masalah dan solusi di Bay Bridge


Memang benar nasehat orang bahwa adanya masalah jika disikapi dengan baik, dapat menjadikan kita semakin berkembang. Tentu itu akan terjadi jika masalah tersebut telah mendapat penyelesaian, jika tidak dan masalah tersebut dibiarkan menumpuk maka kita bisa “mengkeret” ( mengecil, lawan dari berkembang) jadinya.

Pada bidang engineering, juga sama saja. Adanya masalah rekayasa yang dapat disenyelesaikan atau dicari penyelesaiannya secara memuaskan, membuat kita akan semakin pede. Ke depannya tentu akan menjadi semakin baik. Untuk itulah maka penting bagi kita, agar selalu menjaga kesehatan, tidak hanya fisik saja, tetapi juga kemampuan rohani sehingga ketika ada masalah masih tetap mampu bertahan, berjuang dan memikirkan solusinya secara elegan dan berhikmat, untuk akhirnya dapat menemukan jalan keluarnya. Salah satu usaha yang membantu pikiran, dalam rangka mendapatkan jalan keluar bisa saja mulai dari membaca blog ini. He, he, …😀

Wah pak Wir sekarang sudah jarang menulis ya ?

Nggak juga. Frekuensi menulis bahkan akhir-akhir ini semakin banyak, maklum buku struktur baja in progress khan. Tahu sendiri, menulis itu seperti menyelami dunia dengan banyak pikiran. Maksudku bahwa dalam menulis, khususnya yang berbasis ilmu pengetahuan (makalah ilmiah) maka proses membaca tulisan orang lain adalah mutlak adanya. Dengan banyak membaca dan dapat menuliskannya lagi, pikiran kita bekerja. Dari sana kita bahkan dapat membandingkannya dengan hasil pikiran (tulisan) orang lain. Kita bisa menjadi kritis. Sehingga pada akhirnya akan tahu apa yang sebaiknya ditulis, yaitu memahami yang selaras dengan pikiran-pikiran sebelumnya yang sudah diyakini kebenarannya.

Kebenaran bagaimana pak ?

Ya itu tadi, kalau sedang menulis tentang struktur baja, maka tentunya kebenaran tentang struktur baja itu sendiri.

Eh, lagi asyik-asyik menulis buku (jadi sebenarnya nggak ada minat menulis di blog), tahu-tahu ada kiriman link dari pak Sanny Khow tentang adanya masalah di proyeknya (di California, USA), yang menyangkut tentang struktur baja. Wah peminatan yang sama.Bagus sekali ternyata, bahkan dapat dijadikan contoh kasus bagaimana suatu perkembangan ilmu pengetahuan itu selalu dimulai dari masalah, sebagaimana yang aku ungkap di atas.

Mau tahu ?

Terus terang, adanya “masalah” yang akhirnya berakhir happy, yaitu menghasilkan perkembangan ilmu pengetahuan, banyak aku temui dari kasus-kasus di luar negeri. Seperti misalnya, pada kasus jembatan I-35W Mississippi yang keruntuhannya semula diduga akibat korosi ternyata hasil team teknis dan ahli-ahli membuktikan bahwa itu dihasilkan dari ketidak-mampuan gusset-plate. Ini khan sesuatu hal yang menarik, maklum struktur gusset-plate umumnya khan didesain tidak terlalu utama, maksudku umumnya itu dihitung yang paling akhir setelah semua dimensi penampang dipilih.

Perencanaan gusset-plate, kadang-kadang bagi engineer yang tidak paham akan diambil praktis saja. Ambil ketebalan pelatnya, sama seperti yang sudah-sudah, berdasarkan pengalaman praktis saja. Tidak ada suatu perhitungan  njlimet seperti memakai FEM, misalnya. Tetapi adalah fakta, bahwa kegagalan pada gusset-plate itulah yang menyebabkan jembatan di atas sungai Mississippi itu runtuh. Tentang hal itu, sudah tahu belum. Jika belum, berarti ketinggalan jaman dong.

Karena alasan itu pulalah, maka menurut pemikiranku materi pada Bab 8 dari buku struktur baja yang sedang aku tulis, nantinya akan membahas tentang hal itu, yaitu perhitungan gusset-plate. Sesuatu yang kelihatan sederhana tetapi ternyata dibalik itu adalah hal yang sangat penting karena terbukti memicu terjadinya keruntuhan yang fatal. Bahkan itu terjadi di Amerika lagi yang dianggap sampai saat ini adalah state-of-the-art di bidang ilmu rekayasa.

