ANALISA KEKUATAN DAN KELELAHAN HANGER TYPE C2A DAN C2B DENGAN

METODE ELEMEN HINGGA

SEMINAR PROPOSAL

Senjenak Runtuhnya Jembatan KUKAR

Pada Hari Sabtu, tanggal 26 November 2011, sekitar pukul 16.20 WITA telah terjadi keruntuhan Jembatan Mahakam II yang terletak di Tenggarong, Kabupaten Kutai Kartanegara, Propinsi Kalimantan Timur. Runtuhnya jembatan ini mengakibatkan terputusnya jalur penghubung antara Kota Tenggarong dengan Tenggarong Seberang yang menuju ke Samarinda.

Investigasi

• Minggu, tanggal 27 November 2011, setelah kabar mengenai runtuhnya Jembatan KUKAR menyebar, diutus peneliti yang ditugaskan untuk menginvestigasi runtuhnya jembatan KUKAR. Peneliti tersebut berasal dari 2 ITS, 2 ITB, 2 UI, 2 UGM, 2 BPPT, dan 1 Peneliti Independent yang dinamakan peneliti 11.

• Maka dari itu ada keinginan dari saya untuk membawa nama Brawijaya walau hanya didalam skripsi saya dengan membahas peristiwa ini.

Fakta-fakta Awal Runtuhnya Jembatan KUKAR

• 1) Terdapat aktivitas persiapan perbaikan (Rehabilitasi Jembatan) satu sisi badan jembatan yang dilakukan oleh 6 orang pekerja dari PT. Bukaka.

• 2) Kegiatan dilaksanakan tanpa melakukan penutupan lalu-lintas kendaraan di jembatan.

• 3) Informasi dari Pemda Kabupaten Kutai Kartanegara, ada berita acara akan dilakukan penutupan jembatan selama 21 hari kegiatan pemeliharaan.

• 4) Kegiatan Penutupan Jembatan belum dilaksanakan karena masih dinyatakan sebagai Tahap Persiapan.

• 5) Item pokok kegiatan perbaikan adalah pengecekan, penggantian dan pengencangan baut yang kendor.

• 6) Diindikasikan pada saat terjadi pengencangan baut jembatan, dan beban lalu-lintas kendaraan tetap bekerja, tiba-tiba alat sambung kabel penggantung di bentang tengah lepas dari kabel utamanya.

• 7) Seluruh alat sambung kabel penggantung vertikal (sadel dan klem) di bentang tengah jebol dan jembatan runtuh, selama kurang lebih 30 detik.

• 8) Data korban dilaporkan 4 orang meninggal, dan kurang lebih 40 orang hilang.

Fokus

• Runtuhnya jembatan KUKAR bukan disebabkan karena kegagalan Teknik Sipil namun merupakan kegagalan komponen jembatan Hanger yang merupakan cakupan dari ilmu yang dipelajari di Teknik Mesin.

• Maka dari itu disini tidak akan dibahas sama sekali mengenai Jembatan melainkan terfokus pada komponen jembatan Hanger.

BAB I

• Latar Belakang

BAB I

1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka

permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah :• Berapa umur fatik, deformasi dan tegangan maksimum saat kondisi

normal dan saat kondisi perbaikan (Rehabilitasi Jembatan)?• Apa kah hanger masih aman dalam keadaan saat dilakukan

perbaikan (Rehabilitasi Jembatan)?

BAB I1.3 Batasan Masalah

Agar menjadikan penelitian ini lebih terarah maka diperlukan batasan-batasan masalah yang meliputi hal-hal dibawah ini :

• Model hanger yang diteliti adalah sesuai dengan desain hanger C2A, dan C2B.

• Tidak membahas tegangan pada bagian jembatan selain hanger.• Perhitunganan analisis dibantu dengan program komputer yang

berbasis metode elemen hingga.• Efek ulir diabaikan. Sehingga desain simulasi disederhanakan

tanpa ulir.• Dalam skripsi ini hanya mensimulasikan bagian jembatan yaitu

hanger.• Dalam skripsi ini amplitudo dianggap konstan. Maksimum dan

minimum amplitudo akibat siklus pembebanan dianggap selalu konstan.

BAB I

1.4 Tujuan PenelitianTujuan dari penelitian ini adalah :

• Melakukan simulasi yang akan didapatkan hasil berupa umur fatik, safety factor, deformasi, dan tegangan maksimum.

• Dengan demikian tujuan akhir dari penelitian ini adalah menyelesaikan studi kasus tentang analisa kelelahan hanger sehingga dapat dicapai keahlian dalam bidang teknik mesin.

