paper defleksi

7/25/2019 Paper Defleksi

1/6

1

Abstrak Jembatan mengalami adanya deformasi jangka

panjang maupun jangka pendek [1]. Deformasi jangka panjang

tidak dapat kembali ke bentuk aslinya. Deformasi janka pendek

(defleksi) yaitu objek yang terdeformasi akan kembali ke posisi

dan bentuk semula jika terlepas dari muatannya. Jembatan

Suramadu menghubungkan Pulau Jawa dengan Pulau Madura

yang diresmikan pada 10 Juni 2009. Tujuan dibangunnya

Jembatan untuk mempercepat pembangunan di Pulau Madura

meliputi bidang infrastruktur dan ekonomi. Jembatan Suramadu

mempunyai sebuah sistem yaitu Structural Health Monitoring

System Jembatan Suramadu (SHMS).

Dalam penelitian ini dilakukan analisa terhadap hasil

pengukuran GPSyang terdapat pada Jembatan Suramadu pada

tanggal 1 dan 2 Juli 2015. Untuk memperoleh hasil posisi tinggi

maka 3 antenna GPS Ditempatkan pada bentang tengah

Jembatan Suramadu dan diikatkan pada satu titik ikat. Data

navigasi orbit satelit menggunakan I GS Prechise Ephemeri s

dalam format SP3.

Dalam penelitian ini didapatkan nilai defleksi vertikal pada

tanggal 1 Juli 2015 adalah defleksi maksimal keatas pada GPS1,

GPS4, dan GPS6 adalah 0.0878 m, 0.09345 m, dan 0.0752 m .

Defleksi maksimal kebawah pada GPS 1, GPS 4 dan GPS 6

adalah 0.1116 m, 0.1138 m, dan 0.0909 m. Nilai Defleksi vertikalpada tanggal 2 Juli 2015 yaitu defleksi maksimal keatas pada

GPS1, GPS4, dan GPS6 adalah 0.0748 m, 0.1264 m, dan 0.0709

m. Defleksi maksimal kebawah pada GPS 1, GPS 4, dan GPS 6

adalah 0.0926 m, 0.1451 m, dan 0.0826 m. Sehingga masih

didapatkan nilai defleksi vertikal yang wajar, tidak melebihi

toleransi batas defleksi maksimal yaitu 1.085 m.

Kata KunciDeformasi, Defleksi, SHMS, GPS.

I.

PENDAHULUAN

embatan Nasional Suramadu adalah Jembatan yang

melintasi Selat Madura, menghubungkan Pulau Jawa (

Surabaya) dan Pulau Madura (Bangkalan, tepatnya timur

Kamal), Indonesia. Dengan panjang 5438 m, Jembatan ini

merupakan Jembatan terpanjang di Indonesia saat ini.

Jembatan Suramadu terdiri dari tiga bagian yaitu jalan layang

(causeway) dengan panjang 3276 m, jembatan penghubung

(approach bridge) dengan panjang 1344 m, dan jembatan

utama (main bridge) dengan panjang 434 meter. Tujuan

dibangunnya Jembatan Surmadu adalah untuk mempercepat

pembangunan di Pulau Madura meliputi bidang infrastruktur

dan ekonomi.

Sebuah Jembatan mecirikan dua macam deformasi yang

berbeda, yaitu gerakan jangka panjang yang disebabkan oleh

pondasi, dek jembatan, dan tekanan regangan dan gerakan

jangka pendek yang disebabkan oleh angin, suhu, pasang

surut, gempa bumi, dan lalu lintas. Deformasi jangka pendek

disebut juga dengan defleksi. Disebut defleksi atau lendutan

dikarenakan objek yang terdeformasi akan kembali ke posisi

dan bentuk semula jika terlepas dari muatannya [1].

Penurunan kemampuan dari Jembatan Suramadu tidak dapat

dihindarkan yang disebabkan oleh faktor lingkungan seperti

gempa, dsb dan juga pengoperasian yang tidak memadai,

penuaan, dan kerusakan yang disebabkan oleh manusia yang

dapat mengancam keamanan dari fungsi Jembatan itu

sendiri[2]. SHMS (Structural Health Monitoring System)

adalah sistem monitoring yang digunakan untuk mendeteksi

kerusakan dengan metode pengujian tak rusak dengan cara

mengintegrasikannya dengan stuktur untuk memonitor

kesehatan dari Jembatan secara keseluruhan maupun secara

parsial. Teknologi ini dapat memperpanjang umur pelayanan

Jembatan karena penurunan kemampuan dan kerusakan dapatdiidentifikasi lebih awal sebelum terjadinya kerusakan yang

lebih parah.

