KOMPONEN STRUKTUR JALAN REL

Struktur Jalan Rel Dapat Dibagi p g menjadi dua, yaitu:

Struktur Atas, dimana komponenkomponenkomponennya terdiri dari rel (rail), penambat (fastening) dan bantalan (sleeper). Struktur Bawah, dimana komponenkomponenkomponennya terdiri dari balas (ballast), subbalas (subballast), tanah dasar (subgrade) dan tanah asli (natural graund).

BebanBeban-Beban Yang Bekerja Pada Struktur Jalan Rel

Gaya Vertikal Gya Lateral Gaya L G Longitudinal it di l

Gaya Vertikal Gaya ini adalah beban yang paling dominan dalam struktur jalan rel. Gaya ini menyebabkan defleksi vertikal, dimana y , defleksi vertikal adalah indikator dari kualitas, kekuatan dan umur jalan rel.

Besarnya beban vertikal terbagi sebagai berikut:

Gaya Lokomotif

Beban lokomotif dibagi berdasarkan jenis lokomotif yang dilihat dari cara penomorannya, yaitu: p y ,y

Lokomotif BB Artinya beban ditumpu oleh 2 bogie, yang masingmasingmasing bogie terdiri dari 2 gandar dan satu gandar terdiri dari 2 roda. Sehingga : Jika Berat lokomotif (Wlok) = 56 ton, maka; gg ( ) , ; Gaya bogie (Pbogie = Pb) = Wlok/2 = 56/2 = 28 ton Gaya gandar (Pgandar = Pg) = Pb/2 = 28/2 = 14 ton Gaya roda statis (Pstatis = Ps = Pg/2 = 14/2 = 7 ton

Lokomotif CC Artinya beban ditumpu oleh 2 bogie, yang masingbogie masingmasing bogie terdiri dari 3 gandar dan satu gandar terdiri dari 2 roda roda.Sehingga : Jika B t lokomotif (Wl k) = 84 ton, maka; Jik Berat l k tif (Wlok) t k Gaya bogie (Pbogie = Pb)= Wlok/2 = 84/2 = 42 ton Gaya gandar (P G d (Pgandar = P ) Pb/2 = 42/3 = 14 ton d Pg)= Gaya roda statis (Pstatis = Ps)= Pg/2 = 14/2 = 7 ton

Gaya y

kereta

Kereta dipakai untuk angkutan penumpang, sehingga karakteristiknya adalah kenyamanan gg y y dan kecepatan yang tinggi. Kenyamanan dan kecepatan yang tinggi memerlukan ruang yang cukup dan faktor gaya dinamis. Sehingga :Jika Berat Kereta (Wkrt) = 40 ton, maka; Gaya bogie (Pbogie = Pb) y g ( g ) = Wkrt/2 = 40/2 = 20 ton Gaya gandar (Pgandar = Pg) = Pb/2 = 20/2 = 10 ton Gaya roda statis (Pstatis = Ps)= Pg/2 = 10/2 = 5 ton

Gaya

Gerbong

Gerbong dipakai untuk angkutan barang, dimana yang diperlukan terutama dari segi beratnya sehingga muatannya dapat besar (massal dan berat). Prinsip beban sama, berat) sama hanya saja satu gerbong terdiri dari 2 gandar (tanpa bogie) atau 4 gandar (dengan 2 bogie).

Faktor

Faktor dinamis disebabkan oleh getaran-getaran dari g getaran-g kendaraan rel yang disebabkan oleh angin dan kondisi geometri (ketidak rataan) jalan. Untuk mentransformasikan gaya statis menjadi gaya dinamis, maka diformulasikan faktor dinamis sebagai berikut: Ip = 1 + 0,01 (V/1,609 5) 0 01 (V/1 609 Pd = Ps x IpDimana: V : Kecepatan kereta api (Km/jam) Ip : Faktor dinamis Ps : Beban statis Pd : Beban dinamis

Dinamis

Gaya

Transversal (Lateral)

Gaya ini disebabkan oleh adanya gaya sentrifugal yang terjadi pada tikungan, snake tikungan motion dan ketidakrataan geometri jalan rel yang bekerja pada titik yang sama dengan gaya vertikal di rel. Gaya ini menyebabkan tercabutnya terpon dan geseran pelat landas abu ya po da g a p a a da (base plate) pada bantalan kayu sehingga dapat merubah geometri jalan rel. Selain itu p g j juga, pada kondisi tertentu dapat mengakibatkan loncatnya roda keluar rel (anjlogan).

