Perpustakaan Digital ITB

Indonesia terletak di kawasan Cincin Api Pasifik, yang dikenal sebagai salah satu wilayah paling rawan gempa di dunia. Dengan banyaknya lempeng tektonik yang bertemu di sekitar Nusantara, gempa bumi adalah ancaman yang terus-menerus mengintai, baik di daratan maupun di bawah laut. Kondisi ini membuat pembangunan infrastruktur, terutama jembatan, memerlukan perhatian khusus terhadap analisis dan desain yang tahan gempa. Jembatan harus dirancang dengan mempertimbangkan potensi pergeseran lempeng, dan intensitas gempa untuk memastikan keselamatan pengguna dan keberlanjutan struktur. Penelitian ini hadir untuk melihat, mempelajari dan mengevaluasi terkait perilaku jembatan eksisting terhadap kondisi regulasi terbaru dan kondisi gempa terbaru yang berlokasi di Indonesia terutama di Kalimantan Barat. Studi kasus penelitian ini akan dilakukan pada Jembatan Tayan. Jembatan Tayan merupakan jembatan struktur rangka baja menerus yang berlokasi di Kabupaten Sangau, Provinsi Kalimantan Barat. Evaluasi jembatan Tayan dilakukan secara numerik menggunakan software Midas Civil dengan menggunakan 3 metode evaluasi seismik yaitu Respon Spektra Analisis, Non Linear Static Pushover, dan Non Linear Time History Analysis. Hasil dari ketiga metode akan dibandingkan untuk mendapat komparasi level kinerja. Hasil evaluasi modal analisis akan dibandingkan dengan modal hasil loading test yang telah dilakukan pada Jembatan Tayan paska dibangun. Hal ini dilakukan untuk memvalidasi model numerik, sesuai dengan kondisi struktur asli. Jembatan Tayan dievaluasi dengan peraturan-peraturan terbaru, antara lain SNI 1725:2016 terkait peraturan perencanaan jembatan terhadap gempa, SNI 2833:2016 terkait peraturan perencanaan jembatan terhadap gempa, dan Peta Sumber dan Bahaya Gempa tahun 2017. Selain peraturan tersebut, penelitian ini akan menilai struktur jembatan berdasarkan FHWA Seismic Retrofitting Manual for Highway Structures : Part 1 – Bridges tahun 2006. Evaluasi terhadap kapasitas, serviceability dan juga kinerja Jembatan Tayan terhadap beban rencana. Hasil validasi modal analisis menunjukkan model numerik memiliki mode dominan yang sama dengan hasil uji beban dan model rencana, yaitu pada mode pertama. Periode natural model rencana 0.437 detik, model numerik 0.431 detik, dan hasil uji beban 0.400 detik dengan deviasi periode model numerik terhadap model rencana sebesar 1.23%. Modal mass participation (MMPR) model rencana sebesar 29.65% dan Model numerik 25.62% memiliki deviasi sebesar 4.03%. Dari perbandingan tersebut didapatkan perbedaan nilai <10%, sehingga dapat dikatakan model sudah menyerupai kondisi eksisting Jembatan Tayan. Respon spektrum analisis berdasarkan data Peta Gempa 2017, nilai Sds pada lokasi Jembatan Tayan, Kalimantan Barat mengalami peningkatan signifikan dari 0.019 g (Peta Gempa 2010) menjadi 0.324 g. Hasil analisis spektrum respons menunjukkan bahwa demand capacity ratio maksimum mencapai 1.110 yang mengindikasikan beberapa elemen terutama pada elemen bracing diagonal belum memenuhi batasan yang disyaratkan SNI 2833:2016 sehingga perlu evaluasi lebih lanjut untuk mengetahui kapasitas struktur dengan analisis non-linear. Analisis pushover dilakukan dengan dua metode pembebanan sesuai dengan FEMA 440, yaitu beban terbagi rata dan beban modal. Nilai drift ratio didapatkan hasil 0.116% untuk beban terbagi rata dan 0.508% untuk beban modal. Nilai tersebut lebih rendah dari 1% sehingga berdasarkan kriteria desain NCHRP 440 menunjukkan bahwa Jembatan Tayan berada dalam kondisi “Fully Operational”. Demand capacity ratio dengan beban modal didapatkan nilai 0.84, lebih tinggi dibandingkan dengan beban terbagi rata sebesar 0,65. Nilai DCR dari hasil non linear pushover analysis lebih rendah dibandingkan dengan DCR dari hasil analisis respon spectra. Untuk metode beban modal, elemen yang memiliki demand capacity ratio tertinggi berada pada elemen bracing diagonal, seperti pada analisa respon spektra. Akan tetapi, untuk metode beban modal elemen yang memiliki demand capacity ratio tertinggi berada pada elemen cross girder. Elemen bracing diagonal memiliki demand capacity ratio yang sedikit dibawahnya. Non Linear Time History Analysis yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan 7 rekaman percepatan sesuai dengan SNI 2833-2016 dan AASHTO LRFD 2020. Nilai dari ke-7 ground motion yang sudah dilakukan spectral matching di aplikasikan untuk mendapat hasil respon struktur yang kemudian di rata – rata. Nilai Drift ratio rata – rata dari 7 ground motion didapatkan nilai 0.248% sehingga masih lebih rendah dari 1% dan berada dibawah hasil respon spektra. Nilai drift ratio non linear time history analysis berada diantara nilai pushover beban modal dan beban terbagi rata. Berdasarkan kriteria desain NCHRP 440, nilai drift ratio tersebut menunjukan bahwa Jembatan Tayan masih berada dalam kondisi “Fully Operational”. Demand capacity ratio rata – rata berdasarkan Non Linear Time History Analysis didapatkan nilai 0.65. Nilai tersebut lebih rendah dari metode respon spectra dan pushover. Elemen yang memiliki demand capacity ratio tertinggi berada pada elemen bracing diagonal, seperti pada analisa respon spectra dan nonlinear push over dengan metode beban modal. Dari serangkaian evaluasi yang dilakukan, nilai drift ratio dan demand capacity ratio yang diperoleh dari analisis pushover dan non-linear time history lebih rendah dibandingkan dengan respon spektrum analisis. Hal ini terjadi karena evaluasi pushover dan non linear time history merupakan analisis non linear. Evaluasi level kinerja dari analisis pushover dan non linear time history menunjukkan bahwa peningkatan beban gempa di lokasi Jembatan Tayan, Kalimantan Barat masih dalam kategori “Fully Operational”, sehingga tidak diperlukan upaya retrofit untuk Jembatan Tayan.