Pemilihan Tipe Abutment

(lanjutan dari Tipe Abutment pada Jembatan)

Proses pemilihan jenis abutment yang paling tepat dapat didasarkan pada pertimbangan sebagai berikut,

• Biaya konstruksi dan pemeliharaan.
• Penggalian atau timbunan situs pekerjaan tanah.
• Pemeliharaan lalu lintas selama konstruksi.
• Periode konstruksi.
• Perlindungan pekerja konstruksi.
• Ketersediaan dan pengeluaran material timbunan.
• Kedalaman suprastruktur.
• Ukuran abutment.
• Perbedaan alinyemen horizontal dan vertikal.
• Daerah galian.
• Estetika dan kesamaan dengan struktur yang berdampingan.
• Pengalaman sebelumnya dengan klasifikasi abutment.
• Kemudahan akses untuk penilaian dan pemeliharaan.
• Umur yang diharapkan, kondisi pembebanan, dan penerimaan deformasi.

Gaya yang Bekerja Pada Abutment Jembatan

Tekanan tanah yang bekerja pada abutment dapat dievaluasi menurut cara dan besarnya gerakan abutment. Gaya-gaya pada abutment adalah sebagai berikut:-

• Tekanan Tanah Diam
• Tekanan Tanah Aktif
• Tekanan Tanah Pasif

1. Tekanan Tanah Diam

Ketika dinding distabilkan secara kaku dan tidak berubah posisi, tekanan yang diberikan oleh tanah pada dinding disebut tekanan tanah diam.

2. Tekanan Tanah Aktif

Ketika dinding menjauh dari pengurukan, tekanan tanah berkurang (tekanan aktif).

3.Tekanan Tanah Pasif

Saat mengalir menuju timbunan, tekanan tanah naik (tekanan pasif).

Steamwall bertanggung jawab untuk menahan tekanan tanah serta beban yang ditransmisikan melalui bantalan. Pondasi (pijakan) kemudian bertanggung jawab untuk mentransfer semua beban ke tanah atau tiang. Dalam kasus pondasi menyebar, kriteria tertentu untuk stabilitas eksternal seperti guling, geser, dan penurunan harus dipertimbangkan. Beban yang ditransmisikan dari superstruktur ke abutment ditransmisikan melalui bantalan. Ketika bantalan tidak ada, superstruktur dan abutment terintegrasi bersama, dan jenis jembatan ini disebut sebagai jembatan integral (integral abutment bridge).

Beban yang digunakan dalam desain abutment meliputi reaksi yang dipindahkan dari bangunan atas ke bantalan, tekanan tanah horizontal, beban hidup, dan beban tambahan. Material yang ada di belakang jembatan disebut backfill. Tekanan tanah horizontal terjadi sesuai dengan jenis timbunan dan ketinggian struktur.

Tekanan tanah horizontal harus dihitung sesuai dengan kriteria desain, dan tekanan tanah statis dan tekanan tanah seismik harus dipertimbangkan masing-masing. Metode perhitungan untuk tekanan tanah seismik berbeda untuk setiap standar desain; oleh karena itu, setiap standar desain harus dipertimbangkan dengan cermat.

Pertimbangan Desain Jembatan Abutment

Pertimbangan berikut diambil saat merancang abutment jembatan:

• Pengendapan diferensial dilarang pada approach slab (landing) dan dek jembatan yang dapat menimbulkan bahaya trip hazard dan estetika jalan.
• Pencegahan kegagalan geser pada pelat pendekatan (pendaratan) dari dukungan bawah permukaan yang tidak sesuai karena tanah yang buruk, timbunan dari penggalian untuk penyangga jembatan, atau faktor yang berbeda.
• Panjang pendekatan slab harus sesuai dengan lebar dek jembatan dan tinggi abutment seperti yang ditentukan oleh insinyur struktur berpengalaman berlisensi.
• Gabungkan approach slab ke dalam abutment jembatan dengan mengatur approach slab ke dalam takik dengan ukuran yang sesuai di abutment jembatan. Pasang penjangkaran sesuai kebutuhan.
• Elemen bawah permukaan di bawah approach slab harus mengandung tanah yang dipadatkan, agregat, dan timbunan yang dapat mengalir dengan baik.
• Pembesaran konfigurasi bawah permukaan ke bawah permukaan jalan sebagaimana diperlukan untuk mencegah area yang baru digali untuk konstruksi abutment jembatan.
• Perubahan mulus jangka panjang dari slab approach ke dek jembatan dan penghindaran kegagalan geser pada slab approach dapat digunakan. Teknik alternatif harus dirancang oleh insinyur berlisensi.

Jenis Piers dan Piers Cap

Piers (kolom) adalah struktur yang mendukung suprastruktur, dan digunakan untuk jembatan dengan dua bentang atau lebih. Beban bangunan atas ditransmisikan melalui bantalan dan penutup tiang, tetapi dalam beberapa kasus, penutup tiang dan bangunan atas terintegrasi bersama tanpa bantalan (jembatan tiang integral).

Berbagai jenis pier dan pier head dapat digabungkan tergantung pada jenis superstruktur, metode konstruksi, kondisi jalan yang berdekatan, dan kondisi tanah. Beberapa perwakilan jenis pier dan pier caps ditunjukkan di bawah ini:

A. Hammerhead Pier

Gambar di atas menunjukkan contoh pier kepala martil, tipe yang biasa digunakan untuk pier tunggal (single column). Ini juga sering disebut sebagai pier tipe-T atau pier cap tirus, dan banyak digunakan karena ekonomis dan memiliki kemampuan kerja yang baik.

