Beban mungkin terjadi pada abutment yang harus diperhitungkan secara menyeluruh dalam desain. Beberapa beban tersebut adalah sebagai berikut;
A. Beban Tanah / Soil Loading
Timbunan tanah yang tertahan di bagian belakang abutmen memberikan tekanan tanah seperti pada umumnya untuk dinding penahan tanah. Ini mungkin disertai dengan tekanan hidrostatik air jika drainase yang memadai tidak disediakan di bagian belakang dinding. Dalam situasi di mana dinding dapat bergerak dengan cara dimiringkan atau digeser dan timbunan adalah material granular yang mengalir bebas, tekanan aktif diasumsikan.
B. Beban Kendaraan (Surcharge)
Dalam kasus yang paling sederhana, misalnya beban terdistribusi (q dalam kN/m2) di permukaan tanah, seperti beban HA, tegangan tambahan yang sama dengan Kaq dapat ditambahkan ke tekanan tanah yang diasumsikan di bagian belakang abutment. Untuk desain jembatan jalan raya sering digunakan biaya tambahan beban hidup sebesar 10 kN/m2 untuk pembebanan HA dan 20 kN/m2 untuk 45 unit HB. Untuk pembebanan rel, baik UDL 150 kN/m di sepanjang setiap lintasan, diterapkan pada lebar 2,5m, atau biaya tambahan RU dan RL masing-masing sebesar 50 kN/m2 dan 30 kN/m2 diambil di atas area lintasan.
C. Tekanan Pemadatan / Compaction Pressure
Penerapan alat pemadatan, seperti vibrating roller berat, pada timbunan penimbunan di lapisan menyebabkan peningkatan sementara tetapi cukup besar pada tegangan vertikal dan horizontal di dalam timbunan. Beberapa dari tegangan ini tetap terkunci pada timbunan, dan dapat memberikan beban lateral tambahan yang cukup besar pada tumpuan kantilever, khususnya pada kedalaman tepat di bawah bagian atas dinding.
D. Tekanan Swelling / Swelling Pressure
Pemadatan pada timbunan kohesif menghasilkan peningkatan yang lebih besar pada tekanan tanah lateral daripada pada timbunan granular, dengan orde 0,2-0,4 kali kekuatan geser tak terdrainase. Tetapi untuk lempung seperti itu, masalah yang lebih signifikan mungkin adalah tekanan pengembangan lateral. Untuk lempung yang ditempatkan relatif kering, relaksasi tegangan lateral telah diamati segera setelah pemadatan.
Namun, saat air hujan memasuki tanah, pembengkakan mulai terjadi. Penentuan in situ dari tegangan lateral rata-rata di dalam timbunan belakang abutment setinggi 6m dari tanah liat London menunjukkan bahwa tegangan total horizontal naik hingga 180 kPa di dekat pusat timbunan, dan hingga 70 kPa di dekat dinding sayap. Eksperimen skala pilot lainnya mengamati tekanan lateral rata-rata pada dinding setinggi 3m dengan orde 100 kPa. Mengingat bahwa angka-angka ini berkali-kali lipat lebih tinggi daripada tekanan fluida ekivalen yang umumnya diasumsikan, disarankan agar timbunan kohesif tidak digunakan di belakang penyangga.
Efek Ekspansi dan Kontraksi Musiman pada Dek / Slab
Pergerakan memanjang di geladak jembatan akibat rangkak, susut dan perubahan suhu menyebabkan gaya pada level bantalan pada abutmen non-integral. Besarnya gaya-gaya ini tergantung pada karakteristik geser atau tahanan gesek bantalan. Koefisien gesekan sebagian besar bantalan terletak pada kisaran fi = 0,03–0,06. Gaya gesek berasal dari beban mati nominal dan beban mati yang ditumpangkan pada geladak.
Abutmen integral tidak memiliki bantalan, dan oleh karena itu timbunan yang ditopangnya mengalami kenaikan dan penurunan musiman dalam regangan horizontal. Dek relatif kaku terhadap timbunan kembali dan tanah tidak cukup menahan untuk mencegah pergerakan.
Stabilitas Abutment
Stabilitas abutment harus diperiksa untuk tiga mode dasar kegagalan, antara lain:
- Geser / Sliding
- Guling / Overturning
- Ketidakstabilan secara keseluruhan / Overall Instability
A. Geser / Sliding
Ketika resistensi pasif di depan kaki dapat diandalkan, faktor keamanan minimum yang diambil dalam desain biasanya 2,0. Jika kontribusi tekanan pasif diabaikan, maka faktor keamanan minimum terhadap geser biasanya 1,5. Sebuah kunci geser kadang-kadang disediakan di pelat dasar untuk memobilisasi tahanan tanah yang lebih besar bila sebaliknya ketahanan terhadap geser tidak memadai.
B. Guling / Overturning
Pembalikan diperiksa dengan mengambil momen terhadap kaki ketika kombinasi beban yang paling merugikan bekerja pada struktur. Faktor keamanan minimum 2,0 biasanya diadopsi asalkan reaksi yang dihasilkan terletak di sepertiga tengah. Jika ada 'ketegangan' pada tekanan bantalan di tumit, maka faktor keamanan yang lebih tinggi dapat digunakan sebagai tindakan pencegahan lebih lanjut terhadap kegagalan.
C. Ketidakstabilan keseluruhan / Overall Instability
Analisis lingkaran gelincir sangat penting untuk bentuk konstruksi kursi tepi dan mungkin diperlukan untuk jenis penyangga lainnya ketika lapisan tanah jauh di bawah struktur lebih lemah daripada lapisan tanah di tingkat pondasi. Dimana kekuatan tanah didasarkan pada pengujian, maka faktor keamanan minimum adalah 1,5. Perhatian khusus diperlukan selama konstruksi jika pondasi tiang perantara sedang digali di ujung lereng pemotongan, bila ada kursi tepi yang diposisikan di bagian atas.
Desain Struktural Abutment
Desain struktural abutmen melibatkan pemilihan ketebalan dinding (batang) dan alas yang tepat, dan pemilihan ukuran dan jarak tulangan yang tepat untuk mencegah kegagalan keadaan batas ultimit dan kemudahan servis.
a. Desain Dasar / Base Design
Ujung pelat dasar dibuat untuk menahan gaya tanah tertinggi yang menekan alas, sementara beberapa kelegaan dapat diperoleh dari berat sendiri jari kaki dan pengisi tambahan apa pun. Tumit harus dibuat untuk menahan tekanan tanah ke atas juga, namun dalam hal ini, pengisian, biaya tambahan beban hidup, dan berat sendiri dapat menghasilkan keadaan beban tinggi yang dapat membalikkan geser dan momen yang mengikutinya. Pelat pondasi dapat ditopang oleh tiang, dalam hal ini beban yang diperkirakan pada setiap tiang akan menggantikan tekanan bantalan.
b. Desain Dinding / Wall Design
Dinding penyangga dirancang untuk menahan gaya geser dan momen lentur yang disebabkan oleh gaya horizontal, serta lentur yang disebabkan oleh dek dalam kasus jembatan integral. Karena tegangan langsung dari beban vertikal biasanya relatif minimal, tegangan tersebut dapat diabaikan saat mendesain dinding. Pada akar blok torsi pada dinding sayap kantilever horizontal, regangan dalam bidang yang signifikan dapat terjadi.
Comments
Post a Comment