Kalau di Indonesia, bagaimana pak ?

Nah ini bedanya. Kalau di Indonesia “masalah” kadang disebut aib. Tahu sendiri, kalau ada aib. Apa yang biasa orang lakukan. Mencoba menutupinya bukan.

Itulah yang terjadi di sini, apalagi yang namanya bencana, kebanyakan itu dianggap sebagai takdir saja. Hanya untuk dijadikan renungan dan diantisipasi dengan banyak doa. Itu di satu sisi, padahal jika ditinjau dari cara pandang lain, itu dianggap sebagai upaya untuk menggembosi usaha-usaha untuk melihat, “siapa” yang bertanggung jawab pada masalah tersebut. Padahal maksudnya khan untuk melihat, “apa” yang menyebabkan hal itu, sehingga dapat dihindari untuk di kemudian hari.

Fakta, meskipun punya banyak teman yang bekerja di bidang jembatan, tetapi rasa-rasanya informasi tentang “apa” sebenarnya konklusi dari masalah, seperti misalnya keruntuhan jembatan Kukar, umumnya hanya diperoleh dari mulut-ke-mulut. Tidak ada publikasi resmi yang bisa dijadikan referensi, o jembatan itu fail karena “ini lho”, secara tegas. Anda punya informasi ?.

Kondisi berbeda aku temui di Amerika. Tentang penyebab keruntuhan jembatan I-35W di Mississippi dapat dengan mudah di akses di internet. Coba saja cari di Google dengan kata kunci “i-35w bridge gusset plates“, maka akan begitu banyak informasi dan makalah ilmiah yang membahas hal itu, yang terkumpul. Jadi dengan itulah maka ilmu kita bisa berkembang.

Kasus berbeda juga diinformasikan pak Sanny (bridge engineer di California). Ini tentang proyek jembatan Bay-Bridge kebanggaannya, yang merupakan jembatan hasil desain dari kantor TY Lin International. Rencananya akhir tahun 2013 ini jembatan tersebut akan diresmikan. Ini foto jembatan yang dimaksud.

bay-bridge

Gambar 1. San Francisco-Oakland Bay Bridge (New and Old)

Suatu konstruksi jembatan yang saat ini sedang dibangun untuk menjadi ikon baru kota San Francisco. Lihat saja, dari foto di atas, jembatan baru tersebut mempunyai jumlah jalur jalan yang berlipat dibandingkan dari jalur lama (konstruksi rangk baja). Kelihatannya jembatan yang baru ini akan diproyeksikan untuk mengganti penuh jembatan rangka baja di sampingnya itu. Kalau di lihat bersama, seakan-akan jembatan rangka baja disampingnya itu akan mengganggu bukan. Bagaimana keduanya jadi ikon, nggak harmonis bukan. Coba bandingkan dengan foto di bawah ini.

bay-bridge-impian

Gambar 2. San Francisco-Oakland Bay Bridge (New only)

Nah kalau sendirian seperti di atas, patut saja khan kalau disebut ikon. Memang cantik bukan.Tetapi rasa-rasanya masalah yang dijumpai saat ini menyebabkan tampilan jembatan seperti di atas belum bisa diwujudkan. Bisa-bisa bahkan hanya jadi impian saja. Artinya, ke dua jembatan tersebut untuk sementara waktu masih diperlukan. Maklum saat ini baru saja ditemukan bukti-bukti yang meragukan dari kinerja jembatan yang hampir selesai tersebut. Jika demikian, bisa-bisa pak Sanny Khow akan kecewa, maklum beliau dalam banyak hal telah mencurahkan tenaga dan pikirannya untuk terlibat penuh dalam pembangunan fisik jembatan tersebut. Kalau akhirnya hasil kerja kerasnya tidak dapat dibanggakan, gimana rasa. Betul nggak pak Sanny ?

Masalahnya apa pak Wir, cepetan dong. Tulisan Bapak sudah panjang seperti ini koq belum diungkapkan. Penasaran nih pak !!!!