Untuk meningkatkan faktor estetika, tutup dermaga dirancang dengan kurva. Jenis dermaga ini disebut sebagai Torch piers atau pier caps dengan pahat parabola. Meskipun faktor estetika meningkat, faktor konstruksi menjadi sangat sulit.

Tiang kantilever asimetris kadang-kadang digunakan ketika lokasi tiang tidak dapat dipusatkan di jembatan karena jalan atau hambatan yang ada.

B. Rigid Frame Pier

Tiang rangka kaku digunakan saat jembatan lebar atau bila tiang harus dipasang untuk menghindari rintangan seperti jalan. Multi kolom dipasang pada satu pondasi atau pada setiap pondasi.

C. Solid Wall Pier

Tiang dinding padat digunakan untuk jembatan yang sangat besar dan tinggi. Mereka memberikan ketahanan struktural yang baik, tetapi tidak ekonomis dan sulit untuk dibangun.

Jenis Support Jembatan Abutment

Penyangga abutment diklasifikasikan menurut struktur dan fungsinya. Penjelasan masing-masing jenis penyangga abutment adalah sebagai berikut:-

Tumpukan Atau Poros Bor

Menyebarkan Pijakan

1. Tiang Group atau Drilled Shaft

Sebagian besar abutment ditopang pada tiang pancang untuk menghindari penurunan abutment. Tanggul pendekatan jembatan biasanya dibangun dari bahan pengisi yang dapat mengalami penurunan selama bertahun-tahun.

Penurunan ini mungkin disebabkan oleh kategori material timbunan atau material pondasi yang sebenarnya di bawah timbunan. Dengan mendorong tiang pancang melalui tanggul dan masuk ke tanah yang sebenarnya, penyangga biasanya tidak mengendap dengan tanggul.

Tanggul yang mengendap dapat ditahan oleh tiang penyangga melalui gesekan antara tiang dan bahan pengisi. Peningkatan beban pada tiang gesek dan keinginan untuk pra-pengeboran harus dievaluasi.

a. Instruksi Desain Grup Tiang:

1. Asumsikan panjang tiang untuk memulai desain Anda (rekomendasi: mulailah dengan nilai yang menempatkan titik tiang di pasir yang kuat dan padat untuk memaksimalkan ketahanan bantalan titik).
2. Tentukan kapasitas ultimat tiang tunggal (Qu=Qp+ Qs).
3. Pilih faktor keamanan yang sesuai
4. Tentukan kapasitas yang diijinkan dari setiap tiang (Qall=Qu/FS).
5. Temukan jumlah tiang yang dibutuhkan untuk menopang beban (Q/Qall).
6. Optimalkan panjang tiang dan jumlah tiang sampai Q= Qall, jumlah tiang masuk akal (tidak terlalu besar), dan jumlah tiang mudah dibagi.
7. Tentukan geometri susunan tiang (n1 dan n2).
8. Asumsikan nilai untuk jarak tiang dari pusat ke pusat, d, dengan mengingat pedoman umum.
9. Hitung kapasitas ultimit kelompok tiang dengan asumsi perilaku balok(Qu=Qp+ Qs). (persamaan yang sama dengan tiang individu, tetapi menggunakan geometri balok)
10. Hitung efisiensi grup dengan membagi kapasitas ultimit grup yang bertindak sebagai balok, dengan kapasitas ultimit grup yang bertindak sebagai tiang individu.
11. Tentukan apakah kelompok tiang akan berperilaku sebagai balok atau sebagai tiang individu.
12. Jika grup akan berperilaku sebagai balok, optimalkan panjang tiang, L, dan spasi, d, untuk mengoptimalkan desain (tetap dalam batasan untuk kedua variabel).

b. Instruksi Desain Drilled Shaft

1. Hitung diameter poros minimum berdasarkan beban dan kekuatan beton.
2. Bulatkan diameter poros minimum hingga kaki terdekat untuk mengakomodasi ukuran auger yang tersedia.
3. Asumsikan nilai untuk diameter dan sudut alas (bel) dari poros yang dibor, dan panjang total dari poros yang dibor.
4. Hitung panjang bagian lurus poros berdasarkan asumsi geometri.
5. Tentukan kapasitas pamungkas dari poros yang dibor (Qu=Qp(net)+ Qs)
6. Tentukan kapasitas yang diizinkan dari poros yang dibor (Qall=Qu/FS).
7. Optimalkan panjang, L, dan diameter alas, Db, hingga Q= Qall.

2. Pijakan Menyebar / Spread Footing

Abutment pada pondasi menyebar biasanya digunakan hanya pada bagian yang dipotong dimana tanah sebenarnya dapat menahan tekanan yang wajar tanpa penurunan yang tidak perlu. Resistansi bantalan ditentukan oleh seksi geoteknik atau penasehat geoteknik.

Dengan teknik yang lebih baik dan kontrol yang baik dari konstruksi timbunan, pijakan menyebar dapat digunakan dengan sukses pada material timbunan.

Konstruksi harus diukur untuk memungkinkan material pondasi untuk mengkonsolidasikan sebelum pondasi menyebar didirikan. Manfaat dari pondasi menyebar adalah bahwa jenis penurunan yang berbeda antara timbunan pendekatan dan abutmen diminimalkan.

Penggunaan Spread Footing

Penggunaan pondasi menyebar diberikan pertimbangan yang lebih besar untuk jembatan bentang sederhana daripada jembatan bentang menerus. Namun, dalam kondisi tertentu, jembatan bentang menerus dapat dibangun untuk jumlah penurunan yang lebih sedikit. Drainase untuk abutment pada pondasi menyebar bisa menjadi sangat kritis. Untuk kasus ini, pijakan tiang biasanya dipilih.