Artikel ini menyoroti enam jenis jembatan bentang panjang teratas. Jenisnya adalah: 1. Jembatan Girder Plat Kontinu 2. Jembatan Tubular atau Box-Girder Baja Kontinyu 3. Jembatan Lengkungan Baja 4. Jembatan Rangka Kontinyu atau Kantilever 5. Jembatan Cable Stayed 6. Jembatan Gantung.
Tipe # 1. Jembatan Girder Plat Berkelanjutan:
Jembatan gelagar pelat yang didukung sederhana. Prinsip -prinsip desain dasar untuk jembatan gelagar pelat menerus tetap sama, efek pembalikan tegangan pada tumpuan karena kontinuitas struktur harus dipertimbangkan dalam desain.
Selain itu, karena bentang yang lebih panjang dan kontinuitas geladak, pergerakan geladak yang besar harus dipenuhi dalam desain sambungan ekspansi dan bantalan bebas. Fitur yang menonjol dari satu jembatan gelagar pelat menerus yang memiliki bentang utama 261 meter dan bentang samping 75 meter diberikan di bawah ini. Ini adalah jembatan sava I di Beograd, Yugoslavia yang dibangun pada tahun 1956 (Gbr. 17.1).
Jembatan Sava I di Beograd :
Jembatan ini memiliki jalur lalu lintas sepanjang 12,0 meter dengan jalan setapak 3,0 meter di kedua sisinya. Kedalaman gelagar adalah 4,72 meter di abutment, 4,57 meter di tengah bentang utama dan 9,76 meter di dermaga. Rasio kedalaman bentang gelagar bervariasi dari 57 hingga 27. Dek jembatan adalah dek baja ortotropik yang terdiri dari pelat setebal 10 mm hingga 18 mm yang dikakukan oleh rusuk pada pusat 305 mm.
Ketebalan pelat web adalah 14 mm. Pengaku badan vertikal ditempatkan pada jarak 9,0 meter dari pusat ke pusat sedangkan pengaku badan horizontal ditempatkan pada pusat sekitar 760 mm di zona kompresi. Daftar beberapa jembatan gelagar pelat menerus ditunjukkan pada Tabel 17.1.
# 2. Jembatan Tubular atau Box-Girder Baja Berkelanjutan:
Jembatan tubular atau gelagar kotak disebut demikian karena bentuk gelagarnya yang berpenampang tubular atau kotak. Berbagai bentuk jembatan tubular atau box-girder ditunjukkan pada Gambar 17.2.
Penampang kotak persegi panjang tunggal yang ditunjukkan pada (Gbr. 17.2a) diadopsi untuk Jembatan Europa di atas Sill Valley, Australia, sedangkan penampang kotak persegi panjang ganda (Gbr. 17.2b) diadopsi untuk Jembatan San Mateo-Hayward, AS. Bagian kotak trapesium berpartisi tunggal seperti yang ditunjukkan pada (Gbr. 17.2d) dan (17.2c) masing-masing digunakan untuk Jembatan Concordia Montreal dan Jembatan Wuppertal, Jerman.
Box-girder memiliki kekakuan dan kekuatan torsi yang tinggi dibandingkan dengan penampang terbuka seperti plate girder. Bagian kotak yang memiliki pelat bawah yang menghubungkan flensa bawah tidak memerlukan perancah untuk pemeliharaan ruang internal karena ini dapat diakses langsung dari satu ujung ke ujung lainnya.
Balok penampang terbuka tidak memiliki keuntungan seperti itu dan perancah diperlukan untuk pemeliharaan ruang internal.
Keterangan singkat dari satu jembatan box-girder yaitu. San Mateo-Hay ward Bridge, USA diberikan di bawah ini:
Jembatan San Mateo-Hayward, AS :
Jembatan ini dibangun pada tahun 1967. Susunan bentang dan penampang jembatan ditunjukkan pada Gambar 17.3. Jembatan ini memiliki dek baja ortotropik. Kedalaman gelagar di tengah bentang utama adalah 4,57 meter dan di dermaga adalah 9,15 meter sehingga memberikan rasio kedalaman bentang dari 50 sampai 25.
