Prasanti Widyasih Sarli, S.T., M.T., Ph.D.

Video ini membahas aplikasi gaya dalam pada struktur jembatan di Swiss. Christian Mann, seorang insinyur hebat dari Swiss, menggunakan inovasi beton prategang dalam desain jembatan Valsenau untuk mengatasi momen besar saat konstruksi. Sementara itu, robot milat, mentor Mann, menciptakan desain jembatan efisien dengan bentuk hollow box yang mengurangi kebutuhan material. Salginatobel Bridge, karya Robert Mylott, menampilkan desain jembatan mengikuti diagram gaya dalam, menunjukkan keoptimalan struktur. Konsep desain yang ekonomis dan estetis menjadi tujuan bagi insinyur yang mahir seperti Mann dan Mylott.

Oke, sampai saat ini berarti kalian sudah bisa mencari reaksi gaya dalam yang ada di dalam struktur kita

Tapi mungkin banyak di antara kalian yang masih berpikir sebetulnya apa sih dampak dari gaya dalam ini pada suatu kasus yang real.

Jadi kemarin ini saya sudah mengajak kalian jalan-jalan ke New York untuk melihat karya-karya dari Aman

dan juga saya sudah mengajak kalian jalan-jalan ke UK untuk melihat salah satu masterpiece yang lain.

Sekarang untuk memperdalam pemahaman kita tentang gaya dalam, saya akan mencoba mengajak kalian jalan-jalan ke Swiss.

Nah di sini, Swiss itu mungkin kita familiar dengan banyak sekali film-film yang sekarang settingnya di Swiss.

Misalnya ini ada Crash Landing on You yang mana di ujungnya itu mereka ketemunya di Swiss.

Alasan utama kenapa mereka bertemu di Swiss, karena Swiss itu indah dengan banyak sekali pegunungan.

Tapi dengan adanya pegunungan itu, ternyata Swiss itu termasuk salah satu negara dengan intensitas jembatan yang juga sangat banyak untuk menjembatani gunung-gunung tersebut.

Sehingga kita bisa lihat ini dengan sinar yang sangat baik, juga selalu biasanya akan ada jembatan-jembatan.

Nah dengan suasana seperti inilah, sebetulnya ada dua inginir yang sangat-sangat hebat yang lahir dari latar belakang Swiss yang penuh pegunungan tersebut.

Kita akan berkenalan dengan mereka satu-satu.

Nah karya-karya beliau itu memang luar biasa, ini saya akan tunjukkan misalnya Reichenau Bridge.

Lalu juga ini bisa lihat betapa cantik dan tipisnya jembatan ini.

Dan saya ingin mencoba menjelaskan melalui salah satu perspektif gaya dalam mengapa Christian Mann ini kita sebut sebagai seorang inginir yang hebat.

Nah disini ada salah satu misalnya jembatannya adalah Valsenau Bridge.

Jembatan ini luar biasa karena span yang dia miliki itu sangat lebar pada masa itu.

Jadi saat dibangun ini dia berhasil membuat main span sebesar 156 meter, itu sangat-sangat panjang.

Dan pada saat kita membuat jembatan seperti ini biasanya kita membuatnya dengan cara seperti yang bisa kalian lihat di layar ini.

Kita akan pertama mulai dari tower, lalu kita akan mengereksi jembatan tersebut pelan-pelan ke kiri dan ke kanan seperti yang bisa kalian lihat.

Jadi walaupun jembatan setelah dia jadi itu nanti bentuknya akan tertutup ya maksudnya betul-betul menjadi suatu jembatan yang mungkin bentuknya akan seperti ini.

Tapi pada saat pembangunan dia itu sebetulnya betul-betul seperti cantilever.

Jadi sangat mungkin jembatan itu justru mengalami gaya dalam terbesarnya bukan pada saat dia sedang melayani tapi justru pada saat kita melakukan konstruksi.

Dalam hal ini berarti kita harus mempunyai span karena main spannya itu adalah 159 meter, berarti selama hampir mendekati 78 meter dari span ini dia akan berdiri sebagai cantilever, itu kan panjang yang sangat besar.

Kalau misalnya kita lihat dari gaya dalamnya misalnya hanya akibat dari deadload dari span itu sendiri, kita bisa lihat biasanya gesernya itu adalah fungsi dari deadloadnya keynya itu beban meratanya dikali dengan panjangnya L dan tentu momennya pun adalah fungsi dari itu jadi key dikali dengan L2 jadi semakin panjang span dari cantilever ini maka semakin besar juga bahkan besarnya itu sampai kwadrat.

Dari span kita jadi artinya semakin besar semakin panjang cantilever kita maka momen yang terjadi di sini akan menjadi sangat-sangat besar.

Nah itu bagaimana kita mencoba mengatasi momen tersebut dalam konteksnya Christian Mann pada saat dia membuat jembatan Valsenau ini yang dia mulai bereksperimentasi saat itu dengan beton prategang.

