Menghitung Ramp Bridge

Read Time:5 Minute, 46 Second

Ramp bridge adalah struktur sementara atau permanen yang digunakan untuk membantu kendaraan, terutama yang membawa muatan berat (heavy cargo) atau muatan berukuran besar (over-dimensional cargo), dalam mengatasi perbedaan ketinggian, celah, atau medan yang sulit diakses. Dalam konteks transportasi heavy cargo, ramp bridge biasanya dirancang untuk memfasilitasi perpindahan kargo dengan aman dan efisien, baik di lokasi pelabuhan, proyek konstruksi, maupun jalur transportasi lainnya.

Pertama kali dikembangkan untuk penggunaan militer sebagai jembatan sementara dengan struktur modular yang direkayasa agar bisa digunakan untuk menyeberang apa pun mulai parit drainase, sungai, atau melintasi jalur pipa yang terkubur namun dengan permukaan. Saat ini jembatan tersebut sering kali digunakan untuk menyediakan akses untuk kendaraan konstruksi untuk menjembatani sarana transportasi ke daerah yang cukup sulit dilewati kendaraan tersebut, seperti menurunkan power trafo, engine, generator, atau barang modular lainnya. Panjang Ramp Bridge biasanya antara 5 hingga 12 meter dan dapat dikemas untuk kemudahan transportasi dan penyimpanan.

Saat mengangkut heavy cargo di jalan umum, ada tingkat risiko yang perlu dikelola dengan hati-hati. Ada banyak obstacles (hambatan) yang perlu dipertimbangkan dalam menentukan rute transportasi, seperti jembatan layang, jembatan sungai, lampu listrik, baliho, papan kabel listrik/telpon, dan saluran bawah tanah misalnya gorong-gorong atau saluran pipa gas. Khusus untuk melintasi jembatan kecil, gap saluran air, atau sisi jetty pelabuhan keatas tongkang, sering kali harus menggunakan portable ramp bridge untuk mendukung kegiatan tersebut.

Pertanyaanya, bagaimana cara menghitung ramp bridge tersebut? Biasanya disini akan dibahas hal-hal yang berkaitan dengan beban trailer maksimum, beban maksimum per gandar (per axle dan per axle line), ukuran ban, serta panjang dan lebar transportasi yang gunakan. Hal ini untuk memastikan pengangkutan muatan yang aman dan mencegah kerusakan infrastruktur pendukungnya, seperti bibir jetty, jalan, atau abutment.

Setiap transportasi berbeda begitu juga dengan rute, dimensi muatan, berat, dan beberapa aturan setempat sehingga masing masing proyek menjadi unik karena memerlukan solusi transportasi yang berbeda. Ada yang meggunakan extendable trailer, dolly stir belakang, multi-axle trailer, hingga penggunaan SPMT.

Cara Menghitung Ramp Bridge

Dalam menghitung kekuatan dan keamanan portable ramp bridge untuk heavy cargo dengan multi-axle trailer melibatkan beberapa langkah penting, mulai dari menentukan beban maksimum, verifikasi struktur ramp bridgenya (seperti menentukan panjang dan lebar ramp bridge yang akan digunakan), kemudian melakukan analisis beban dan tegangan, safety factor, validasi dan pengujian (simulasi dengan pemodelan, atau test fisik dilapangan).

Berikut adalah contoh bagaimana cara menghitung ramp bridge untuk transportasi heavy cargo dengan menggunakan SPMT (self propeller modular transporter)

Cek Deign Parameter:

Yield Strength Baja yang digunakan (misalnya A36) dimana F_y = 248 MPa
Minimum Tensile Strength, F_u = 370 MPa
Modulus Elastisitas Baja, E_s = 200 GPa
Berat Jenis Baja, ϒ_steel = 7.85 t/m³
Mutu Beton yang akan mendukung ramp bridge, misalnya f_c = 20.7 MPa

Referensi:

Misalnya, based on Steel Construction Manual (AISC) 14th Edition – Allowable Stress Design.

Verifikasi Design Ramp Bridge

Bridge yang dibuat dari beam digunakan untuk mendistribusikan beban berat ke area yang lebih luas guna mencegah kerusakan pada tanah atau struktur di bawahnya. Dimensi yang ada diatas (12m x 1.8m x 0.6m) mengacu pada panjang, lebar, dan ketebalan bridge diatas.

Tebal Bridge (d = 600mm)
Tebal Flange (t_f = 25mm)
Tebal Web (t_w = 15mm)
Lebar Bridge (b_f = 1.8 meter)
Tebal Side Plate (t_sp = 12mm)
Jumlah Side Plate yang ada (n_sp = 2)
Tinggi tengah = d – 2 x t_f = 550 mm

Properti Ramp Bridge

Hitung Total Area:

A_total = 2 x b_f x t_f + h_m x t_w + n_sp x t_sp x h_m
A_total = 111450 mm²

Hitung Moment Inersia:

$\boxed{I_x = \frac{t_w*h_m^3}{12}+2*b_f*t_f\left( \frac{d-t_f}{2} \right)^2+2\cdot\frac{b_f*t_f^3}{12}+\frac{t_{sp}*h_m^3}{12}\cdot n_{sp} }$