Daftar beberapa jembatan box-girder diberikan pada Tabel 17.2:
Tipe # 3. Jembatan Lengkungan Baja:
Perkembangan baja struktural berkekuatan tinggi memungkinkan untuk membangun jembatan lengkung dengan bentang yang lebih besar yang mirip dengan jembatan baja lainnya. Jembatan lengkung baja diklasifikasikan tergantung pada susunan geladak atau susunan sistem struktur sebagai jembatan lengkung. Namun, jembatan lengkung baja mungkin memiliki tulang rusuk yang kokoh atau tulang rusuk yang diikat sedangkan jembatan lengkung beton hanya memiliki tulang rusuk yang kokoh.
Keuntungan menggunakan jembatan pelengkung baja dibandingkan jembatan gelagar mirip dengan jembatan pelengkung beton. Prinsip desain dasar untuk jembatan lengkung baja juga sama dengan jembatan lengkung beton. Namun, pertimbangan desain seperti penyusutan rusuk lengkung, rangkak dll. tidak akan terjadi pada jembatan lengkung baja seperti pada jembatan beton.
Fitur yang menonjol dari dua jembatan lengkung baja diberikan di bawah ini:
i. Jembatan Pelangi:
Jembatan ini terletak di seberang Sungai Niagara antara Kanada dan Amerika Serikat, tahun pembangunannya adalah 1941.
Bentang dan tanjakan jembatan ditunjukkan pada Gambar 17.4:
Lengkungan adalah tipe geladak dengan spandrel terbuka yang tulang rusuknya dipasang pada titik pegas. Tulang rusuk lengkung terdiri dari dua kotak baja terpaku nomor dengan kedalaman 3,66 meter dan lebar 0,91 meter. Kotak-kotak ini ditempatkan pada jarak 17,12 meter dari pusat ke pusat.
Dek jembatan memiliki jalur lalu lintas ganda masing-masing 6,71 meter dipisahkan oleh median 1,2 meter dan jalan setapak 3,0 meter di satu sisi dan trotoar pengaman 225 mm di sisi lain.
- Jembatan Pelabuhan Mann:
Jembatan ini terletak di dekat Vancouver, Kanada, di seberang Sungai Fraser. Susunan bentang jembatan ditunjukkan pada Gambar. 17.5. Lengkungan adalah jenis khusus dari lengkungan yang diikat yang memiliki keunggulan dari lengkungan klasik dan yang diikat.
Lengkungan adalah tipe semi-through sehingga mengurangi ketinggian suspender dan kolom spandrel. Lebar jalan dek jembatan adalah 16,56 meter dengan jalan setapak selebar 1,2 meter di kedua sisinya. Daftar beberapa jembatan pelengkung lainnya diberikan pada Tabel 17.3.
Tipe # 4. Jembatan Truss Berkelanjutan atau Kantilever:
Jenis jembatan rangka yang didukung sederhana. Jenis-jenis itu juga digunakan untuk jembatan rangka batang menerus dan kantilever. Prinsip dasar untuk mengevaluasi gaya pada batang rangka . Namun, karena kehadiran lebih banyak anggota serta karena kesinambungan pekerjaan menjadi rumit dan memakan waktu.
Untuk bentang yang lebih besar ketika panjang panel lebih besar, mereka dibagi lagi untuk memberikan dukungan yang memadai untuk geladak. Warren truss ditunjukkan pada Gambar. 14.6a bila digunakan untuk bentang yang lebih besar ‘, dapat dimodifikasi dengan memberikan vertikal seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 14.6b untuk tujuan tersebut di atas.
Pettit adalah modifikasi dari truss N atau Pratt dengan pembagian panel (Gbr. 17.6). K-truss telah digunakan di Jembatan Howrah yang merupakan jembatan kantilever (Gbr. 17.8).