Besarnya gaya transversal/lateral adalah: P lateral / P vertikal < 1 2 1,2 P lateral / P vertikal < 0,75 (jika rel dan roda sama-sama aus) sama-

Gaya

Longitudinal

Gaya ini diakibatkan terutama oleh perubahan suhu pada rel (therma stress). Pada konstruksi kereta api modern dimana dipakai rel panjang (long weded rails), gaya longitudinal ini sangat memegang peranan g g g gp penting

Kecepatan p

Kecepatan maksimum pada suatu lintas dinyatakan dalam km/jam. Kecepatan maksimum dapat dipakai untuk mengejar keterlambatan-keterlambatan yang keterlambatandisebabkan oleh adanya gangguan dijalan Sedangkan untuk kecepatan rencana dengan memperhatikan pertimbangan ekonomis maka kecepatan rencana untuk perhitungan konstruksi jalan l d l h j l rel adalah: V rencana = 1,25 x Vmax Dimana: V rencana : Kecepatan rencana Vmax : Kecepatan maksimum p

Perhitungan Tegangan Pada Komponen J l K Jalan R l Rel

Rel dianggap sebagai balok dengan panjang tak berhingga, beban terpusat, ditumpu pada tumpuan elastis, dengan modulus elastisistas p , g jalan rel (track stiffness) adalah k, maka: P=k. y Dimana: P : Reaksi merata/satuan panjang k : Modulus elastisistas jalan rel = 180 kg/cm2 y : D fl k i Defleksi

4

k 4 EI

Dimana: Di : Faktor dumping E : Modulus elastisitas rel = 2,1 x 106 Ix : Momen inersia rel terhadap sumbu x-x p x-

Pd Mo 4Dimana: Pd : B b di Beban dinamis roda i d

M I

1 x

.y

Dimana: : Tegangan yang terjadi pada rel M1 : 0,85 x Mo akibat superposisi beberapa gandar y : Jarak tepi bawah rel kegaris netral

Contoh PerhitunganDirencanakan konstruksi jalan rel dengan datadata-data sebagai berikut: Jalan rel kelas I dengan menggunakan rel R54, k R54 kecepatan maksimum 120 Km/jam dan t k i K /j d beban gandar kereta 18 ton. Dengan transformasi b b roda dinamis ke statis t f i beban d di i k t ti ekivalen memakai persamaan Tablot, maka kontrol tegangan yang t j di pada rel! k t lt terjadi d l!

Data Yang Di Ketahui (Dari Tabel) g ( )Tipe rel R54: Ix Y = 1325 Kg/cm2 = 2346 cm4 = 7,62 cm

Kecepatan RencanaVmax Vrencana = = = = 120 Km/jam 1,25 1 25 x vmax 1,25 x 120 150 Km/jam

Persamaan TablotIp = 1 + 0,01 ( (Vmak/1,609 5) k/ )= 1 + 0,01 (150/1,609 -5)

= 1 + 0,88225 = 1 88225 1,88225

Kereta: Pg = 18 ton = 18000 kg Ps P = P /2 = 18000/2 = 9000 kg Pg/2 k Pd = Ps x Ip = 9000 x 1,88225 kg 1 88225 = 16940,3 kg

Faktor Dumping E = 2,1 10 6 I = 2346 cm4 k =180 kg/cm2 180 k / 2 =4

4

k 4 EI

0,0098 = 0 0098

180 4 x 2 ,1 x10 6 x 2346

MoMo = Pd / 4 4 = 16940,3 / 4 x 0,0098 = 432150,51 Kg.cm

Tegangan Pada RelM1 = 0,85 x Mo 0 85 = 0,85 x 432150,51 = 367327,93 Kg.cm 367327 93 Kg cm

= M1 . y / Ix = 367327,93 x 7,62 / 2346 = 1193,1 Kg/cm2

Maka; < ijin 1193,1 Kg/cm2 < 1325 Kg/cm2 Aman! Aman!

SEKIAN & TERIMA KASIH