desain struktur dermaga curah cair cpo...
TRANSCRIPT
1
DESAIN STRUKTUR DERMAGA CURAH CAIR CPO PELINDO 1 DI
PELABUHAN KUALA TANJUNG, MEDAN, SUMATERA UTARA
Rida Desyani
Program Studi Sarjana Teknik Kelautan FTSL, ITB
Kata Kunci : Dermaga, Struktur, Desain, Jetty Dolphin
ABSTRAK
P.T Perkebunan Nusantara III bekerja sama dengan Pelindo I untuk membuat dermaga CPO di
Pelabuhan Kuala Tanjung, Sumatera Utara. Dermaga jenis dolphin ini perlu dianalisis kekuatan
strukturnya agar dapat melayani kapal dengan kapasitas 20.000-40.000 DWT. Dermaga CPO ini
dimodelkan agar dapat menahan gaya lingkugan (gelombang, arus, angin, gempa, dll), berthing,
mooring, dan lainya dengan bantuan software SAP2000. Struktur dermaga dikatakan kuat dan layak
melayani kapal karena sudah memenuhi syarat unity check ratio, defleksi, dan kelangsingan tiang
sesuai SNI (Standar Nasional Indonesia). Selain desain kekuatan strukturnya, pada tugas akhir ini
juga didesain penulangan pada komponen beton bertulang struktur dolphin. Setelah melakukan
analisis desain kekuatan struktur dan penulanganya, struktur dolphin yang didesain telah memenuhi
kriteria kekuatan struktur dan mampu melayani kapal dengan kapasitas 20.000-40.000 DWT.
PENDAHULUAN
P.T Perkebunan Nusantara III memperluas kawasan industri Sei Mangke dan meningkatkan
produksi CPO menjadi 6,57 juta ton per tahun. Untuk menunjang distribusi ekspor dan impor CPO,
Pelindo I (Pelabuhan Indonesia I) berencana untuk membangun sebuah terminal CPO baru dengan
jenis dermaga dolphin yang berkapasitas 2,4 juta ton di Pelabuhan Kuala Tanjung, Sumatera Utara.
Dermaga CPO baru ini dibangun untuk memfasilitasi tambat dan bongkar muat kapal curah cair
dengan kapasitas 20.000-40.000 DWT (Dead Weight Ton). Secara geografis, dermaga CPO milik
Pelindo I ini terletak pada posisi 03˚ 23’ 17,72” LU dan 99˚ 27’ 15.07” BT, seperti pada Gambar 1.
Pada tugas akhir ini akan didesain struktur dermaga curah cair jenis dolphin agar mampu beroperasi
untuk menangani kapal yang akan bertambat di lingkungan Pelabuhan Kuala Tanjung pada tahun
2016 mendatang.
2
Gambar 1. Lokasi dermaga CPO Pelindo 1 Kuala Tanjung
Sumber : (http://www.google.com/earth/, diakses tanggal 23 Januari 2015)
TEORI DAN METODOLOGI
Dermaga Curah Cair CPO ini terdiri dari empat jenis struktur yaitu loading platform, trestle,
breasting dolphin, dan mooring dolphin. Dimensi dari seluruh jenis struktur dermaga yang telah
disebutkan di atas didesain untuk melayani kapal dengan kapasitas tertentu dengan
memperhitungkan kondisi lingkungan seperti gelombang, arus, pasang surut, angin, batimetri laut
dan tanah. Loading platform ditentukan luasnya dari jarak putar crawler crane, sedangkan lebar
trestle ditentukan dari lebar crawler crane ditambah dengan lebar piperack. Luas breasting dan
mooring dolphin ditentukan dari jumlah tiang pancang yang digunakan. Ketinggian seluruh jenis
struktur ditentukan dari kedalaman perairan, tinggi gelombang signifikan, tinggi muka air laut saat
kondisi pasang dan fixity point. Setelah ditentukan dimensi luasanya, maka dapat ditentukan
komponen-komponen struktur beton dermaga dolphin seperti balok dan pelat berdasarkan referensi
SNI (Standar Nasional Indonesia) tahun 2002. Struktur pelengkap dermaga seperti fender dan
bollard ditentukan dari perhitungan gaya mooring dan breasting berdasarkan BS (British Standard).
Setelah ditentukan kriteria desain dan dihitung seluruh gaya-gaya yang mengenai struktur, struktur
dimodelkan dengan software SAP2000. Pengecekan kelayakan struktrur ditentukan dari keluaran
SAP2000 seperti unity check ratio, defleksi dan kelangsingan tiang. Untuk penulangan struktur
ditentukan dari gaya dalam hasil keluaran SAP2000. Tulangan yang dipakai pada balok adalah
tulangan lentur dan tulangan geser. Pada pelat dipasang tulangan lentur dan pada pilecap dipasang
tulangan terusan dari balok. Selain dipasang tulangan, pada pelat dan pilecap diperiksa dengan
perhitungan punching shear. Seluruh ketentuan tulangan mengikuti referensi SNI 03-2847-2002.