Fitur yang menonjol dari dua jembatan rangka baja bentang panjang, satu tipe menerus dan yang lainnya tipe kantilever dijelaskan di bawah ini:
i. Jembatan di atas Sungai Fulda:
Jembatan ini dibangun di atas Sungai Fulda, Jerman Barat. Susunan bentang diperlihatkan pada Gambar 17.7. Jembatan tersebut memiliki rangka Warren yang menerus sepanjang 7 bentang yang ditunjukkan pada Gambar 17.7. Integral geladak baja orthotropik dengan chord atas telah disediakan di anjungan.
Gulungan memiliki kedalaman seragam 6,0 meter untuk semua bentang sehingga memberikan rasio kedalaman bentang 23,8 untuk bentang yang lebih besar. Dek memiliki jalur lalu lintas 9,0 meter dengan jalan setapak 1,75 meter di sisi lain seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 17.7.
- Jembatan Howrah:
Jembatan ini dibangun pada tahun 1943 di atas Sungai Hooghly di Kalkuta. Susunan bentang diperlihatkan pada Gambar 17.8. Jembatan ini memiliki dua bentang jangkar ujung (yang ditambatkan pada penyangga ujung) dan satu bentang utama yang terdiri dari dua kantilever dan satu bentang gantung.
Rangka jembatan adalah K-truss yang memiliki panel yang dibagi untuk menopang geladak yang digantung oleh suspender dari sambungan panel. Dek didukung oleh stringer longitudinal yang bertumpu pada balok penopang silang yang dipasang pada suspender. Penampang geladak ditunjukkan pada Gambar. 17.8b.
Tabel 17.4 menunjukkan beberapa jembatan rangka baja menerus atau kantilever:
Tipe # 5. Jembatan Kabel Tetap:
Jembatan kabel dalam bentuk sekarang dibangun di Eropa khususnya di Jerman Barat setelah Perang Dunia Kedua ketika kebutuhan untuk rekonstruksi sejumlah jembatan sangat dirasakan.
Jembatan cable-stayed cocok untuk rentang bentang 200 sampai 500 meter yang tidak dapat ditutupi, oleh jembatan gelagar juga tidak dalam rentang bentang ekonomis dari jembatan gantung kaku. Selanjutnya, seperti pada jembatan gantung yang kaku, tidak diperlukan staging atau pekerjaan palsu untuk pembangunan jembatan kabel.
Perbedaan mendasar antara jembatan cable-stayed dan jembatan gantung adalah bahwa sementara semua kabel dari geladak jembatan cable-stayed dihubungkan ke menara utama dengan kabel yang kencang dan miring tetapi lurus, kabel utama kembar dari menara jembatan gantung membentuk katenari tempat gantungan digantung dan sistem geladak dipasang pada gantungan ini (Gbr. 17.9).
Kabel tegang miring dari jembatan kabel tetap relatif kaku daripada kabel jembatan gantung yang relatif fleksibel di mana kabel jembatan kabel tetap bertindak sebagai penopang elastis antara selain penopang abutmen atau menara.
Hal ini tidak terjadi pada kabel untuk jembatan gantung dan karena fleksibilitas kabel utama, aksi tumpuan sangat kecil: Adanya penopang elastis menengah pada jembatan kabel-tetap mengurangi defleksi dek jembatan serta kedalaman dari gelagar geladak.
Pada jembatan cable-stayed, kabel mengalami tegangan dan menara serta geladak mengalami kompresi. Dengan sistem struktural ini, jembatan cable-stayed menawarkan resistensi yang tinggi terhadap ketidakstabilan aerodinamis dan ketidakstabilan dinamis seperti itu tidak menjadi masalah pada jembatan cable-stayed.
Aspek ini sangat dominan pada jembatan gantung dan nihil pada jembatan tipe girder. Oleh karena itu, jembatan cable-stayed menempati posisi tengah antara jembatan tipe girder dan jembatan gantung dalam hal ketidakstabilan aerodinamis.
