PERANCANGAN JEMBATAN

Sejarah Perkembangan Kontruksi Jembatan (Perkembangan Jembatan dari Setiap Zaman)

    Jembatan merupakan sebuah sarana dengan struktur tertentu yang dibangun untuk menghubungkan dua atau lebih rentang hambatan fisik seperti sungai, jurang, teluk, lembah, dan jalan sehingga dapat melintas dengan lancar dan aman. Jembatan pertama kali dibangun dengan sangat sederhana dan alami tanpa campur tangan manusia seperti kayu besar atau batu besar yang melintang di atas sungai.

Dari sinilah manusia mempunyai ide untuk membangun konstruksi jembatan yang dari waktu ke waktu mengalami perkembangan. Orang zaman dahulu membuat jembatan hanya menggunakan teknik potong dan coba. Pada perkembangannya, proses pembuatan jembatan tidak hanya mengandalkan kedua teknik tersebut. Proses pembuatan jembatan sudah menggunakan berbagai macam teknik berupa penerapan ilmu pengetahuan sehingga dihasilkan jembatanjembatan yang kukuh, kuat, dan memiliki unsur keindahan. 

Berikut ini adalah perkembangan jembatan dari setiap zaman:

1. Jembatan Zaman Purba

    Pada zaman ini jembatan belum diakui sebagai hasil karya konstruksi karena pada zaman ini manusia purba menggunakan batang kayu tumbang untuk menyebrang sungai. Manusia zaman purba melintasi sungai dengan memasang pilar-pilar batu, kayu gelondongan, atau pohon yang tumbang dengan bentang yang sangat pendek. Selain itu, mereka juga manfaatkan akar-akar atau ranting-ranting pohon sebagai jembatan gantung untuk bergelantungan melompati pohon satu ke pohon yang lain.

Jenis jembatan yang digunakan pada zaman purba biasanya berbentuk jembatan balok sederhana, dan digunakan hanya untuk bentangan yang pendek. Seperti yang dibangun diatas Sungai Euprat dan Sungai Tigris di Babylonia kira-kira 2000 SM.

2. Periode Romawi Kuno

    Zaman Romawi Kuno dimulai dari tahun 300 SM dan berlangsung kurang lebih selama 600 tahun yang lalu. Pada zaman ini teknologi jembatan sudah mulai berkembang. Pada zaman ini jembatan yang dibangun telah menggunakan kayu, batu, dan beton. Namun, untuk jembatan batu dan beton, bentuknya sama seperti pada periode jembatan purba yaitu berbentuk lengkung (arch). Akan tetapi, pada zaman ini manusia telah mampu mengatasi permasalahan yang lebih rumit. Pada zaman ini mereka membuat konstruksi jembatan yang dibangun di atas pilar yang berada di bawah air dan melindunginya dari bahaya banjir.

3. Periode Zaman Pertengahan

    Zaman pertengahan di Eropa berlangsung dari abad ke-11 sampai dengan abad ke-16 sesudah runtuhnya Romawi. Secara fsik konstruksi jembatan pada periode ini tidak jauh berbeda dengan periode romawi kuno. Bentuk jembatan lengkung dan pilar-pilar batu masih sering digunakan pada jembatan periode ini. Beberapa ahli mengatakan bahwa Jembatan Rialto yang dibangun pada abad ke-16 di atas Grand Canal, Venice adalah jembatan terbaik di zaman pertengahan dalam segi pengembangan teknik jembatan dan estétika. Pada jembatan ini, jalan raya menghubungkan dua ruas kawasan perdagangan yang mempunyai jalan masuk menuju jalur pejalan kaki (footwalks) yang dibangun di bagian tepi dalam satu kesatuan konstruksi.

4. Teknologi Jembatan Zaman Besi dan Baja

    Periode ini dilatarbelakangi adanya revolusi industri. Pada periode ini jembatan besi dibangun dengan menggunakan prinsip-prinsip bentuk lengkung, terutama untuk jembatan jalan raya. Pada era ini sudah menggunakan kantilever pada konstruksinya. Pembuatan jembatan pada era ini menggunakan berbagai macam komponen dan sistem struktur baja deck, girder, rangka batang, pelengkung, penahan dan penggantung kabel. Jembatan besi pertama adalah jembatan Coalbrookdale yang melintasi Sungai Savern, Inggris.

5. Zaman Jembatan Gantung

    Periode ini dimulai pada abad ke-18. Pada tahun 1825 dibangun jembatan gantung Menai Straits, Inggris. Konstruksi jembatan menggunakan menara batu sebagai pilarnya. Di tahun 1851 mengalami kemajuan dengan dibangunnya jembatan gantung Niagara, Amerika Serikat.

6. Zaman Jembatan Cable Stayed

    Di Eropa jembatan cable stayed berkembang dengan baik selama 3 dekade. Jembatan ini memiliki keunggulan yang lebih baik dibandingkan dengan jembatan gantung.

7. Zaman Jembatan Beton

    Jembatan beton mulai terkenal sejak tahun 1865 dengan bentang terpanjang yang pernah dicapai 78 meter. Konstruksi jembatan ini menggunakan gelagar beton bertulang. Jembatan Lengkung Sydney merupakan jembatan beton lengkung terpanjang yang pernah dibuat.

Tipe Jembatan, Struktur Jembatan Dan Jembatan Komposit

A. Tipe-Tipe Jembata

Berdasarkan fungsinya dibedakan sebagai berikut :

• Jembatan jalan raya (highway bridge)
• Jembatan jalan kereta api (railway bridge)
• Jembatan pejalan kaki atau penyeberangan (pedestrian bridge).