He, he, gitu ya. Kalau mau cepet tahu, langsung saja kontak pak Sanny Khow untuk bertanya langsung. Tugas saya khan bikin novel engineering-nya.😀

Jadi kalau bikin penasaran, berarti novelnya berhasil bukan. Maklum, tulisan itu kalau belum bikin penasaran bukan novel namanya, hanya laporan teknik. Kalau laporan seperti itu di Indonesia khan banyak ahlinya. Sedangkan kalau novel engineering rasa-rasanya jarang yang bisa menulis seperti itu, nggak banyak. Buku SAP2000 saya yang terbaru khan seperti itu cara nulisnya. Sudah baca belum. Kalau belum order langsung di sini. Juga buku struktur baja saya nanti juga seperti itu adanya, bisa-bisa tidak disebut textbook, tetapi novel.🙂

Kembali ke Bay Bridge. Seperti diketahui kota San-Fransisco khan dikenal sebagai kota yang rawan, atau bahkan sering dilanda gempa. Nggak main-main, gempa adalah sesuatu yang “pasti” menurut mereka. Jadi kalau ditemukan sesuatu yang diragukan kinerjanya terhadap gempa, maka jadi seriuslah situasinya. Coba perhatikan foto di bawah ini.

Bay_Bridge_collapse_2Gambar 3. Dampak gempa  Loma Prieta (1989)

Nah pada Gambar 3 terlihat foto yang tentu sangat familier bagi yang pernah belajar gempa. Itu adalah foto salah satu seksi jembatan tersebut (jembatan yang lama tentunya). Jadi yang namanya bencana di sana, meskipun kelihatannya kecil (maklum sebagian besar yang lain masih utuh) tetapi studi yang melengkapinya sangat banyak. Banyak orang (peneliti) mau mencurahkan waktunya untuk mengungkapkan (dengan penelitian tentunya) strategi dan cara untuk menanggulanginya. Untuk mengungkapkannya tentu melalui tulisan, yaitu jurnal ilmiah. Kalau di sini khan berbeda, para peneliti yang meneliti kasus (bencana) maka akan melaporkan hal itu pada komisi tertutup.

Jika tertutup itu khan jelas, hanya orang tertentu saja yang bisa mengetahuinya. Memang sih, kata orang di sini kalau diungkap terbuka tidak etis atau berbahaya karena menyangkut keselamatan orang. Tapi menurut saya, dengan cara tertutup itu sebenarnya juga tidak dapat dievaluasi apakah hasil penelitian itu dapat dipertanggung-jawabkan. Bayangkan saja, saya pernah membaca laporan hasil penelitian yang dilakukan oleh orang yang terkesan senior, kesimpulannya apa hayo. Kesimpulan yang diungkapkan adalah bahwa musibah itu terjadi akibat adanya “lack of knowledge”. Menurut saya itu khan memalukan sekali. Saya sih nggak percaya. Bilang saja kalau nggak bisa menemukan penyebab masalahnya.

Bagi orang-orang di kota San Francisco, menemukan suatu bangunan yang diragukan kinerjanya terhadap gempa maka tentu akan menjadi masalah besar, apalagi jika itu bangunan publik seperti jembatan Bay Bridge yang baru tersebut. Kita, eh sayapun rasanya juga seperti itu. Seperti orang San Francisco tentunya. Baik, untuk memahami masalah yang dimaksud, ada baiknya saya perlihatkan terlebih dahulu sistem konstruksi jembatan tersebut. Data saya ambil dari album fotonya pak Sanny Khow. Ijin ya pak.

tower-bay-bridge-erectionGambar 4. Erection tower utama Bay Bridge yang baru

Menurut pak Sanny pada komentar di albumnya, crane yang dipakai untuk mengangkat segmen tower di atas berkapasitas 4000 metric Ton dan adalah satu-satunya di dunia. Wow !

Tower Bay Bridge yang merupakan struktur utama jembatan tersebut adalah struktur baja. Ini penting bagi struktur jembatan tersebut, karena hasilnya akan lebih ringan (massa kecil) sehingga risiko terjadi gempa berkurang. Tentu saja struktur baja untuk tower tersebut hanya struktur atas, adapun struktur bawahnya tentu saja konstruksi beton bertulang. Jadi sehebat-hebatnya struktur baja pada tower tersebut maka yang menentukan kekuatannya adalah sistem sambungan tower tersebut ke struktur beton sebagai pondasinya. Betul khan.