Komponen horizontal dari gaya kabel dari bentang utama dan bentang samping saling menyeimbangkan sementara komponen vertikal mendukung beban vertikal (DL + LL) dari geladak jembatan (Gbr. 17.10).
Komponen horizontal dari gaya kabel ini menghasilkan semacam efek prategang di geladak apakah geladak baja ortotropik atau geladak komposit beton bertulang dan oleh karena itu, meningkatkan daya dukung beban geladak.
Pada Gambar 17.10, AB adalah menara dan DB, BE masing-masing adalah bentang samping dan kabel bentang utama. DA dan AE adalah bentang samping dan dek bentang utama. Di B, komponen horizontal kabel memaksa C 1 dan C 2 seimbang yaitu C 1 cosθ 1 = C 2 cos θ 2 .
Demikian pula pada A, gaya horizontal pada geladak akibat komponen horizontal gaya kabel C 1 dan C 2 adalah C 1 cos9i dan C 2 cos θ 2 yang juga seimbang. Gaya horizontal di geladak ini menghasilkan efek prategang.
Komponen vertikal gaya kabel di D dan E menyeimbangkan beban geladak yaitu, C 1 sin θ 1 = W 1 dan C 2 sin θ 2 = W 2 + W 3 . Jika C 1 sin θ 1 lebih besar dari beban geladak W 1 , maka ujung D harus diangkur sedemikian rupa sehingga gaya pengangkuran Fi diberikan oleh C 1 sin θ 1 = (W 1 + F 1 ). Kompresi di menara AB = C 1 sin θ 1 + C2 sin θ 2 . Reaksi pada A=C 1 sin θ 1 + C 2 sin θ 2 + W 1 + W 2 (W 1 & W 2 masing-masing adalah reaksi dari rentang DA & AE).
Dek baja ortotropik dengan pelat yang dikakukan atau dek komposit beton bertulang tidak hanya berfungsi sebagai sayap atas gelagar utama dan gelagar silang, tetapi juga berfungsi sebagai gelagar horizontal terhadap gaya angin yang memberikan kekakuan lateral lebih banyak daripada penahan angin yang digunakan pada jembatan tua. Menara utama yang digunakan dalam jembatan kabel dapat berupa menara tunggal, A-frame, menara kembar atau portal seperti yang ditunjukkan pada Gambar 17.11.
Gelagar geladak dapat terdiri dari gelagar pelat yang memiliki sayap atas geladak baja ortotropik dan flensa bawah terpasang. Geladak ini memiliki ketahanan torsi yang lebih rendah dan karena itu penampang kotak seperti itu umumnya digunakan sebagai gelagar geladak. Penampang kotak bisa tunggal atau kembar dan juga bisa berbentuk persegi panjang atau trapesium seperti yang ditunjukkan pada Gambar 17.12.
Bagian ini lebih cocok untuk menahan momen puntir yang disebabkan oleh beban hidup eksentrik, atau gaya angin.
Susunan kabel dari menara utama ke geladak bervariasi. Pada tipe ‘kipas’, kabel berasal dari titik yang sama pada menara seperti yang ditunjukkan pada gambar. 17.13a. Tipe lainnya adalah tipe ‘harpa’ atau tipe ‘harpa yang dimodifikasi’ seperti pada Gambar 17.13b atau 1743c. Pada kedua jenis harpa, hanya pasangan kabel yang berasal dari titik menara yang sama dan dengan demikian hanya ada sedikit titik asal kabel.
Perbedaan antara jenis harpa dan jenis harpa yang dimodifikasi adalah pada yang pertama, semua kabelnya paralel dengan kemiringan yang sama tetapi pada yang terakhir, kemiringan kabel bervariasi seperti pada jenis kipas. Kemiringan kabel bervariasi dari tanÏ´ = 0,30 hingga 0,50.