Dengan semakin majunya teknologi penetuan posisi dengan

GPS yang dapat mencapai ketelitian hingga mm maka

teknologi GPSdapat digunakan untuk memonitoring bangunan

infrastruktur sipil seperti dam dan Jembatan. Dalam

pengamatan defleksi vertikal Jembatan Suramadu

menggunakan GPS dengan metode CORS. Satu base station

terdapat di Kantor SHMSJembatan Suramadu Bangkalan dan

terdapat 14 rover yang tersebar sepanjang bentang tengah

Jembatan Suramadu. Waktu pengamatan dilakukan selama 24

jam penuh dengan interval perekaman data 30 detik.Dalam penelitian ini akan dilakukan analisa terhadap hasil

pengukuran yang didapatkan dari pengukuran GPS Jembatan

Suramadu pada GPS nomor 1, 4 dan 6 yang diikatkan

terhadap base station. Dibutuhkan data penunjang yaitu data

informasi orbit satelit IGS Prechise Ephemeris dalam format

SP3. Sehingga akan didapatkan informasi tinggi yang akurat

dan dapat memenuhi standar kelayakan Jembatan Suramadu.

ANALISA DEFLEKSI VERTIKAL JEMBATAN

SURAMADU MENGGUNAKAN GPSCORS

I Dewa Gede Putra Wirawan, Mokhamad Nur Cahyadi

Jurusan Teknik Geomatika , Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi SepuluhNopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

e-mail: [email protected]

J


2/6

2

II. METODOLOGIPENELITIAN

A.

Lokasi Peneli tian

Lokasi Penelitian adalah Jembatan Suramadu yang berada

pada koordinat geografis 7113 LS dan 1124648 BT.

Jembatan ini terhubung langsung dengan Pulau Madura

(Kabupaten Bangkalan) di sebelah utara dan Pulau Jawa (Kota

Surabaya) di sebelah selatan.

Gambar 1 Lokasi Penelitian

B. Data dan Peralatan

Data

o DataRinexGPStanggal 1 dan 2 Juli 2015

o Data navigasi orbit satelit IGS Prechise Ephemeris

dalam Format SP3

Peralatan

o Perangkat Keras

Seperangkat Komputer

Base GPS (Antenna : LEIAT504 ; Receiver : LEICA

GRX1200GGPRO)

Rover GPS (Antenna : LEIAX 1202GG ; Receiver :

LEICA GX1230)

Gambar 2 PenempatanRoverGPS

o Perangkat Lunak

GAMIT 10.6

MS. Office

Matlab

C.Metodologi Pengolahan Data

Gambar 3 Metodologi Pengolahan Data

a.

Data yang dibutuhkan adalah data rinex dari pengukuran

GPSJembatan Suramadu.

b.

Kemudian data diimpor ke software GAMIT10.6

ditambahkan dengan data penunjang yaitu data navigasi

orbit satelitIGS Prechise Ephemeris dalam format SP3

c.

Data diolah dengan command track.cmd

d.

Selajutnya akan dihasiklah koordinat tinggi dengan sistem

koordinat toposentrik

e.

Data yang dihasilkan kemudian di cek outlierdengan plot

koordinat kedalam grafik. Outlierdapat dikenali dengan

loncatan koordinat pada grafik. Reduksi data yangmengandung outlier.

f.

Selanjutnya bila data koordinat tinggi sudah terbebas dari

adanya outlierdilanjutkan dengan distribusi normal

tingkat ketidakpercayaan 95%, semua data yang tidak

sesuai akan direduksi/dihapus.

g. Dihasilkan nilai koordinat tinggi terhdapap epoch

pengamatan

h.

Analisa Nilai defleksi vertikal Jembatan Suramadu

dengan rumus

i. Selanjutnya dilakukan penarikan kesimpulan dan saran.


3/6

3

III HASIL DAN ANALISA

A.

Anal isa Ti tik Pengamatan

Titik Pengamatan GPS terdiri dari 2 bagian yaitu untuk

BasedanRover. Bagian pertama yaituBaseditempatkan pada

satu titik fix yang ada di Kantor Suramadu Monitoring

Building, Bangkalan. Bagian kedua adalah Rover yang

terpasang di sepanjang sisi Jembatan Suramadu bagian main

bridge,yang terdiri dari 3 roverGPSyaitu GPSno 1, 4, dan 6.

