan lebih dari 50 derajat, gelagar harus digunakan meskipun bentangnya relatif lebih kecil. Bila lebar jembatan tidak banyak, gelagar dapat ditempatkan sejajar dengan jalan raya dan ketebalan pelat dan tulangan dapat dirancang dengan jarak gelagar sebagai bentang.
Tulangan ditempatkan normal pada gelagar (Gbr. 9.3a). Namun, pada penyeberangan miring multi-jalur yang lebih lebar dengan sudut miring yang besar, lebih disukai menggunakan balok penopang pada sudut siku-siku ke penyangga. Dalam kasus seperti itu lagi, bagian segitiga membutuhkan gelagar tembok pembatas untuk menopang salah satu ujung gelagar. Tulangan digunakan secara normal pada gelagar seperti ditunjukkan pada Gambar 9.3b.
Reaksi di Dukungan:
Telah diamati bahwa karena efek kemiringan, reaksi pada tumpuan tidak sama tetapi lebih sama pada sudut tumpul dan lebih sedikit pada sudut sudut lancip tergantung pada sudut kemiringan.
Untuk kemiringan hingga 20 derajat, peningkatan reaksi pada sudut sudut tumpul adalah nol hingga 50 persen dan untuk kemiringan dari 20 derajat hingga 50 derajat, peningkatannya adalah dari 50 persen hingga 90 persen dari reaksi rata-rata. . Reaksi pada sudut tumpul menjadi dua kali reaksi rata-rata sehingga membuat sudut sudut akut menjadi titik tekanan nol ketika sudut miring mencapai sekitar 60 derajat.
Efek Creep:
Pengamatan mengungkapkan bahwa diagonal yang lebih panjang dari geladak miring yang menghubungkan sudut sudut lancip memiliki kecenderungan untuk memanjang karena kemungkinan sifat pemindahan beban pada tumpuan yang mengakibatkan gerakan atau rangkap sudut lancip seperti yang diilustrasikan pada Gambar 9.5a .
Efek creeping pelat geladak ini menginduksi tegangan sepanjang diagonal yang lebih panjang dan retakan tegangan dapat muncul jika baja yang cukup tidak disediakan untuk mengatasi tegangan tarik ini (Gbr. 9.5b). Juga karena rangkak, pengangkatan dan retakan konsekuensial terjadi pada sudut sudut akut dan baja tambahan harus disediakan di bagian atas di kedua arah untuk mencegah retak akibat pengangkatan sudut.
Dapat dilihat pada Gambar 9.5a bahwa karena creep dari pelat geladak, dorongan yang cukup besar diinduksi pada dinding sayap di X dan Y yaitu di persimpangan abutment dan dinding sayap yang mengakibatkan perkembangan retakan pada dinding sayap atau kerusakan berat.
Untuk menghindari kerusakan pada dinding sayap akibat efek mulur, telah disarankan oleh beberapa otoritas untuk memberikan tumpuan tetap di atas tumpuan alih-alih tumpuan bebas sehingga pergerakan geladak akibat efek mulur dicegah pada tumpuan.
Kadang-kadang pelat geladak dipasang pada tutup abutmen dengan batang dowel yang tampaknya merupakan cara yang paling efektif untuk melindungi dari efek mulur Creep dapat dihentikan di atas tiang dengan menyediakan beberapa balok atau penyangga yang dinaikkan di atas tiang.
Susunan ini ditunjukkan pada Gambar 9.6:
Tata letak Bantalan:
Tindakan pencegahan harus diambil untuk mencegah pergerakan geladak karena rangkak. Disarankan bahwa langkah-langkah berikut, jika diambil, dapat memberikan hasil yang diinginkan.
(i) Bentang hingga 15,0 m untuk jembatan bentang tunggal tumpuan tetap pada kedua tumpuan dapat digunakan. Pembangunan jembatan beton bentang tunggal dengan dua bantalan tetap telah digunakan selama bertahun-tahun oleh Komisi Jalan Raya Wisconsin untuk panjang bentang hingga 45 kaki (13,72 m). Tak satu pun dari jembatan ini menunjukkan tanda-tanda merayap.
(ii) Untuk jembatan dengan tumpuan sederhana bentang banyak, tumpuan tetap di atas tumpuan dan tumpuan bebas atau tumpuan tetap di atas pilar. Dengan pengaturan ini, mungkin perlu menggunakan dua bantalan bebas pada satu dermaga.
Tata letak bantalan harus sedemikian rupa sehingga tidak ada penghalang yang dibuat terhadap gerakan bebas bantalan ekspansi. Hal ini mengharuskan bantalan diorientasikan pada sudut yang tepat ke gelagar, bukan sejajar dengan dermaga atau abutmen (mirip dengan penyeberangan normal). Tata letak khas dari bantalan di jembatan miring ditunjukkan pada Gambar. 9.7.
Tata Letak Sambungan Ekspansi S:
Perbedaan utama dalam berbagai jenis tata letak yang diilustrasikan pada Gambar 9.7 adalah cara menyediakan sambungan ekspansi antara geladak yang berdekatan. Untuk mendapatkan sambungan ekspansi lurus, tipe yang ditunjukkan pada Gbr.9.7a diadopsi tetapi membutuhkan lebih banyak lebar dermaga karena beberapa ruang antara bantalan dari bentang yang berdekatan tetap tidak terpakai.