Jadi di situ dia menggunakan tegangan tambahan dengan kita jacking di sini kita kasih tegangan supaya kita nambahin kapasitas momennya di sini tanpa kita harus menambah terlalu tebal penampang dari jembatan kita.

Ini adalah suatu inovasi yang beliau kembangkan semasa hidupnya saat ini penggunaan beton prategang sudah menjadi suatu yang sangat standar tapi beliau adalah yang memulai penggunaan ini secara kurang lebih masif dan juga menunjukkan bahwa teknologi ini bisa dipergunakan untuk jembatan-jembatan yang sangat panjang.

Tapi selain dari itu kalau kita melihat karya beliau lain yang juga merupakan masterpiece dari beliau kita bisa melihat ini adalah Gunter Bridge ini masalah selera ya ada orang yang suka dengan jembatan ini ada yang tidak.

Gunter Bridge itu bentuknya kalau kita bisa lihat dia cukup aneh tapi sebetulnya logikanya sama.

Jadi kalau misalnya sekarang kita mempunyai suatu jembatan yang tadi pada saat pembangunannya sebetulnya merupakan sebuah cantilever tentunya semakin panjang spannya maka semakin besar momen yang akan terjadi di sini.

Dalam hal Gunter Bridge main span dari jembatan ini adalah sekitar 570 feet jadi mungkin kalau misalnya kita lihat ini memang dia sangat besar ya spannya sehingga tentunya kalau kita mau membuat jembatannya jadi sangat-sangat mahal alias si balok ini harus menjadi sangat-sangat tebal

untuk bisa meng-counter momen yang terjadi akibat dari cantilever tersebut.

Sehingga akhirnya solusi dari Christian men dalam konteks ini dia membuat dia walaupun ini ada tower gitu ya dia membuat ada satu kabel tambahan walaupun kabelnya ini dia tanam di dalam suatu beton betulang

yang sebetulnya fungsinya adalah untuk sebagai bantuan untuk mengurangi nilai momen yang terjadi di sini.

Sehingga kalau misalnya kalian perhatikan deck dari Gunter Bridge ini tetap sangat-sangat tipis jadi walaupun kita mempunyai suatu jembatan yang spannya sangat panjang dia tetap bisa ekonomis dengan solusi yang dia tawarkan dalam bentuk seperti ini.

Jadi ini sebetulnya menunjukkan suatu filosofi desain yang diusulkan oleh Christian men yang menurut saya cukup menarik.

Jadi dia bilang dalam kita membuat suatu desain ibaratnya tuh ini tuh seperti apa kalau misalnya kita mau mengirimkan bidik gitu misalnya saya mau membidik dengan dart gitu ya misalnya ini adalah sesuatu yang saya mau lempar gitu ke sini gitu ya.

Maka jika saya bisa memenuhi safety atau struktur saya itu aman dan juga bisa melayani dengan baik ibaratnya saya sudah membidik kurang lebih di sekitaran sini.

Jadi it's quite good tapi not perfect gitu ya.

Seandainya saya juga apa yang saya desain itu juga ekonomis jadi dia misalnya ada di sini maka saya lebih mendekati kesempurnaan gitu.

Tapi yang terakhir dia bilang struktur yang lebih baik lagi itu juga di akhir bisa menunjukkan suatu estetika yang cukup menarik juga sehingga nanti dia baru ini adalah suatu struktur yang sempurna.

Jadi kalau misalnya nanti kalian sebagai injenir biasanya di dalam belajar apalagi pada level sarjana sebetulnya kalian baru akan belajar untuk mendesain dalam konteks sesuatu yang safe,

sesuatu yang aman gitu dan juga pasti harus bisa melayani sesuai dengan fungsi dari struktur tersebut.

Tapi nanti setelah kalian sudah lulus mungkin anda berkecimpung sebagai injenir maka pelan-pelan anda akan mulai belajar untuk lebih ekonomis dalam desain,

tidak berlebih-lebihan tapi mendesain sesuatu yang optimum.

Tapi kalau anda sudah lebih jago lagi pada satu ketika nanti mungkin anda bisa juga seperti Christian Mann mulai berpikir bagaimana desain anda itu estetis.

Nah ini adalah bull's eye-nya, design goal dari seorang injenir yang kawakan menurut Christian Mann.

Tapi Christian Mann itu sebetulnya hanyalah satu murid dari injenir yang lebih luar biasa lagi.

Ini mungkin kalian bisa lihat foto-foto dari Gunter Bridge milik Christian Mann memang sangat estetik dan indah, tergantung selera tentunya.

Nah Christian Mann sebetulnya adalah murid dari seorang injenir yang kita sebut sebagai robot milat.

Jadi robot milat ini adalah injenir yang luar biasa, dia mendidik banyak sekali juga menjadi inspirasi dari banyak sekali injenir setelah itu.

Nah mungkin saya akan menjelaskan beberapa dan beberapa logika desain yang dimulai melalui beliau.

Disini saya ada jembatan Stauffach Bridge yang spannya 40 kilometer dan disini bisa anda lihat bahwa jembatan ini mungkin terlihat seperti jembatan biasa.