I_x = 984468750 mm⁴

Hitung Section Modulus:

$\boxed{S_x = \frac{I_x}{\frac{d}{2}} }$

S_x = 6614895.83 mm³

Hitung Plastik Modulus:

$\boxed{Z_x = b_f \cdot t_f(d-t_f)+\frac{t_w \cdot h_m^2}{4}+\frac{t_{sp} \cdot h_m^2}{4}\cdot n_{sp} }$

Z_x = 28824375 mm³

Berat Bridge per meter:

w_ramp = A_total x ϒ_steel
w_ramp = 0.87 t/m

Pada titik tertentu, terlalu banyak axle line akan membebani balok jembatan karena terlalu terkonsentrasi area bentang jembatan tersebut. Saat mengangkut muatan besar di atas jembatan, multi axle trailer dapat diperpanjang, sehingga bobotnya tersebar pada jarak yang lebih jauh namun dalam kasus diatas 8 axle line diatas jembatan mesti dihitung untuk mengetahui berapa Moment Maksimumnya, Tegangan Gesernya, dan Ledutan.

Kriteria Ledutan:

Berdasarkan AISC Δallow = L/180, jika panjang span jembatan adalah 12m = 66.67 meter

Hitung 8 roda axle line diatas span jembatan dengan asumsi 3 roda akan berada ditas beam dengan lebar 1.8m, atau setiap 1.8m beam akan menerima beban dari 3 roda SPMT seperti gambar dibawah ini.

Hitung Beban Maksimum diatas Ramp Bridge

Jika load per roda = 5.22 ton dan ditambahkan dengan dynamic load sehingga menjadi 6 ton per roda maka Moment maksimum Portable bridge tersebut dapat dihitung dengan menggunakan formula:

$\boxed{M_{max}= R_a \cdot\left(a+\frac{n_b \cdot b}{2} \right)-P \cdot IMF \cdot(3.5b + 2.5b+1.5b+0.5b)-w_{ramp} \cdot \frac{\left(\frac{n_a \cdot n + n_b \cdot b}{2} \right)^2}{2}}$

dimana:

Jarak antara Axle Line pertama dan terakhir (a = 440 mm)
Jumlah Space (n_a = 2)
Jarak per Axle Line (b = 1400mm)
Jumlah Space antar axle line dari 1 – 8 ada (n_b = 7)
Dynamic Load Allowance (IMF = 1.15)
Beban per Roda Axle (L_pw = 6 ton) meskipun aktualnya kurang dari 6 ton
Bentang Ramp Bridge = n_a x a + n_b x b (Span = 10.68 meter)
Panjang Bridge (L_ramp = 12 meter)

Hitung Reaksi dimasing masing Support Ramp Bridge:

$\boxed{R_a = \frac{8P \cdot IMF + w_{ramp} \cdot (2a + 7b)}{2}}$

Maka:

R_a = 87.47 Ton
Moment Maksimum M_max= 222.97 ton.meter

Shear Maksimum:

$\boxed{V_{max} = \frac{8P \cdot IMF + w_{ramp} \cdot (n_a \cdot a + n_b \cdot b)}{2}}$

V_max = 87.47 ton

Dengan demikian maka dapat dihitung:

Nominal Bending Strength Mn_ramp = F_y x Z_x = 78.97 ton.meter
Safety Factor untuk Bending biasanya Ω_M = 1.67 (AISC)
Kekuatan Bending yang ada adalah Ma_ramp= Mn_ramp/ Ω_M= 436.49 t.m

Begitu juga dicek untuk Nominal Shear Strength-nya jika h_m / t_w < 2.24 x √ (E_s / F_y) maka menggunakan 1.5, jika tidak menggunakan Ω_V = 1.67 dimana:

Shear Strength Vn_ramp = 0.60 x F_y x h_m x (t_w + n_sp x t_sp)
Vn_ramp = 325.47 ton
Available Shear Strength Va_ramp = Vn_ramp / Ω_V

Kesimpulan

Dari perhitungan diatas maka kekuatan bending ramp bridge M_max < Ma_ramp → OK
Adapun untuk Shear Strength V_max < Va_ramp → OK
Ramp Bridge diatas sudah cukup kuat untuk menahan beban diatasnya

Semoga bermanfaat

About Post Author

alvinburhani

Simple, relax, easy going, maybe patient, quiet, sympathetic, maybe kind, always keep emotion hidden, and does not get upset easily. Easy to get along with, I'm a good lister, compassionate and concern, peaceful and agreeable, and normally I avoid conflicts.

alvinburhani@gmail.com

http://alvinburhani.net

Happy

0 %

Sad

0 %

Excited

100 %

Sleepy

0 %

Angry

0 %

Surprise

0 %

About The Author

alvinburhani

Simple, relax, easy going, maybe patient, quiet, sympathetic, maybe kind, always keep emotion hidden, and does not get upset easily. Easy to get along with, I’m a good lister, compassionate and concern, peaceful and agreeable, and normally I avoid conflicts.

See author's posts

Tags: portable bridge ramp bridge