Berdasarkan lokasinya, jembatan dapat dibedakan sebagai beriku :

• Jembatan di atas sungai atau danau
• Jembatan di atas lembah
• Jembatan di atas jalan yang ada (fly over)
• Jembatan di atas saluran irigasi/drainase (culvert)
• Jembatan di dermaga (jetty).

Berdasarkan bahan konstruksinya, jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain :

• Jembatan kayu (log bridge)
• Jembatan beton (concrete bridge)
• Jembatan beton prategang (prestressed concrete bridge)
• Jembatan baja (steel bridge)
• Jembatan komposit (compossite bridge).

Berdasarkan tipe strukturnya, jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain :

• Jembatan plat (slab bridge)
• Jembatan plat berongga (voided slab bridge)
• Jembatan gelagar (girder bridge)
• Jembatan rangka (truss bridge)
• Jembatan pelengkung (arch bridge)
• Jembatan gantung (suspension bridge)
• Jembatan kabel (cable stayed bridge)
• Jembatan cantilever (cantilever bridge).

Berdasarkan menurut pemerintah

·        Jembatan Pelengkung

·        Jembatan Beruji Kabel

·        Jembatan Kabel Gantung

B. Struktur jembatan dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu struktur atas dan struktur bawah

• Struktur Bawah (Substructures)

Struktur bawah jembatan berfungsi memikul seluruh beban struktur atas dan beban lain yang ditumbulkan oleh tekanan tanah, aliran air dan hanyutan, tumbukan, gesekan pada tumpuan dsb. untuk kemudian disalurkan ke fondasi. Selanjutnya beban-beban tersebut disalurkan oleh fondasi ke tanah dasar.

Struktur bawah jembatan umumnya meliuputi :

1.     Pangkal jembatan (Abutment)

2.     Dinding belakang (Back wall)

3.     Dinding penahan (Breast wall)

4.     Dinding sayap (Wing wall)

5.     Oprit, plat injak (Approach slab)

6.     Konsol pendek untuk jacking (Corbel)

7.     Tumpuan (Bearing)

8.     Pilar jembatan (Pier)

9.     Kepala pilar (Pier Head)

10.                        Pilar (Pier), yg berupa dinding, kolom, atau portal

11.                        Konsol pendek untuk jacking (Corbel)

12.                        Tumpuan (Bearing)

• Struktur Atas (Superstructures)

Struktur atas jembatan merupakan bagian yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri, beban mati, beban mati tambahan, beban lalu-lintas kendaraan, gaya rem, beban pejalan kaki, dll

Struktur atas jembatan umumnya meliputi :

1. Trotoar :

• Sandaran dan tiang sandaran
• Peninggian trotoar (Kerb)
• Slab lantai trotoar

2. Slab lantai kendaraan

3. Gelagar (Girder)

4. Balok diafragma

5. Ikatan pengaku (ikatan angin, ikatan melintang)

6. Tumpuan (Bearing)

Konstruksi komposit (composite structure) adalah konstruksi gabungan dari material yang berbeda jenis, dimana terdapat kerjasama antara kedua bahan tersebut dalam memikul beban. Umumnya konstruksi merupakan gabungan antara material beton dan material baja yang secara teknis direncanakan untuk menerima beban-beban yang sangat besar seperti pada bangunan jembatan.

Suatu struktur gelagar jembatan yang menggabungkan antara bahan baja dan beton dapat dikategorikan sebagai konstruksi komposit apabila antara kedua bahan tersebut (pelat beton dan balok baja) terjadi aksi komposit (composite action) yang baik. Kondisi tersebut dapat dicapai dengan memasang alat penghubung geser (shear connector) pada bidang kontak antara baja dan beton. Bila aksi komposit dapat dicapai dengan baik, maka akan diperoleh efisiensi dimensi gelagar (stringer) yang lebih ekonomis dari bangunan.

• Kelebihan Sistem Komposit

1.     Profil baja dapat dihemat mencapai 20 – 30 % dibandingkan dengan balok non komposit.

2.     Penampang atau tinggi profil baja lebih rendah, sehingga dapat mengurangi atau menghemat tinggi lantai (storey height) pada bangunan gedung dan tinggi ruang bebas (clearance) pada bangunan jembatan.

3.     Kekakuan lantai pelat beton bertulang semakin tinggi karena pengaruh komposit (menyatu dengan gelagar baja), sehingga pelendutan pelat lantai (komposit) semakin kecil.

4.     Panjang bentang untuk batang tertentu dapat lebih besar, artinya dengan sistem komposit baja dan beton, untuk penampang yang sama, mempunyai momen pikul yang lebih besar.

5.     Kapasitas daya pikul beban bertambah dibandingkan dengan pelat beton yang bebas di atas gelagar baja.

• Kekurangan Sistem Komposit

Selain keuntungan-keuntungan tersebut di atas, terdapat pula kerugian atau kekurangan dari konstruksi komposit, yaitu untuk balok komposit statis tak tentu, aksi komposit kurang berfungsi pada penampang yang memikul momen negative dimana pada daerah momen lentur negatif hanya tulangan beton yang memikul gaya tarik. Dengan demikian, maka perlu ada pembatasan dalam aksi komposit terutama pada lebar efektif dan rasio modulus elastisitas, mengingat pengaruh kontinuitas dan lendutan jangka panjang.