Alih-alih kabel tunggal atau dua, lebih disukai banyak kabel karena dalam kasus terakhir, gaya kabel didistribusikan pada sejumlah titik di geladak menggantikan satu atau dua lokasi di mana kedalaman geladak berkurang.
Fitur yang menonjol dari Beberapa Cable-Stayed Bridges North Bridge di Dusseldorf:
Jembatan ini dibuka untuk lalu lintas pada tahun 1958. Susunan bentang ditunjukkan pada Gambar 17.14. Menara kembar seperti pada Gambar 17.11b dan dua bidang kabel telah digunakan di jembatan. Dek didukung oleh dua gelagar berpenampang kotak utama sedalam 3,125 m x lebar 1,60 m tempat kabel dari menara ditambatkan. Jarak box-girder adalah 9,10 m.
Dek baja ortotropik dengan pelat setebal 14 mm yang dikakukan dengan sudut 200 x 99 x 10 mm pada jarak 400 mm mengadopsi balok. Jalan untuk jembatan adalah 15,0 meter dengan jalur sepeda 3,53 m dan jalan setapak 2,23 m. Kabel tengah dipasang ke menara tetapi kabel atas dan bawah ditempatkan di atas bantalan goyang yang pada gilirannya dipasang ke menara.
aku ii. Jembatan di atas sungai Rhine dekat Leverkusen, Jerman Barat :
Jembatan ini selesai dibangun pada tahun 1965. Menara dan kabelnya sejajar dengan bagian tengah geladak jembatan seperti pada Gambar 17.11a dan melewati median selebar 3,67 m. Dek baja ortotropik dengan ketebalan 61 mm memakai bantalan kasar yang didukung pada gelagar kotak dua sel telah digunakan. Gelagar silang yang diperpanjang mendukung bagian geladak jembatan dan jalan setapak (Gbr. 17.15b).
Jembatan ini menyediakan jalur lalu lintas ganda dengan lebar 13,0 m yang dipisahkan oleh median tengah selebar 3,67 m dan memiliki jalan setapak 3,22 m di sisi luar setiap jalur lalu lintas. Kabel bawah dipasang ke menara sedangkan kabel atas ditempatkan di atas bantalan goyang di bagian atas menara.
- Jembatan Maracaibo, di atas Danau Maracaibo, Venezuela:
Jembatan kabel-tinggal ini selesai pada tahun 1962 memiliki tujuh bentang yaitu. dua bentang ujung sepanjang 160 meter dan lima bentang tengah sepanjang 235 meter (Gbr. 17.16). Geladak dan gelagar terbuat dari beton prategang. Bagian kantilever adalah penampang gelagar-kotak tiga sel (Gbr. 17.16b) sedangkan bentang gantung memiliki empat balok-T beton prategang yang memiliki kedalaman variabel 1,80 ujung alas dan 2,51 m pada bentang tengah (Gbr. 17.16c) .
Jembatan ini memiliki jalur kereta ganda sepanjang 7,16 m dengan medium tengah 1,22 m dan dua jalan setapak sepanjang 0,91 m (gambar 17.16b). Ketebalan pelat geladak untuk seluruh jembatan bervariasi dari 170 mm hingga 270 mm.
- Jembatan Hooghly Kedua, Kalkuta (Sedang Dibangun):
Susunan bentang jembatan dan penampang geladak ditunjukkan pada Gambar 17.17. Kabel dalam susunan tipe kipas seperti pada Gambar 17.13a, jumlah total kabel adalah 152. Dek jembatan adalah dek komposit yang terdiri dari pelat dek beton bertulang yang ditopang pada dua penampang I bangunan baja utama dan satu pusat.
Keterangan singkat dari beberapa jembatan kabel lainnya disertakan dalam Tabel 17.5:
Tipe #6. Jembatan Gantung:
Jembatan gantung ekonomis bila bentang melebihi 300 meter tetapi jembatan gantung dengan bentang lebih rendah juga telah dibangun untuk alasan estetika dan lainnya di banyak negara. Untuk bentang melebihi 600 meter, jembatan gantung kaku adalah satu-satunya solusi untuk menutupi bentang yang lebih besar tersebut.
