Macam Jenis Girder

Dalam bidang konstruksi jembatan, girder adalah balok yang posisinya ada di antara dua penyangga yang bisa berupa pilar atau abutment. Bentuk balok girder bervariasi, mulai dari bentuk kotak, trapesium, letter U, letter I hingga letter T. 

Girder ada yang diproduksi dan dicetak oleh pabrik sehingga sudah berupa barang jadi ketika diangkut ke lokasi proyek. Namun, ada juga girder yang baru dicor di lokasi proyek karena pembuatannya dilakukan secara custom. 

Secara garis besar, girder jembatan berfungsi sebagai penyalur beban di atas konstruksi jembatan ke bagian bawah yang disebut abutment agar bisa diredam. Tujuan pengiriman beban tersebut adalah menghindari terjadinya persimpangan beban atau gaya.

Macam Jenis Girder Pada Jembatan

Berdasarkan bahannya, girder terdiri dari 4 jenis yaitu: Steel, Composite, Concrete, dan Hybrid. Berikut penjelasan masing - masing jenis girder

A. Girder Baja / Steel Girder

Gelagar / girder baja adalah salah satu jenis gelagar tertua yang digunakan pada jembatan cable-stayed. Jenis gelagar dan geladak ini seluruhnya terbuat dari baja. Bentuk girder berubah untuk mengamankan kekakuan torsi dan kekakuan penampang sesuai dengan bentuk susunan kabel. Karena baja lebih ringan dari beton, balok baja dapat digunakan untuk merencanakan jembatan bentang panjang. Namun, gelagar baja harus ditinjau untuk tekuk karena lemah terhadap gaya tekan yang disebabkan oleh penahan kabel.

Berikut contoh girder dari baja:

a. Box Girder

Box girder terdiri dari beberapa pengaku dan kotak tertutup dengan sel tunggal/banyak. Bentuk kotak memiliki kekakuan torsi yang tinggi, memberikan stabilitas aerodinamis yang sangat baik. Selain itu, karena kekakuan torsi yang tinggi, ia memiliki kebebasan dalam hal pengaturan kabelnya. Oleh karena itu, susunan kabel dapat direncanakan secara bebas sebagai bidang tunggal atau bidang ganda.

b. Twin Box Girder

Twin box girders memiliki kotak di kedua ujung gelagar, dengan balok silang dan beberapa pengaku ditempatkan di antaranya. Susunan kabel bidang ganda sering diusulkan untuk menahan kabel jangkar pada gelagar. Susunan kabel bidang ganda menekan deformasi puntir kabel, sehingga bentuk gelagar kotak kembar bersama dengan susunan kabel memberikan stabilitas aerodinamis yang sangat baik.

c. I Beams

Penampang gelagar ini sudah disesuaikan dengan standar AASHTO-PCI dengan memiliki tipe I-VI dengan bentangan efektifnya mencapai 23 meter-46 meter. Beton yang digunakan memiliki pemusatan yang berdekatan dengan serat terluar. Hal tersebut dapat mempengaruhi gaya tekan saat peralihan, beban kerja maupun beban batasnya.

d. Plate Girder

Jenis girder yang terakhir adalah plate girder. Girder jenis ini berupa balok berukuran besar yang terbuat dari susunan pelat yang disambungkan. Proses penyambungan antara pelat dapat dilakukan dengan sambungan las maupun sambungan baut. Sekarang ini, sambungan las sering digunakan karena lebih kuat dan terlihat estetis bangunannya. Plate girder dinilai sangat efektif untuk membangun jembatan jalan raya maupun jembatan kereta api. Cara yang dilakukan untuk memaksimalkan keefektifannya yaitu dengan menciptakan variasi penampang. Contohnya, pelat girder dibuat lebih tipis dan tinggi pada bagian yang dominan terkena gaya geser. 