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil desain, didapatkan dimensi loading platform adalah 20 m x 20 m dengan 4 buah loading
arm, 4 jalur pipa dan 25 buah tiang mutu A252 (ø813 mm – 19mm). Lebar trestle adalah 8 meter (5
meter akses jalan dan 3 meter piperack) dengan panjang trestle 2,4 km. Trestle dibagun setiap
section dengan panjang section 200 m dan jarak antar section 3 cm. Jarak antar section ini
dibutuhkan untuk jarak muai beton. Tiang pancang trestle yang digunakan adalah tiang pancang
dengan mutu A252 (ø611mm – 14,3mm) .
Terdapat 2 pasang breasting dolphin masing- masing berjarak 50 meter dan 80 meter dengan
ukuran 6 m x 6 m dan 9 buah tiang mutu A252 (ø965 mm – 22mm). Breasting dolphin dalam (jarak
breasting dolphin 50 m) digunakan untuk melayani kapal 20.000 DWT, sedangkan breasting
dolphin luar (jarak breasting dolphin 80 m) digunakan untuk melayani kapal 40.000 DWT. Selain
itu terdapat 2 pasang mooring dolphin dengan ukuran 4m x 4m dengan 5 buah tiang mutu A252
(ø813 mm – 22mm). Bollard yang digunakan pada breasting dan mooring dolphin adalah bollard
100 ton dan fender yang digunakan adalah fender dengan jenis Super Cone SCN 1200 E1.2 dari
katalog fender Fentek. Layout dermaga CPO Pelindo 1 Kuala Tanjung ditunjukan pada Gambar 2.
Hasil pemodelan output loading platform, breasting dolphin, mooring dolphin, dan trestle
ditunjukan pada Gambar 3, 4 ,5 , dan 6.
Gambar 2. Layout dermaga CPO Pelindo 1 Kuala Tanjung
4
Gambar 3. Hasil output UCR loading platform
Gambar 4. Hasil output UCR breasting dolphin
Gambar 5. Hasil output UCR mooring dolphin
5
Gambar 5. Hasil output UCR trestle
Seluruh bagian struktur dolphin adalah deck on pile dengan elevasi struktur adalah 6,5 meter diatas
LLWL dengan kedalaman dermaga 13 meter. Pada Tabel 1 dirangkum seluruh hasil pengecekan
kelayakan kekuatan struktur yaitu unity check ratio, defleksi, dan kelangsingan tiang. Material
beton yang digunakan adalah K-450 dengan tulangan BJTD 30 untuk loading platform dan trestle,
dan BJTD 40 untuk mooring dan breasting dolphin. Pada Tabel 2 dirangkum seluruh hasil
penulangan struktur dolphin.
Tabel 1. Pengecekan unity check ratio, defleksi, dan kelangsingan tiang
Kelangsingan Tiang
Panjang Tiang/300 Combo U1 Combo U2 Combo
1 Loading Platform (LRFD) COM 5.5 0,073 COM 5.5 0,074 COM 2 0,75 COM 5.5
2 Loading Platform (ASD) COM 5.7 0,062 COM 5.7 0,071 COM 2 0,77 COM 5.7
Kelangsingan Tiang
Panjang Tiang/300 Combo U1 Combo U2 Combo
1 Breasting Dolphin (LRFD) COM 3.1 0,071 COM 3.2 0,082 COM 3.1 0,74 COM 3.2
2 Breasting Dolphin (ASD) COM 3.1 0,069 COM 3.2 0,084 COM 3.1 0,73 COM 3.2
Kelangsingan Tiang
Panjang Tiang/300 Combo U1 Combo U2 Combo
1 Mooring Dolphin (LRFD) COM 3.1 0,072 COM 3.2 0,073 COM 3.2 0,75 COM 3.2
2 Mooring Dolphin (ASD) COM 3.1 0,069 COM 3.2 0,076 COM 3.2 0,76 COM 3.2
Kelangsingan Tiang
Panjang Tiang/300 Combo U1 Combo U2 Combo
1 Trestle (LRFD) COM 3.1 0,086 COM 3.2 0,086 COM 3.1 0,75 COM 5.5
2 Trestle (ASD) COM 3.1 0,088 COM 3.2 0,088 COM 3.1 0,77 COM 5.1125,25
KL/r < 200
KL/r < 200
KL/r < 200
KL/r < 200
94,38
80,66
95,98
Nilai Combo
UCR < 1
Nilai Combo
No Nama Struktur Panjang TiangDefleksi Izin
No
0,0897
0,0883
26,9
26,5
0,0897
Panjang Tiang
26,5
26,9
UCR < 1
UCR < 1
Nilai Combo
UCR < 1
Nilai ComboNo Nama Struktur Panjang Tiang
Defleksi Izin
Nilai Maksimum
Defleksi (m)
Nilai Maksimum
Defleksi (m)
No Nama Struktur
0,0883
Defleksi Izin
Nilai Maksimum
Defleksi (m)
Nilai Maksimum
Defleksi (m)Nama Struktur Panjang TiangDefleksi Izin
6
Tabel 2. Rangkuman penulangan struktur
Arah
Penulangan
Mutu
Tulangan
Jenis
Tulangan
Diameter
Tulangan
Jumlah
Tulangan
Jarak Antar
Tulangan
(mm)
Punching
Shear
Atas 5
Bawah 5
Geser 260
Atas 5
Bawah 5
Geser 260
Arah X 10 200
Arah Y 10 200
Arah X 13 150
Arah Y 13 350
Arah X 16 250
Arah Y 16 250
Atas 5 52