Jembatan gantung terdiri dari satu bentang utama dan dua bentang samping. Rasio bentang samping terhadap bentang utama umumnya bervariasi dari 0,17 hingga 0,50 (Tabel 17.6). Dua kelompok kabel berjalan dari satu ujung jembatan ke ujung lainnya melewati dua menara. Ujung kabel ditambatkan ke tanah. Dek jembatan yang ditopang di atas rangka pengaku digantung dari kabel oleh suspender dan oleh karena itu disebut “jembatan gantung”.
Sebuah jembatan gantung memiliki komponen-komponen berikut (Gambar 17.18) yaitu:
(a) Menara,
(b) Kabel,
(c) Jangkar,
(d) Suspender,
(e) Rangka pengaku,
(f) Dek anjungan yang terdiri dari balok penopang, senar, dan decking proper dan
(f) Yayasan.
Kabel menjadi sangat fleksibel tidak mengambil momen lentur dan hanya mengalami gaya tarik. Beban dari truss kaku dibawa oleh suspender yang pada gilirannya mentransfer beban ke kabel.
Kabel-kabel ini yang mengalami gaya tarik mentransfer beban ke menara yang dianggap cukup fleksibel dan disematkan di kedua ujungnya. Fondasi, baik terpisah atau gabungan, disediakan di bawah menara untuk transfer akhir beban ke strata tanah di bawahnya.
Rangka pengaku, seperti yang tersirat dari namanya, membuat geladak menjadi kaku dan mendistribusikan beban hidup geladak ke kabel, jika tidak, kabel akan mengalami kendur lokal karena aksi beban hidup terkonsentrasi dan dengan demikian menyebabkan perubahan sudut lokal pada sistem geladak. .
Rangka pengaku berengsel di menara dan digantung pada titik simpul dari suspender yang biasanya berupa kabel tarik tinggi. Suspensi vertikal telah digunakan di banyak jembatan tetapi suspensi diagonal seperti pada Gambar 17.25 memiliki keuntungan yaitu meningkatkan stabilitas aerodinamis jembatan yang sangat penting untuk jembatan gantung.
Kabel harus berupa kabel yang ditarik dingin dan tidak diberi perlakuan panas karena yang terakhir rentan terhadap kegagalan karena tegangan alternatif bahkan pada beban rendah. Struktur berserat dari kabel yang ditarik dingin dapat menahan tegangan alternatif jauh lebih baik daripada kabel yang diberi perlakuan panas berbutir halus.
Ketidakstabilan Aerodinamis :
Tacoma Narrows Bridge dengan bentang utama 853 meter dibuka untuk lalu lintas pada tanggal 1 Juli 1940 namun rusak parah dan terpelintir berkeping-keping akibat osilasi vertikal dan momen puntir akibat hembusan angin dengan kecepatan 67 Kmph.
Dalam penyelidikan terungkap bahwa Jembatan Tacoma Narrows memiliki sejumlah penyimpangan dari praktik konvensional untuk mendapatkan desain yang terlihat lebih ramping dan dengan demikian lebih murah. Sebagai contoh, gelagar pelat dangkal digunakan sebagai gelagar pengaku, rasio lebar bentang menjadi 350 menggantikan nilai normal 100 sampai 200 (Tabel 17.7), rasio bentang terhadap lebar menjadi 72 menggantikan nilai rata-rata 40.
Perubahan ini membuat geladak sangat fleksibel dan membuat geladak berosilasi vertikal di bawah beban yang bergerak. Pada hari kegagalan, angin bertiup dengan kecepatan 67 Kmph menciptakan osilasi vertikal dikombinasikan dengan gerakan memutar dan akhirnya memutar dek jembatan berkeping-keping.