B. Balok Komposit Baja / Steel Composite Girder

Setelah akhir 1960-an, dek beton bertulang atau dek beton pratekan digunakan, dan gelagar komposit baja mulai diterapkan pada jembatan cable-stayed. Dalam hal sifat material, baja kuat dalam tarik dan beton kuat dalam tekan; oleh karena itu, sintesis yang tepat antara kedua bahan ini menghasilkan gelagar yang ringan dan tahan lama.

a. Tepi I Girder / Edge I Girder

Gelagar tepi I terdiri dari dua gelagar utama yang terletak di kedua ujungnya dan sejumlah balok silang, senar, pengaku, dan pelat beton. Gelagar tepi I memiliki konfigurasi penampang yang relatif sederhana, sehingga relatif ringan dan memiliki kandungan baja rendah, sehingga menguntungkan secara ekonomi. Namun, karena jangkar terbuka, perawatan khusus diperlukan. Selanjutnya, kekakuan torsional dan lentur penampang kecil, sehingga stabilitas aerodinamis serta stabilitas tekuk lateral harus diperiksa dengan cermat.

b. Twin Box Girder

Twin box girder terdiri dari dua box girder, crossbeams, pengaku, dan pelat beton. Penampang berbentuk kotak memiliki kekakuan torsi dan lentur yang besar, sehingga memiliki stabilitas aerodinamis dan ketahanan tekuk lateral yang sangat baik. Karena kabel ditambatkan di dalam kotak, diperlukan ruang yang cukup di dalam kotak untuk pemasangan dan pemeliharaan.

c. Truss Girder

Gelagar rangka / truss terdiri dari gelagar utama tipe rangka dan pelat beton. Bentuk rangka memungkinkan untuk merakit bagian-bagian kecil bersama-sama untuk mencapai kekakuan yang tinggi. Batang tunggal dari balok penopang relatif kecil dibandingkan dengan jenis batang lainnya, sehingga menguntungkan dalam hal transportasi, manufaktur, dan konstruksi. Jika ada cukup ruang, jalur lalu lintas dapat dipasang di akord atas dan bawah.

C. Girder Beton / Concrete Girder

Girder beton memiliki daya tahan yang baik dan kuat dalam tekan, memungkinkan perencanaan penampang yang efisien dari gaya tekan untuk kabel tetap. Gelagar beton memiliki bentang yang lebih pendek dibandingkan dengan gelagar baja karena bobotnya yang lebih berat. Gelagar beton harus mempertimbangkan perilaku yang disebabkan oleh susut, rangkak, dll., karena sifat materialnya. Pada masa awal, balok beton tidak digunakan untuk jembatan cable-stayed karena banyak kasus kegagalan selama konstruksi. Saat ini, desain dan konstruksi jembatan cable-stayed dengan balok beton sedang aktif dilakukan karena pengembangan sistem cable-stay baru, material kekuatan tinggi, dan teknologi konstruksi.

a. Gelagar Tepi / Edge Girder

Gelagar Tepi terdiri dari gelagar utama, pelat, dan balok melintang di kedua ujung gelagar. Karena angkur dapat diamankan di kedua ujung gelagar, kabel bidang ganda dapat diterapkan. Ketinggian girder rendah, sehingga memiliki bentuk yang ramping. Dan jangkar kabel tidak terbuka, sehingga memiliki penampilan yang bagus. Selain itu, karena karakteristik beton, edge girder tahan lama dan memberikan kemudahan perawatan. Namun, dalam hal karakteristik bentuk gelagar, kekakuan torsional dan kekakuan lentur kecil, dan stabilitas aerodinamis diperlukan.

b. Box girder

Box girder adalah beton baja berbentuk kotak atau trapesium yang digunakan pada konstruksi jembatan yang membentang panjang. Walaupun identik dengan kotak, nyatanya bentuk trapesium sering dipilih karena dinilai lebih efisien dalam penggunaannya.  Selain jembatan layang yang lurus memanjang, box girder juga sangat ideal untuk membangun jembatan melengkung. Sebab, jenis girder jembatan ini sanggup menahan torsi dengan sangat baik. 

Box girder umumnya memiliki bentuk yang sangat besar. Tingginya antara 2 hingga 4 meter dengan lebar yang mencapai 2 hingga 4 lajur. Ukuran pastinya bisa bervariasi karena dipengaruhi oleh kebutuhan penggunaan sebagai jalur transportasi. 