Gambar 4BasedanRoverPengukuran GPS

Tabel 1 KoordinatBaseNama Base

Lintang 709'19.66704"S

Bujur 11246'54.98904"E

Tinggi 50.69 Tabel 1 menunjukkan koordinat basepada sistem

koordinat Geografis dan tinggi diatas permukaanEllipsoid.

Tabel 2 KoordinatRover

Nama GPS 1 GPS 4 GPS 6

Lintang 711'07.75"S 711'11.24"S 711'04.36"S

Bujur 11246'48.33"E 11246'49.20"E 11246'49.66"E

Tinggi 74.893 74.605 74.639

Tabel 2 menunjukkan koordinat roverpada sistem koordinat

Geografis dan tinggi diatas permukaanEllipsoid.

Tabel 3 PanjangBaseline Antar Titik

TITIK PANJANG BASELINE (M)

BASE - GPS 1 3326.9795

BASE - GPS 4 3432.2551

BASE - GPS 6 3220.7215 Tabel 3 menunjukkan panjang baseline yang ditarik

antara Base menuju Rover. Jarak baseline ini penting untuk

pemilihan metode pengolahan dalam GAMIT. Karena jarak

baseline kurang dari 10 km maka digunakan metode short

baseline.

B.Anal isa Waktu Pengukuran

Waktu pengukuran GPSdilakukan pada tanggal 1 dan 2 Juli

2015. Pengukuran dilakukan selama 24 jam penuh dengan

interval waktu pengamatan 30 detik, sehingga dalam 1 hari

dihasilkan 2880 Epoch.

C.Hasil Pengolahan dengan GAM IT

Data observasi GPS diolah menggukan software ilmiah

GAMIT. Data diolah menggunakan command track. Pada

proses pengolahan dengan GAMIT dibutuhkan data primer

dan data sekunder.Data primer didapatkan dari pengukuran

yaitu file observasi dengan format .o , sedangkan data

sekunder adalah data navigasi orbit satelit IGS Prechise

Ephemeris dalam format SP3.Data yang digunakan adalah

pada tanggal 1 Juli 2015 dan 2 Juli 2015.

Hasil pengolahan pada GAMIT adalah koordinat

toposentrik dimana koordinat base menjadi acuan. Data

hasil pengolahan GAMIT masih terdapat adanya outliersehingga harus dilaksanakan penghilangan outlier dan

prosesfiltering.

Hasil Pengolahan GPS1 Juli 2015

Tabel 4 Hasil Pengolahan GPS1 Juli 2015

GPS 1 GPS 4 GPS 6

H MAX 24.4182 24.1029 24.2942

H MIN 22.8767 23.2126 22.575

RANGE 1.5415 0.8903 1.7192

MEAN 24.19664491 23.898785 23.939119

STD 0.057933632 0.0651938 0.0645882

0 500 1000 1500 2000 2500 300022.8

23

23.2

23.4

23.6

23.8

24

24.2

24.4

24.6

24.8

GPS 1

EPOCH

HEIGHT(M)

GPS 1

Gambar 5 Plot Koordinat Tinggi GPS1 SebelumFiltering

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

23.3

23.4

23.5

23.6

23.7

23.8

23.9

24

24.1

24.2

GPS 4

EPOCH

HEIGHT(M)

GPS 4



4/6

4

0 500 1000 1500 2000 2500 300022.4

22.6

22.8

23

23.2

23.4

23.6

23.8

24

24.2

24.4

GPS 6

EPOCH

HEIG

HT(M)

GPS 6


Hasil Pengolahan GPS2 Juli 2015

Tabel 5 Hasil Pengolahan GPS2 Juli 2015

GPS 1 GPS 4 GPS 6H MAX 24.2832 24.1591 24.2568

H MIN 24.0013 23.6116 23.778

RANGE 0.2819 0.5475 0.4788

MEAN 24.20014037 23.894936 23.941263

STD 0.043128136 0.0705136 0.0414315

0 500 1000 1500 2000 2500 300024

24.05

24.1

24.15

24.2

24.25

24.3

24.35

24.4

GPS 1

EPOCH

HEIGHT(M)

GPS 1


0 500 1000 1500 2000 2500 300023.6

23.7

23.8

23.9

24

24.1

24.2

24.3

GPS 4

EPOCH

HEIG

HT(M)