BAB II

2.1 Penelitian SebelumnyaPenelitian sebelumnya mengenai kekuatan

hanger jembatan gantung telah dilakukan oleh Jamasri (2011) dengan kesimpulan hampir semua komponen klem patah getas (Brittle Fracture), yang ditandai dengan bekas patahan yang flat dan tanpa adanya deformasi plastis. Ada indikasi fatigue pada pin bagian atas. Ditemukan korosi pada batang hanger cukup parah, yang dapat menyebabkan turunnya kekuatan ulir. Semua material sistem klem adalah ductile cast iron, kecuali baut pada pin atas terbuat dari baja karbon rendah. Ditemukan cacat (porous) pada bagian dalam pin.

BAB II

2.2 Analisa Tegangan2.2.1 Prinsip Analisa Tegangan

Analisis tegangan akan selalu berkaiatan dengan perilaku benda apabila diberikan pembebanan. Perlakuan teoritis tersebut didasarkan pada teori elastisitas.

Analisa tegangan pada prinsipnya didasarkan pada:Kesetimbangan gaya dan momen : ΣF = 0. ΣM = 0Kompabilitas perpindahan bagian yang menagalami perpindahan

dalam struktur kontinu yang mengalami deformasi memiliki hubungan antara satu bagian dengan bagian yang lain.

• Hubungan tegangan dan regangan.

BAB III

3.1 Metode PenelitianMetode penelitian yang digunakan dalam

penelitian kali ini terdiri dari dua metode. Metode survei untuk mengetahui kondisi dari hanger. Metode kedua yang digunakan adalah eksperimental semu untuk mengetahui fatigue life, safety factor, tegangan, dan deformasi dengan menggunakan software berbasis elemen hingga. Kajian pustaka dari berbagai sumber baik dari buku, jurnal maupun informasi dari internet guna menambah informasi yang diperlukan.

BAB III

3.2 Tempat Dan Waktu SkipsiKegiatan penelitian dan pembuatan

laporan skripsi dilaksanakan Agustus 2014 sampai dengan Desember 2014 di Lembaga Uji Konstruksi (LUK) Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Teknologi (BPPT). Serpong Tangerang Selatan. Dan dari April 2015 sampai Mei 2015 di Laboraturium Studio Perancangan Rekayasa Sistem Universitas Brawijaya.

BAB III

3.3 Peralatan Dan Bahan PenelitianPeralatan dan bahan yang

digunakan untuk uji analisis ini adalah:• Komputer• Software CAD • Software Berbasis FEM• Pustaka dan refrensi yang mendukung

BAB III

3.4 Material Properties• Spesifikasi material yang digunakan hanger adalah

sebagai berikut :• Bahan : FCD 60 Steel• Densitas : 7,86 g/cm3

• Yield Strength : 370 MPa• Ultimate Tensile Strength : 620 MPa• Young’s Modulus : 220 GPa • Poisson’s Ratio : 0,275 • Shear Modulus : 86,2745 GPa• Expansion Coefficient : 0,000012 c-1 • Thermal Conductivity : 56 W / (m k)• Spesific Heat : 460 J / (kg c)

BAB III

3.4 Material Properties

TABEL 3.1 Unsur-unsur FCD 60

BAB III

• 3.6 Variabel Penelitian3.6.1 Variabel BebasVariabel bebas adalah variabel yang besarnya ditentukan

sebelum penelitian. Besar variabel bebas divariasikan untuk mendapatkan hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat sehingga tujuan penelitian dapat tercapai. Dalam penelitian ini variabel bebas yang digunakan yaitu desain dari hanger yaitu desain C2A dan C2B. Variabel bebas lainnya adalah gaya saat keadaan normal ; 56,67 Ton dan saat keadaan perbaikan 86,43 Ton

BAB III

• 3.6 Variabel Penelitian3.6.1 Variabel BebasVariabel bebas adalah variabel yang besarnya ditentukan

sebelum penelitian. Besar variabel bebas divariasikan untuk mendapatkan hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat sehingga tujuan penelitian dapat tercapai. Dalam penelitian ini variabel bebas yang digunakan yaitu desain dari hanger yaitu desain C2A dan C2B. Variabel bebas lainnya adalah gaya saat keadaan normal ; 56,67 Ton dan saat keadaan perbaikan 86,43 Ton

BAB III

3.6 Variabel Penelitian3.6.2 Variabel Terikat• Variabel terikat yaitu variabel yang dapat

dipengaruhi oleh variabel bebas yang telah digunakan. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah life fatigue, safety factor, tegangan, dan deformasi.

BAB III

3.6 Variabel Penelitian3.6.3 Variabel Terkontrol

Variabel terkontrol yaitu variabel yang nilainya dijaga konstan selama penelitian.Variabel terkontrol dari penelitian ini adalah :

• Material Properties• Letak titik tumpuan pada daerah yang aman

sesuai dengan desain.• Tipe tumuan.

BAB III

3.6 Variabel Penelitian3.6.3 Variabel Terkontrol

Variabel terkontrol yaitu variabel yang nilainya dijaga konstan selama penelitian.Variabel terkontrol dari penelitian ini adalah :

• Material Properties• Letak titik tumpuan pada daerah yang aman

sesuai dengan desain.• Tipe tumuan.