Jembatan Pelengkung

-Jembatan

Pelengkung

(Arch

Bridge)

Bingkai atau rusuk pelengkung seperti balok lingkar yang tidak hanya vertikal tetapi juga horisontal pada kedua ujungnya, dan akan mendukung reaksi vertikal dan horisontal. Gaya horisontal akan menyebabkan tegangan axial yang akan menambah momen tekuk pada rusuk lengkung. Momen tekuk akan menyebabkan keseimbangan gaya horisontal dengan beban gravitasi. Dibandingkan dengan gaya axial, akibat momen tekuk biasanya kecil. Hal itulah yang menyebabkan mengapa lengkung sering dibuat dari bahan yang mampu menahan gaya tekan tinggi seperti beton, batu, atau batu bata.

Gambar Sumber:

9.30.

Berbagai Chen

tipe &

jembatan Duan,

pelengkung 2000

Tipe PelengkungJembatan PelengkungJembatan lengkung meliputi geladak jalan dan lengkung pendukung. Berbagai tipe pelengkung diperlihatkan pada Gambar 9.30. Garis tebal menunjukkan elemen penahan momen tekuk, geser dan gaya axial. Sedangkan garis tipis menunjukkan elemen yang hanya menerima gayaaxial. Jembatan pelengkung dikelompokkan ke dalam geladak, dan tipe geladak tergantung lokasi permukaan jalan. Geladak pada semua tipe  jembatan digantung digantung oleh kolom vertikal maupun pelengkung penggantung, penggantung, secara struktural sama dengan gaya axial, baik gaya tekan maupun gaya tarik pada elemen-elemennya. Perbedaannya terletak pada elemen vertikal geladak jembatan menahan gaya tekan dan penggantung menahan gaya tarik. Beban hidup hanya membebani pelengkung secara tidak langsung. Tipe struktur dasar pelengkung adalah pelengkung 2 sendi/engsel. Pelengkung 2 sendi mempunyai satu derajat tingkat ketidakpastian eksternal karena terdapat 4 reaksi akhir. Jika satu sendi ditambahkan pada mahkota pelengkung, membentuk pelengkung 3 sendi, hal ini

akan menjadikan lebih pasti/kokoh. Jika akhiran diklem, menjadi pelengkung jepit/kaku, maka akan mejadi ketidak pastian tingkat ketiga. Pelengkung dibentuk oleh dua sendi dengan pengikat dan pendukung sederhana. Pelengkung yang diikat, secara eksternal dalam kondisi mantap, tetapi secara internal dalam kondisi satu derajat tingkat ketidakpastian. Struktur lantai tergantung pada pelengkung dan terpisah dari pengikat. Jembatan Langer Pelengkung Langer dianalisa dengan asumsi bahwa rusuk pelengkung hanya menahan gaya tekan axial. Rusuk pelengkung tipis, tetapi gelagar tebal dan mampu menahan momen dan geser sebaik gaya tarik axial. Gelagar jembatan langer dianggap sebagai rusuk pelengkung ang diperkuat. Gambar 9.31, menunjukkan komponen struktural  jembatan Langer.

Gambar Sumber:

9.31. Chen

Jembatan &

pelengkung Duan,

Langer 2000

Jika diagonal digunakan pada web, disebut Langer truss. Perbedaan Langer truss dengan truss standar bahwa pada rangkaian bawah berupa gelagar sebagai pengganti batang. Jembatan Langer mantap sebagai eksternal dan tidak pasti secara internal. Jembatan Langer tipe geladak sering disebut ”reversed” / kebalikan Langer. Jembatan LohseJembatan Lohse hampir sama dengan jembatan Langer, hanya saja  jembatan Lohse lebih mampu menahan lentur di rusuk pelengkung seperti halnya gelagar. Dengan asumsi tersebut, jembatan Lohse lebih kaku daripada jembatan Langer. Distribusi momen lentur pada rusuk pelengkung dan gelagar tergantung pada rasio kekakuan dua elemen yang ditetapkan perancang. Jembatan pelengkung Lohse dapat dianggap sebagai balok terikat yang dihubungkan dengan elemen vertikal. Elemen vertikal diasumsikan hanya menahan gaya axial. Secara estetika Lohse lebih mengagumkan dibanding Langer dan lebih sesuai untuk daerah perkotaan sedangkan Langer untuk daerah pegunungan. Jembatan Pelengkung Truss dan Pelengkung NielsenUmumnya elemen diagonal tidak digunakan pada jembatan pelengkung karena akan mempersulit analisa struktural. Bagaimanapun, kemajuan teknologi komputer mengubah pandangan tersebut. Tipe baru  jembatan pelengkung, seperti pelengkung truss yang menggunakan batang diagonal truss pada elemen vertikal atau desain Nielsen Lohse yang menggunakan batang tarik sebagai diagonal. Elemen web diagonal meningkatkan kekakuan pada jembatan melebihi elemen vertikal.

Seluruh elemen jembatan truss hanya menahan gaya axial. Di lain pihak, jembatan truss pelengkung menahan lentur dengan rusuk lengkung, gelagar, atau keduanya. Karena diagonal jembatan Nielsen Lohse hanya menahan gaya tarik axial, mereka mendapat tekanan sebelumnya oleh beban mati untuk mengimbangi gaya tekan oleh beban hidup.