Bagaimana cara nyambungnya. Ini yang penting untuk dipahami, dan ternyata betul tidak bisa sekedar pakai baut angkur biasa, tetapi memerlukan elemen khusus yang disebut High-Strength Steel Rods ASTM A354 Grade BD , untuk diameter angkur 0.25 – 2.5 inch maka Fy = 896 MPa dan Fu = 1034 MPa, adapun untuk diameter angkur > 2,5 inch maka Fy = 793 Mpa dan Fu 965 MPa. Bandingkan dengan mutu baja A36 yang biasa digunakan untuk konstruksi baja yaitu Fy 250 MPa dan Fu =400 MPa. Sangat tinggi bukan. Saya nggak tahu, apakah teman-teman jembatan di Indonesia telah memakai produk ini.

Adapun diameter angkur yang digunakan pada Bay Bridge adalah 3 inch (mayoritas) ada juga yang 4 inch, ada juga yang kecil. Pokoknya itulah alat sambung antara komponen baja dan struktur beton pendukungnya. High-Strength Steel Rods ASTM A354 Grade BD ternyata digunakan untuk menghubungkan dudukan kabel di atas menara dengan menaranya. Distribusi secara lengkap pemakaian Steel Rods pada jembatan tersebut adalah sebagai berikut :

peta-pemakaian-steel-rod_

Gambar 5. Distribusi pemakaian High-Strength Steel Rods ASTM A354

Nah dari gambar itu cukup jelas bukan kira-kira penempatannya. Meskipun hanya pada bagian-bagian yang dilingkari (merah atau hijau) tetapi untuk jembatan Bay Bridge butuh sekitar 2300 buah High-strength Steel Rods. Bayangkan, itu saja sudah high-strength, bagaiamana kalau tidak, maka jumlahnya bisa berlipat-lipat kali .

Masalahnya di mana pak ?

Wah kamu koq nggak sabaran sih. Meskipun itu angkur, tetapi karena mutu tinggi, seperti halnya baut mutu tinggi maka untuk pemasangannya dilakukan pretensioning yaitu sampai 0.7 Fu (sama seperti persyaratan baut mutu tinggi). Jadi meskipun jembatan belum dibuka untuk umum, tetapi pada angkur-angkur mutu tinggi yang sejumlah tersebut telah diberikan gaya prestress, dengan kata lain mereka sudah dipaksa bekerja dulu. Apa akibatnya.

Karena gaya pretensioningnya sebesar 0.7 Fu berarti dampaknya seperti dilakukan pengujian beban saja. Dan benar saja, dari 2300 yang ada beberapa waktu setelah pretensioning, ditemukan ada sekitar 32 buah yang mengalami putus. Jadi ditemukan kegagalan sekitar 1.34%. Bayangkan itu. kurang dari 5%. Mereka sudah kebakaran jenggot.

Tapi logis juga, itu khan angka statistitik, belum ada gempa saja sudah begitu, lalu bagaimana nantinya. Jadilah itu menjadi objek penelitian besar-besaran, dan hebatnya lagi penyebabnya sudah ketemu dengan cepat, yaitu adanya “hydrogen embrittlement“. Kira-kira penyebabnya seperti yang menjadi alasan mengapa baut mutu tinggi A490 tidak boleh dilakukan galvanishing. Begitulah. Saya kira ini dapat menjadi introduction untuk memahami masalah yang ada di Bay Bridge. Adapun solusinya telah ada dan dapat diunduh di internet di sini.

Semoga setelah membaca tuntas isi laporan tersebut, anda bisa semakin smart dan hati-hati di bidang rekayasa. Semoga.😀

Tulisan saya yang lain terkait di bidang jembatan :

5 thoughts on “masalah dan solusi di Bay Bridge

  1. Sedikit saya mau komentar hanya dibidang saya saja Steel Structure non bridge.

    Bahwasannya benar masalah Gusset plate merupakan hal terakhir yang difikirkan, kira kira begini Nih sebabnya pak:
    1. Hampir dapat dipastikan , Kontraktor dan Konsultan Baja dalam pengajuan Quotation / penawaran harga hanya berdasarkan Analysis Main frame Baja menggunakan software SAP, STAAD, ETAB dan sejenisnya. Sementara masalah Join, gusset plate, Bolt , Local effect ( stiffener dll) diperkirakan dengan prosentase ( % ) saja.

    2. Bila PO ( Purchase order ) diperoleh maka baru di fikirkan masalah Second Order design tersebut, cilakanya terkadang ( Maaf lho) dikerjakan oleh Drafter menggunakan sofwere Sambungan seperti STAAD Etc, Procon dll nya. Mengapa ? karena dengan alas an sekalian bisa dimasukan oleh Drafter kedalam data Penggambaran Shop drawing.