Berikut adalah contoh penerapan box girder pada jembatan bentang panjang:

Box girder memiliki keunggulan dari material beton. Selain itu, karena bentuk kotak memiliki kekakuan torsi yang tinggi, ia memiliki stabilitas aerodinamis yang sangat baik, dan kabel dapat diatur dalam bidang tunggal atau ganda. Namun, berat girder itu sendiri dapat meningkatkan ukuran substruktur. Untuk meningkatkan kelayakan ekonomi sambil memanfaatkan box girder, bagian dari bagian girder dapat diganti dengan struts baja atau diafragma. Dengan memasang struts di bagian dalam dan luar girder, berat girder dapat dikurangi, memungkinkan perencanaan penampang yang efisien. Jika struts dipasang, tinjauan rinci tentang penjangkaran dan lanskap juga diperlukan.

c. T Girder

Pemakaiannya dianggap memiliki keuntungan, apabila perbandingan benda mati dan beban hidup besar. Hal tersebut dikarenakan penampang tidak terjadi masalah serius, ketika tegangan tekannya bernilai besar di bagian tepi bawah balok. Bentangan efektif pada jembatan ini berkisar 38 meter hingga 47 meter.

d. U Girder

Penggunaan penampang ini lebih banyak pengaplikasiannya pada konstruksi fly over. Selain itu, pemakaiannya memiliki keistimewaan pada bagian susunan tendon secara berpasang-pasangan. Hal ini membuat penarikan kabel strand pada girder menggunakan dua dongkrak secara bersamaan. Bentangan efektifnya dapat mencapai 32 meter hingga 41 meter.

e. I Girder / PCI Girder

I Girder adalah gelagar berbentuk balok huruf I yang dibuat dari bahan komposit atau non-komposit. Girder jenis ini paling sering digunakan dalam pembangunan jembatan di Indonesia. Wajar jika semua produsen pasti menyediakan dan menerima pembuatan secara custom. Gelagar yang juga disebut dengan PCI girder ini memiliki desain yang ramping layaknya letter I. Keunggulan yang ditawarkan meliputi mudah dalam pemasangan, daya tahan yang lama dan harga yang lebih ekonomis. 

Pada konstruksi jembatan, PCI girder bertugas menyalurkan beban berat girder dan beban kendaraan ke bagian struktur bawah yang bernama abutment. Tujuannya untuk menghindari terjadinya persimpangan gaya.

f. Voided Slab

Voided Slab adalah girder yang berbentuk persegi panjang dengan rongga di dalamnya. Voided Slab mempunyai keunggulan dalam kecepatan konstruksi karena (bisa) tidak membutuhkan plat lantai. Adapun produk Voided Slab biasa digunakan untuk jembatan bentang pendek.

Tahap Memasang Girder  

Pemasangan girder jembatan terbagi menjadi beberapa tahapan penting, mulai dari pengangkutan balok, pelaksanaan instalasi hingga pekerjaan akhir. Sebagai gambaran, berikut uraian tiap tahapannya: 

1) Tahap Pengangkutan Girder

Sebelum proses pengerjaan dimulai, girder harus diangkut dari gudang atau stock yard ke lokasi proyek. Girder diangkat menggunakan crane kemudian diangkut dengan trailer truck karena ukuran yang sangat besar dan bobot yang berat. 

Proses pemindahan girder ke truk harus dilakukan secara hati-hati untuk menghindari benturan yang dapat merusak girder jembatan. Selain itu, akses jalan menuju lokasi proyek harus bisa dilewati oleh truk besar tanpa halangan. 

2) Tahap Pemasangan

Selanjutnya adalah tahap pemasangan balok girder. Sebelum dipasang, kontur dari oprit jembatan harus dipastikan rata dan padat. Sebab, balok girder akan disusun pada bagian oprit tersebut. 

Jika titik pemasangan tidak dibuat sedatar mungkin, dikhawatirkan girder akan mengalami pergeseran dalam arah lateral. Hal lain yang penting adalah penyusunan segmen balok yang harus sejajar sesuai bagian. 

Agar balok leluasa bergerak demi mengimbangi gaya pratekan, maka pelumas diberikan pada area ujung pertemuan antar balok. 

Pada tahap ini juga dilakukan pekerjaan stressing atau penegangan. Maksudnya adalah pemberian tegangan pada girder jembatan. Umumnya, penegangan dilakukan sampai angka tegangan yang sudah direncanakan sebelumnya. 

3) Tahap Pekerjaan Akhir 

Pada tahap akhir, banyak hal yang dilakukan seperti pelepasan dongkrak kemudian pengisian anchor head dengan adukan semen. Selanjutnya, proses grouting juga dilakukan dengan cara mengisi rongga udara antara sisa kawat untaian dengan bahan grout untuk mencegah korosi.