GPS 4


0 500 1000 1500 2000 2500 3000

23.8

23.9

24

24.1

24.2

24.3

24.4

GPS 6

EPOCH

HEIGHT(M)

GPS 6


D.Hasil F iltering Koordinat Tinggi

Data outlierdapat dikenal dengan loncatan mendadak dari

kurva grafik. Adanya outlierpada pengamatan GPS ini dapat

disebabkan karena adanya cycleslip maupun multipath yang

terjadi saat pengukuran [3]. Karena lokasi antenna yang

berdekatan dengan pagar pembatas Jembatan Suramadu, kawat

penyangga Jembatan, dan juga adanya pylon sehingga

membuat kemungkinan terjadinya cycleslipataupun multipath

semakin besar. Data outlier dapat dihilangkan dengan

menghapus data dimana terjadi loncatan mendadak pada grafik

kurva.

Setelah dilakukan penghapusan data outlier selanjutnya

dilakukan filtering data dengan tingkat kepercayaan 95%.

Distribusi normal memiliki parameter distribusi yaitu rata-rata

(mean ) dan deviasi standar (standard deviation). Untuk

nilai tingkat kepresisian pengukuran, digunakan

ketidakpercayaan 95%. Dengan factor pengali k 1,96 untuk

95% uncertainty, hal tersebut menunjukkan bahwa hasil

pengukuran berada pada 1,96 [4].


5/6

5

Hasil Fi lteri ng 1 Juli 2015Tabel 6 Hasil Pengolahan GPS1 SetelahFiltering

GPS 1 No Filter Filtering Selisih

H MAX 24.4182 24.2943 0.1239

H MIN 22.8767 24.0949 -1.2182

RANGE 1.5415 0.1994 1.3421

MEAN 24.19664491 24.2065 -0.0098

STD 0.057933632 0.0324 0.0255

0 500 1000 1500 2000 2500 300022.8

23

23.2

23.4

23.6

23.8

24

24.2

24.4

24.6

24.8 GPS 1

EPOCH

HEIGHT(M)

No Filter

Filter

Gambar 11 Plot Koordinat Tinggi GPS1 SetelahFiltering

Tabel 7 Hasil Pengolahan GPS4 SetelahFiltering


H MAX 24.1029 24.0047 0.0982

H MIN 23.2126 23.7974 -0.5848

RANGE 0.8903 0.2073 0.6830

MEAN 23.89878475 23.9112 -0.0124

STD 0.065193768 0.0349 0.0303

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

23.3

23.4

23.5

23.6

23.7

23.8

23.9

24

24.1

24.2

GPS 4

EPOCH

HEIGHT(M)

No Filter

Filter




H MAX 24.2942 24.0224 0.2718

H MIN 22.575 23.8563 -1.2813

RANGE 1.7192 0.1661 1.5531

MEAN 23.93911858 23.9472 -0.0081

STD 0.064588191 0.0263 0.0383

0 500 1000 1500 2000 2500 300022.4

22.6

22.8

23

23.2

23.4

23.6

23.8

24

24.2

24.4

GPS 6

EPOCH

HEIG

HT(M)

No Filter

Filter


Hasil F iltering 2 Juli 2015



H MAX 24.2832 24.2832 0.0000

H MIN 24.0013 24.1158 -0.1145

RANGE 0.2819 0.1674 0.1145

MEAN 24.20014037 24.2084 -0.0083

STD 0.043128136 0.0285 0.0147

0 500 1000 1500 2000 2500 300024

24.05

24.1

24.15

24.2

24.25

24.3

24.35

24.4

GPS 1

EPOCH

HEIGHT(M)

No Filter

Filter




H MAX 24.1591 24.0292 0.1299H MIN 23.6116 23.7577 -0.1461

RANGE 0.5475 0.2715 0.2760

MEAN 23.89493591 23.9028 -0.0079

STD 0.07051358 0.0533 0.0172


6/6

6

0 500 1000 1500 2000 2500 300023.6

23.7

23.8

23.9

24

24.1

24.2

24.3

GPS 4

EPOCH

HEIG

HT(M)

No Filter

Filter




H MAX 24.2568 24.2943 24.0171

H MIN 23.778 24.0949 23.8636RANGE 0.4788 0.1994 0.1535

MEAN 23.94126349 24.2065 23.9462

STD 0.041431475 0.0324 0.0266

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

23.8

23.9

24

24.1

24.2

24.3

24.4

GPS 6

EPOCH

HEIG

HT(M)

No Filter

Filter


E.