    3. Engineer perencana hanya memberikan masukan informasi Data Stess analysis dari masing masing member.

    4. Satu hal lagi yg menjadi potensi masalah adalah, masalah system sambungan / pertemuan antara Kolom baja dengan Pondasi beton. Biasanya orang baja hanya mendesign End plate ( kaki kolom) serta jumlah Ankor saja. Sementara Pondasinya bukan tanggung jawab orang baja.

    Sementara mengenai sambungan dalam Konstruksi Jembatan Baja saya kurang paham, tetapi bila ke 4 masalah tersebut di atas dilakukan tentu mengerikan pak, mengapa ? Masalah utama dalam Baut-baut dan welding di jembatan kan masalah Fatigue , betul gak P. Wir??

    Suka

    • Thanks pak Eddy atas masukkannya.

      Memang betul, dunia tulis memang luar biasa. Kadang-kadang jadi memahami mengapa seorang penulis membuat heran orang biasa, maklum sanggup terlihat dalam kesepian, terkesan asosial. Karena kalau memang sudah terlibat di dalamnya, ternyata “sangat ramai”. Seakan-akan dalam dunia tanpa batas, dalam soal ilmu ternyata masih “banyak yang ditemui” dan “baru dimengerti” saat ini.

      Itulah pak Eddy, sebelum menulis buku yang saya maksud di atas, memang bingung mengenai apa yang akan ditulis. Tetapi ketika sudah memasuki prosesnya ternyata ketahuan bahwa topik yang akan ditulis sangat banyak. Seperti misalnya tentang Gusset-Plate. Itu khan bentuk sambungan yang paling banyak dijumpai tetapi ternyata ditemukan itu hal yang krusial yang menyebabkan jembatan I-35W Missisippi ambruk, dan bukan karena karat. Juga sewaktu surfing di internet, ilmu tentang desain Gusset-Plate ternyata banyak sekali risetnya. Itulah mengapa saya akan pilih untuk jadi satu bab khusus.

      Tentang fatig dan las, memang betul itu hal yang penting di jembatan. Ini sedang menulis tentang perencanaan geser, ketemu “pelat pengakuan tegak” atau “transverse stiffener”. Di situ ada detail, yang ternyata ditentukan oleh pengaruh fatig. Jadi kalau pakai logika tegangan-regangan statis detail itu nggak kebayang perlunya.

      Saya yakin orang baja seperti pak Eddy dengan puluhan tahun pengalaman, kalau membaca buku struktur baja maka saya yakin nanti pasti manthuk-manthuk deh. He, he, tapi ya bagaimana S2 thesisnya, koq nggak pernah nongol adapun teman S2 yang lain sudah sering nongol dan sudah kelihatan bentuknya. Thesinya pak Eddy saya lihat belum ada bentuk apa-apa lho, baru “rencana”.😀

      Ayo pak, pengalaman praktis ditambah pendalaman teoritis tentu akan semakin joss.

      Suka

  2. Ya P. Wir
    Maaf berjuta maaf, masalah thesis saya beberapa minggu terbentur tembok Tugas dari kantor serta Saya beralih ke Abaqus .Belajar autodidak ekstra Keras Karena dalam ansys saya sulit menemukan jawaban dari Lembaran kertas Folio bergaris yg waktu itu Bapak oret2. Sekarang saya sudah Paham tentang Abaqus dan Jawaban Hipotesa saya sedikit terjawab dengan Abaqus
    Rencanannya Senin minggu depan Pagi2 saya mau ke UPH, bisa ya pak kita diskusi??

    Suka

  3. ….mmmh…numpang comment P.Wir….
    ketika mulai paham lihat gambar dan belajar jalannya gaya pada elemen struktur (beton atau baja)…logika dan feelingnya bilang memang pd daerah pertemuan (balok dan kolom atau elemen tarik dan tekan) adalah daerah yg rawan karena terjadi perubahan arah gaya atau penumpukkan gaya…bener gitu ya P.Wir?🙂 ….sdh kurang lebih 10 thn dikepala baru kali ini terungkapkan…….
    terima kasih banyak ada blogger seperti P.Wir yg mau buka ruang ‘learn & share” ilmu…..

    Suka

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s