Angin yang diberikan pada struktur menyebabkan gaya-gaya berikut tergantung pada bentuk dan penampang geladak dan sudut serang:
- Gaya angkat dan seret
- Pembentukan pusaran
- Berkibar.
Flutter adalah osilasi geladak jembatan dalam suatu mode termasuk gerakan transversal dan rotasi torsi dan dapat terjadi di mana frekuensi natural dari dua mode, diambil secara terpisah, sama dengan satu, N ϴ /N v yaitu — = 1 , di mana N 8 = frekuensi torsi dan N v = frekuensi vertikal. Oleh karena itu, dek jembatan harus memiliki nilai N ϴ /N v yang secara signifikan lebih besar dari satu.
Frekuensi natural dan mode dari struktur lengkap harus diperkirakan. Frekuensi terendah menghasilkan (a) gerakan vertikal dengan mode di tengah bentang utama dan (b) gerakan torsional dengan mode juga di tengah bentang utama. Frekuensi alami dari beberapa jembatan yang ada ditunjukkan pada Tabel 17.6.
Pengaturan Struktural:
Berikut susunan struktur yang dibuat untuk jembatan gantung:
- Backstay yang dimuat atau dibongkar.
- Backstay berlabuh sendiri atau berlabuh secara eksternal
- Gulungan pengaku dari berbagai jenis
- Berbagai rasio sisi ke bentang utama.
- Berbagai rasio bentang ke sag kabel.
- Berbagai rasio bentang terhadap kedalaman rangka pengaku.
- Penataan menara
- Pengaturan gantungan.
Sag kabel:
Lengkungan kabel akan sangat mempengaruhi desain jembatan gantung karena lekukan kabel yang lebih kecil meningkatkan ketegangan kabel tetapi mengurangi ketinggian menara dan panjang gantungan. Oleh karena itu, jika biaya per unit menara dan penggantung lebih besar atau jika biaya per unit kabel lebih sedikit, sag kabel yang lebih kecil dapat diadopsi dan sebaliknya.
Kabel sag yang berkurang juga meningkatkan kekakuan kabel serta kekakuan total struktur yang menghasilkan frekuensi alami yang lebih tinggi dan kecenderungan ketidakstabilan aerodinamis yang lebih kecil.
Persamaan Kabel Suspensi:
Perhatikan titik P pada kabel yang memiliki koordinat x dan y dengan titik asal B (Gbr. 17.19). Kabel suspensi digantung dalam bentuk parabola persamaan yang diberikan oleh,
Persamaan 17.2 memberikan kemiringan kabel dari tumpuan menaranya pada sembarang jarak x dari B.
Ketegangan pada Kabel:
Dari Gambar 17.20, reaksi vertikal pada menara akibat beban w per satuan panjang = R B = R D = wL/2 = R:
Kabel menjadi fleksibel, tidak dapat mengambil momen apa pun dan dengan demikian momen di tengah bentang kabel adalah nol. Oleh karena itu, ambil momen beban dan gaya sisi kiri terhadap C,
Kabel Kembali-Tetap:
Kabel suspensi bentang utama didukung pada dua menara di kedua sisi bentang utama. Kabel suspensi setelah melewati bagian bawah pendukung umumnya ditambatkan ke dalam massa beton dari semacam pengaturan penahan. Kabel rentang samping disebut kabel “anchor cable” atau “back-stay”.
Dua susunan berikut dibuat untuk melewatkan kabel di atas menara dari bentang utama ke bentang samping:
- Panduan dukungan katrol
- Dukungan rol.
Dukungan Katrol Panduan untuk Kabel Suspensi:
Kabel utama diambil melalui katrol pemandu tanpa gesekan yang dipasang di bagian atas menara pendukung untuk bentang samping mati dan kemudian ditambatkan. Pada Gambar 17.21, a dan θ adalah sudut yang dibuat kabel dengan garis tengah menara dan T adalah tegangan kabel. Karena kabel melewati katrol tanpa gesekan, T di kedua sisi adalah sama.