Analisa Toleransi Defleksi Vertikal

Batas Defleksi Vertikal yang diperbolehkan untuk Bentang

utama adalah :

[5]

dimana L adalah panjang bentang tengah suramadu yaitu

sejauh : 434 m, sehinga akan didapatkan toleransi defleksi

maksimal sejauh 1.085 m.

Nilai defleksi vertikal pada tanggal 1 Juli 2015 adalah

defleksi maksimal keatas pada GPS 1, GPS 4, dan GPS 6

adalah 0.0878 m, 0.09345 m, dan 0.0752 m . Defleksi

maksimal kebawah pada GPS 1, GPS 4 dan GPS 6 adalah

0.1116 m, 0.1138 m, dan 0.0909 m.

Nilai Defleksi vertikal pada tanggal 2 Juli 2015 yaitu

defleksi maksimal keatas pada GPS 1, GPS 4, dan GPS 6

adalah 0.0748 m, 0.1264 m, dan 0.0709 m. Defleksi maksimal

kebawah pada GPS 1, GPS 4, dan GPS 6 adalah 0.0926 m,

0.1451 m, dan 0.0826 m.

Sehingga masih didapatkan nilai defleksi vertikal yang

wajar, tidak melebihi toleransi batas defleksi maksimal yaitu

1.085 m.

IV KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan1.

Nilai defleksi vertikal pada tanggal 2 Juli 2015 adalah

defleksi maksimal keatas pada GPS 1 mencapai 0.0878

m, pada GPS4 sejauh 0.09345 m, dan pada GPS6

yaitu 0.0752 m . Sedangkan untuk defleksi maksimal

kebawah pada GPS1 adalah 0.1116 m, GPS4 0.1138 m,

dan GPS6 adalah 0.0909 m.

2.

Nilai Defleksi vertikal pada tanggal 2 Juli 2015 defleksi

maksimal keatas pada GPS 1 mencapai 0.0748 m, pada

GPS4 sejauh 0.1264 m, dan pada GPS6 yaitu

0.0709 m . Sedangkan untuk defleksi maksimal

kebawah pada GPS1 adalah 0.0926 m, GPS4 0.1451 m,

dan GPS6 adalah 0.0826 m.

3.

Nilai defleksi vertikal Jembatan Suramadu masih jauhdari ambang toleransi yaitu 1.085 m

Saran

1. Pengaturan interval pengamatan sebaiknya dibuat hingga

mencapai 20 Hz mengingat spesifikasi alat yang

mumpuni untuk pengamatan dengan interval tersebut

supaya dapat menggambarkan kondisi pergerakan

Jembatan Suramadu yang lebih valid. Namun

konsekuensinya adalah memori penyimpanan data yang

disiapkan akan menjadi jauh lebih besar.

2. Posisi letak base diperbaiki dikarenakan dekat dengan

pohon dan terhalang gedung kantor. Mengingat fungsinya

sebagai titik ikat maka peletakan base harus

meminimalisir adanya multipath.

3.

Posisi letak antenna roverGPSdisebelah pagar pembatas

sebaiknya ditinggikan melebihi pagar pembatas itu

sendiri untuk meminimalisir adanya multipath sehingga

kualitas data yang dihasilkan semakin baik.

4.

Diharapkan penelitian ini dapat menjadi tolok ukur untuk

penelitian selanjutnya.

DAFTARPUSTAKA

[1]

Meng, X. (2002). Real-Time Deformation Monitoring of Bridges Using

GPS/Accelerometers. England: The University of Nottingham.

[2]

Nababan, P. H. (2008). Structural Health Monitoring System Alat BantuMempertahankan Usia Teknis Jembatan. Construction and Maintenance

of Main Span Suramadu Bridge.

[3]

Abidin,H.Z.(2007). Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya.

Jakarta:Pradnya Paramita.

[4] Maris, E. T.(2011). Studi Deformasi Jembatan Suramadu Akibat

Pengaruh Traffic Load. Geodesy.

[5]

Rezki, R. Y.(2014). Studi Pergeseran Sementara (Defleksi Vertikal)

Jembatan Suramadu.ITS.Surabaya.

[6]

Rahkman, Ferdian.(2015). Studi Deformasi Jembatan Kali Porong

Terhadap Pembebanan Menggunakan Teknologi GPS.ITS.Surabaya.

paper defleksi

Documents