Bawah 5 52
Atas 5 52
Bawah 5 52
Geser 150
Atas 5 52
Bawah 5 52
Geser 150
Atas 5 52
Bawah 5 52
Geser 150
Atas 5 52
Bawah 5 52
Geser 150
Arah X 10 250
Arah Y 10 100
Arah X 13 200
Arah Y 13 250
Arah X 17 300
Arah Y 10 100
Arah X 17 300
Arah Y 15 300
Atas 5 52
Bawah 5 52
Atas 18 360
Bawah 18 360
Samping Pengikat 2 780
Atas 12 380
Bawah 12 380
Samping Pengikat 2 780
25 mm OK
Mutu Beton K-450
Breasting DolphinLentur
Lentur
BJTD 40
Mooring Dolphin
Balok 2 (4m)
Pilecap
Pelat 4 (3m x 5m)
Pelat 1 (1m x 2,5m)
Pelat 2 (2,5m x 3m)
Pelat 3 (1m x 5m)
Pelat 2 (2m x 4m)
Pelat 2 (4m x 4m)
Lentur
Lentur
Struktur
Rekapitulasi Penulangan Struktur Dermaga Dolphin
BJTD 30
Loading
Platform
Trestle
16 mm
Pilecap
Balok 1 (1m)
Balok 1 (2m)Lentur
Lentur
52
52
Balok 2 (2,5 m)
Balok 3 (3m)
Balok 4 (5 m)
OK
OK
Lentur
Lentur
Lentur
Lentur
Pelat 1 (2m x 2m)
7
Berdasarkan hasil analisis dermaga sudah kuat menahan beban yang bekerja, hal ini ditinjau dari
hasil UCR (dengan dua faktor beban, yaitu LRFD dan ASD), defleksi, kelangsingan tiang dan
pengecekan punching shear sesuai standar SNI. Struktur dermaga Curah Cair CPO yang didesain
telah memenuhi kriteria kekuatan struktur dan mampu melayani kapal dengan kapasitas 20.000-
40.000 DWT.
KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil penulangan diatas, didapat bahwa semua tulangan lentur pada balok merupakan tulangan
minimum. Hal ini menunjukan bahwa bentang balok pada struktur cukup pendek dan tiang yang
dipakai cukup banyak, sehingga gaya momen lentur yang terjadi di balok tersebut kecil. Seluruh
jarak antar tulangan geser (sengkang) baik pada balok loading platform dan trestle melebihi batas
jarak antar tulangan geser maksimum. Hal ini menunjukan bahwa bentang balok cukup pendek
sehingga gaya geser yang terjadi di balok tersebut kecil.
Agar lebih optimal dalam pengerjaan tugas akhir ini, dimensi pilecap dan pelat dapat dianalisis
kembali agar penggunaan material struktur lebih optimal. Diperlukan juga data tanah dengan titik
yang lebih banyak agar perhitungan semakin akurat. Perhitungan ini hanya sebagai contoh
perhitungan struktural dalam kondisi sudah terpasang, pada kenyataannya desain tulangan harus
dirancangkan dengan mempertimbangkan proses pemasangan, apakah menggunakan precast atau in
situ, penyambungan beton dan tulangan, dan kondisi-kondisi lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). 2004. A Policy on
Geometric Design of Highways and Streets. Washington DC.
Badan Standardisasi Nasional. 2002. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton
Untuk Bangunan Gedung. Jakarta.
Badan Standardisasi Nasional. 2002. SNI-1729-2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk
Bangunan Gedung. Jakarta.
Badan Standardisasi Nasional. 2003. SNI 03-1726-2003. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa
untuk Bangunan Gedung. Jakarta.
British Standard Institution (BSI). 2010. British Standard (BS) 6349-4:1994. Maritime Structures –
Part 4 : Code of Practice for Design of Fendering and Mooring System. London
8
British Standard Institution (BSI). 2010. British Standard 6349-1:2010 Maritime Structures – Part 1 :
Code of Practice for General Criteria. London.
British Standard Institution (BSI). 2010. British Standard (BS) 6349-1:2010 Maritime Structures –
Part 2 : Code of Practice for Criteria For Design of Quay Walls, Jetties, and Dolphins. London.
Gaythwaite, JW, 2004. Design of Marine Facilities for the Berthing, Mooring, and Repair of Vessel
2nd edition. American Society of Civil Engineers. Virginia.
Goda, Yoshimi. 2010. Random Seas And Design Of Maritime Structures. World Scientific.
Yokohama.
Pillai, S. Unnikrishna dan Menon, Devdas. 2003. Reinforced Concrete Design. Tata McGraw-Hill.
New Delhi.
Thoresen,Carl.A, 2003. Port Designer’s Handbook. Thomas Telford Publishing. London.