Reaksi vertikal pada menara akibat tegangan kabel,
R T = T cosα + T cosθ (17,5)
Gaya horizontal di bagian atas menara,
T sinα – T sinθ = T (sinα – sinθ) (17.6)
Dukungan Rol untuk Kabel Suspensi:
Dalam susunan kabel pendukung ini, baik kabel utama maupun kabel jangkar dipasangkan pada pelana yang ditopang pada roller yang ditempatkan di bagian atas menara (Gbr. 17.22).
Karena sadel diam, komponen horizontal kabel utama dan kabel jangkar harus sama, yaitu,
H = T, sinα = T 2 sinθ (17.7)
Reaksi vertikal pada menara karena ketegangan kabel,
R T = T 1 cosα + T 2 cosθ (17.8)
Contoh:
Sebuah jembatan gantung dengan bentang utama 100 meter memiliki sag kabel sepanjang 10 meter. Hitung tegangan maksimum pada kabel ketika geladak memikul beban 50 KN per meter panjangnya. Temukan juga reaksi vertikal pada menara (a) jika kabel melewati katrol tanpa gesekan dan (b) jika kabel melewati pelana yang bertumpu pada rol.
Diberikan:
L = bentang utama = 100 m
- = kabel melorot di pusat = 10 m
w = UDL = 50 KN per m.
a = sudut jangkar kabel = 60 °
Deskripsi Singkat Beberapa Jembatan Gantung yang Ada Forth Road Bridge (Skotlandia):
Ketinggian jembatan ditunjukkan pada Gambar. 17.23. Bentang utama memiliki dek pelat baja ortotropik dengan permukaan aus aspal setebal 38 mm. Bentang samping memiliki 222 mm. pelat beton tebal dengan permukaan aus beton aspal setebal 38 mm seperti pada bentang utama. Rasio kedalaman bentang rangka pengaku adalah 120. Beberapa fitur lainnya ditunjukkan pada Tabel 17.7.
i. Jembatan Mackinac (AS):
Ketinggian jembatan ditunjukkan pada Gambar. 17.24. Jembatan ini menyediakan jalur lalu lintas empat lajur sepanjang 108 mm. kisi baja tebal. Sementara jalur luar ditutupi dengan beton, jalur lalu lintas ganda dibiarkan terbuka karena pertimbangan aerodinamis. Rasio bentang-kedalaman rangka pengaku di Mackinac Bridge adalah 100. Beberapa fitur busur jembatan ditunjukkan pada Tabel 17.7.
- Jembatan Severn (Wales):
Ketinggian jembatan severn ditunjukkan pada gambar. 17.25. Jembatan ini memiliki jalur kereta ganda masing-masing 9,91 m. Alih-alih rangka batang yang kaku, bagian baja tubular atau gelagar kotak dari desain aero foil telah digunakan di jembatan.
Lalu lintas dibawa langsung oleh 11,5 mm. pelat baja kaku tebal. Keistimewaan jembatan ini bukan hanya bagian tubularnya saja, bukan rangka pengaku, tetapi juga gantungan miring sebagai pengganti gantungan vertikal. Jarak gantungan 18,3 meter dan kemiringan gantungan dengan vertikal bervariasi dari 17,5 derajat sampai 25 derajat.
Beberapa fitur tambahan ditunjukkan pada Tabel 17.7:
aku ii. Jembatan Verrazano Narrows (AS):
Ketinggian jembatan ditunjukkan pada gambar. 17.26. Jembatan ini memiliki dek ganda dengan 6 jalur lalu lintas di setiap dek. Di setiap geladak, telah disediakan tiga lajur jalur lalu lintas ganda dengan median tengah 1,22 m dan lebar jalur lalu lintas 11,28 m. Rasio kedalaman bentang rangka pengaku adalah 177,5 dan pusat ke pusat kabel utama adalah 31,4 m. Beberap