Jenis Gambar 9.7b juga memberikan sambungan lurus tetapi untuk mengurangi lebar dermaga, bantalan harus didekatkan.
Hal ini memerlukan perambahan geladak pada gelagar dari bentang yang berdekatan yang dicapai dengan membuat takik di atas bagian gelagar yang terpengaruh dan pelat geladak bertumpu pada takikan ini. Pengisi sambungan yang cocok seperti lembaran timah atau kertas tar dapat disisipkan di antara gelagar dan pelat geladak untuk pergerakan bebas sambungan ekspansi.
Lebar dermaga serta lokasi bantalan untuk jenis yang ditunjukkan pada Gambar. 9.7c sama seperti pada Gambar. 9.7b tetapi jenis sambungan ekspansi bergigi gergaji diadopsi di sini dengan maksud untuk menghindari semacam pengaturan yang diperlukan untuk yang kedua.
Setiap jenis yang dijelaskan di sini memiliki kelebihan dan kekurangan tertentu dan yang paling cocok untuk jembatan yang dipertimbangkan dapat digunakan. Poin-poin utama yang harus dipertimbangkan oleh seorang desainer dengan hati-hati dalam mendesain jembatan miring telah dijelaskan di sini dengan sangat singkat.
Sekarang untuk mengilustrasikan prinsip-prinsip desain, satu contoh yang berhasil disajikan di bawah ini:
Contoh:
Rancang jembatan miring pelat padat yang memiliki bentang bersih 7,5 m di sepanjang jalan tanpa jalan setapak dan sudut miring 25 derajat dengan beban IRC untuk Standar NH. Beton kelas M20 dan baja kelas S415 akan digunakan:
Penyelesaian:
Karena sudut kemiringan melebihi 20 derajat, ketebalan pelat dapat dirancang dengan bentang normal terhadap tumpuan dan tulangan yang dikerjakan dengan bentang ini dapat dikalikan dengan Sec. 2 θ dan yang sama dapat disediakan sejajar dengan jalan raya.
Rentang bersih normal ke tumpuan = 7,5 cos 25′ = 7,5 x 0,9063 = 6,80 m
Rentang efektif = Rentang bersih + kedalaman efektif
Dengan asumsi ketebalan pelat keseluruhan 600 mm, kedalaman efektif adalah 600 – 40 = 560 mm. = 0,56 m.
. . . Bentang efektif = 6,80 + 0,56 = 7,36 m.
Momen beban mati:
. . . Momen beban mati per meter lebar = 1800× (7,36) 2 = 12.190 Kgm.
Momen pemuatan langsung:
Lajur tunggal kendaraan track Kelas 70-R bila ditempatkan secara terpusat akan menghasilkan momen maksimum.
Baja Distribusi:
Baja distribusi dapat dihitung dengan prinsip yang sama seperti dalam kasus desain jembatan lempeng padat persilangan persegi.
Momen dalam arah melintang = 0,3 LLM + 0,2 momen lainnya = 0,3 x 13.520 + 0,2 x 12.190 = 6494 Kgm. = 63.600 Nm.
. . . As = 63.600 x 10 3 /200 x 543 x0,904 = 648 mm 2
Mengadopsi 12 Φ HYSD bar @150 (As = 753 mm 2 )
Tegangan Geser dan Ikatan:
Kenaikan reaksi tumpuan dekat sudut tumpul harus dipertimbangkan dengan baik dalam menghitung tegangan geser dan ikatan.
Karena sudut kemiringannya adalah 25 derajat, reaksi maksimum pada sudut sudut tumpul dapat diambil sebesar 1,55 kali reaksi normal (Gbr. 9.4). Nilai peningkatan rata-rata untuk setengah lebar geladak dapat diambil sebagai 1,30 kali reaksi normal.
. . . Maksimum Geser DL per meter lebar = 1800 x 7,36/2 x 1,30 = 8610Kg.
Geser Beban Langsung:
Susunan Penguatan:
Dua jenis susunan tulangan dalam garis ditunjukkan masing-masing pada Gambar 9.10 dan 9.11. Penguatan di bagian atas sudut lancip disediakan untuk mencegah retak akibat pengangkatan sudut lancip.
Luas tulangan utama, jika diletakkan tegak lurus terhadap tumpuan, adalah 2490 mm 2 dimana 22 θ @ 150 mm menghasilkan As = 2535 mm 2 . Namun, jika tulangan ditempatkan sejajar dengan jalan raya, luas baja yang dibutuhkan = 3038 mm 2 dimana 22 Φ@ 125 mm harus disediakan (As = 3040 mm 2 ).
Detail dari Beberapa Jembatan Skew Slab:
Bentang (bentang kanan efektif pada sudut siku-siku ke penyangga) yang detailnya tersedia adalah 4,37 m, 5,37 m, 6,37 m, dan 8,37 m dengan sudut miring 15′, 30′, 45′, dan 60 untuk setiap bentang.
Desainnya didasarkan pada beton kelas M20 dan baja kelas S415. Fitur yang menonjol dari jembatan miring ini diberikan pada Tabel 9.1 dan 9.2. Untuk perincian lebih lanjut, rencana standar di bawah referensi dapat dirujuk.
