Kesetimbangan Gaya pada Jembatan- Kesetimbangan
statis banyak diaplikasikan dalam bidang teknik, khususnya yang
berhubungan dengan desain struktur jembatan. Anda mungkin sering
melewati jembatan untuk menyeberangi sungai atau jalan. Menurut Anda,
bagaimanakah kesetimbangan statis suatu jembatan jika dijelaskan secara
Fisika?
Suatu jembatan sederhana
dapat dibuat dari batang pohon atau lempengan batu yang disangga di
kedua ujungnya. Sebuah jembatan, walaupun hanya berupa jembatan
sederhana, harus cukup kuat menahan berat jembatan itu sendiri,
kendaraan, dan orang yang menggunakannya. Jembatan juga harus tahan
terhadap pengaruh kondisi lingkungan. Seiring dengan perkembangan jaman
dan kemajuan teknologi, dibuatlah jembatan-jembatan yang desain dan
konstruksinya lebih panjang dan indah, serta terbuat dari material yang
lebih kuat dan ringan, seperti baja. Secara umum, terdapat tiga jenis
konstruksi jembatan. Marilah pelajari pembahasan kesetimbangan gaya-gaya
yang bekerja pada setiap jenis jembatan berikut.
a. Jembatan kantilever
adalah jembatan panjang yang mirip dengan jembatan sederhana yang
terbuat dari batang pohon atau lempengan batu, tetapi penyangganya
berada di tengah. Pada bagian-bagiannya terdapat kerangka keras dan kaku
(terbuat dari besi atau baja). Bagianbagian kerangka pada jembatan
kantilever ini meneruskan beban yang ditanggungnya ke ujung penyangga
jembatan melalui kombinasi antara tegangan dan regangan. Tegangan timbul
akibat adanya pasangan gaya yang arahnya menuju satu sama lain,
sedangkan regangan ditimbulkan oleh pasangan gaya yang arahnya saling
berlawanan.
Perhatikanlah Gambar 6.29.
Kombinasi antara pasangan gaya yang berupa regangan dan tegangan,
menyebabkan setiap bagian jembatan yang berbentuk segitiga membagi berat
beban jembatan secara sama rata sehingga meningkatkan perbandingan
antara kekuatan terhadap berat jembatan. Pada umumnya, jembatan
kantilever digunakan sebagai penghubung jalan yang jaraknya tidak
terlalu jauh, karena jembatan jenis ini hanya cocok untuk rentang jarak
200 m sampai dengan 400 m.
Gambar 6.29 Jembatan kantilever ini banyak digunakan di Indonesia untuk menghubungkan wilayah antardaerah.
b. Jembatan lengkung
adalah jembatan yang konstruksinya berbentuk busur setengah lingkaran
dan memiliki struktur ringan dan terbuka. Rentang maksimum yang dapat
dicapai oleh jembatan ini adalah sekitar 900 m. Pada jembatan lengkung
ini, berat jembatan serta beban yang ditanggung oleh jembatan (dari
kendaraan dan orang yang melaluinya) merupakan gaya-gaya yang saling
berpasangan membentuk tekanan. Oleh karena itu, selain menggunakan baja,
jembatan jenis ini dapat menggunakan batuan-batuan sebagai material
pembangunnya. Perhatikanlah Gambar 6.30. Desain busur jembatan menghasilkan sebuah gaya yang mengarah ke dalam dan ke luar pada dasar lengkungan busur.
Gambar 6.30 Salah satu contoh jembatan lengkung adalah jembatan Rumpyang yang terdapat di Kalimantan Selatan.
c. Jembatan gantung
adalah jenis konstruksi jembatan yang menggunakan kabel-kabel baja
sebagai penggantungnya, dan terentang di antara menara-menara. Setiap
ujung kabel-kabel penggantung tersebut ditanamkan pada jangkar yang
tertanam di pinggiran pantai. Perhatikanlah Gambar 6.31.
Jembatan gantung menyangga bebannya dengan cara menyalurkan beban
tersebut (dalam bentuk tekanan oleh gaya-gaya) melalui kabel-kabel baja
menuju menara penyangga. Kemudian, gaya
tekan tersebut diteruskan oleh menara penyangga ke tanah. Jembatan
gantung ini memiliki perbandingan antara kekuatan terhadap berat
jembatan yang paling besar, jika dibandingkan dengan jenis jembatan
lainnya. Oleh karena itu, jembatan gantung dapat dibuat lebih panjang,
seperti Jembatan Akashi-Kaikyo di Jepang yang memiliki panjang rentang
antarmenara 1780 m.
Gambar 6.31 Jembatan Ampera yang terdapat di Sumatra Selatan ini menggunakan konstruksi jembatan gantung dengan duamenara.