Tapi sebetulnya sistem jembatan di dalamnya ini merupakan sistem jembatan pelengkung tiga sendi yang sudah kita bahas.

Dan seperti yang kita sudah ketahui jika kita menggunakan sistem pelengkung tiga sendi maka momen di sendi di tengahnya itu akan menjadi nol.

Akhirnya berarti kita bisa mereduksi kebutuhan kita di sana.

Nah yang dilakukan oleh robot milat itu adalah pertama pada saat awal dia mendesain Stauffach Bridge dia masih menggunakan model yang sederhana seperti ini.

Jadi kita bisa lihat luas area yang dimark dengan warna merah ini adalah luas area yang dibutuhkan untuk menampung gaya dalam yang terjadi di situ.

Tapi habis itu pada saat dia mulai mendesain jembatan-jembatan yang lanjut misalnya Zuhoose Bridge itu dia mulai bereksperimentasi bagaimana jika plat dari jembatan ini

deck jembatan ini walaupun luasan area nya itu sama tapi saya bikin lebih tinggi.

Jadi kita punya jembatan dengan bentuk yang hollow box tengahnya itu benar-benar kosong tapi dia punya ketinggian.

Ternyata dengan inovasi ini yang dilakukan oleh robot milat dia bisa mendapatkan kekuatan jembatan yang bahkan 5 kali lebih dibanding jembatan yang sebelumnya

hanya dengan dia membuat suatu bentuk penampang yang berbeda.

Jadi dengan begitu dia tentunya bisa mengurangi juga kebutuhan dari material yang dipakai di jembatan sehingga juga bisa mereduksi biaya dari jembatan tersebut.

Nah ini setelah itu dia juga melihat jembatan ini dengan logika seperti ini dia coba aplikasikan di berbagai macam tempat termasuk di Zuhoose Bridge yang tadi

dan dia melihat kalau setelah berapa lama ternyata di sisi-sisi dari jembatan tersebut akan terjadi adanya retak.

Nah disini tentunya masyarakat yang menggunakan jembatan itu mengalami kepanikan karena adanya retak-retak tersebut.

Tapi setelah milat mengecek dia melihat tidak ada masalah sama sekali karena retak pada lokasi itu sebetulnya tidak memberikan tambahan kekuatan terhadap jembatan.

Akhirnya di berikutnya pada desain-desain yang selanjutnya dia akhirnya membuat bolong pada area-area ujung dari jembatan

karena disitu dia lihat tidak ada kebutuhan adanya material sehingga bentuk jembatannya menjadi ompong seperti yang teman-teman lihat seperti ini.

Nah disini akhirnya dia mulai membuat jembatan-jembatan dengan inovasi misalnya Tavanasa Bridge

lalu juga kita bisa lihat walaupun Tavanasa Bridge akhirnya roboh dan juga jembatan-jembatan yang bergerak dari sana

dan ini mungkin kalau kalian lihat sekarang sepertinya sesuatu yang sudah umum dan lumrah

tapi sebetulnya saat itu merupakan suatu inovasi yang luar biasa karena logika mendesain menggunakan beton sama sekali berbeda dengan menggunakan material yang sebelum ini.

Lalu dari situ yang menarik adalah saat kita meninjau Salginatobel yang merupakan masterpiece dari Robert Mylott

karena ternyata Salginatobel itu bentuk dari jembatannya mengikuti diagram gaya dalam yang dimiliki oleh jembatan tersebut.

Jadi untuk kita melihat disini saya sudah melakukan perhitungan sebelumnya

tapi tentunya kalian welcome untuk mencoba sendiri melakukan perhitungan ini karena cukup mudah untuk dilakukan.

Jadi disini kita lihat proses desainnya anggaplah kita punya sebuah parabola dengan ukuran spannya 100 meter dengan tinggi 15 meter

kalian bisa bikin fungsi dari parabolanya menggunakan hubungan-hubungan yang sudah saya sertakan juga disini

dan disini saya sudah bikin ini adalah bentuk parabola dari kebutuhan span dari Salginatobel.

Lalu dari situ yang dilakukan oleh Robert Mylott dia coba mengimajinasikan apabila saya memberikan dead load hanya pada setengah dari jembatan

lalu dead load ini dia ibaratkan menjadi sebuah resultan P gitu ya.

Nah ternyata jenis diagram gaya dalam yang akan terjadi itu seperti yang bisa kalian lihat di layar

jadi nanti kita punya puncak di kurang lebih di seperempat dari part ini dan juga nanti dia akan menjadi negatif di setengah dari jembatannya.

Nah ini dia lakukan untuk dua kasus berarti untuk P di seperempat jembatan sebelah kiri dan P di seperempat jembatan sebelah kanan

dan ini kedua diagram gaya dalam ini dia superposisikan seperti yang kita lakukan juga gitu ya.

Jadi dia superposisikan sehingga dia mendapatkan bentuk yang seperti kuping kucing seperti ini gitu ya.

Dan ini kalau misalnya kita lihat di dalam bentuk Salginatobelnya sendiri itu persis adalah shape dari Salginatobel.

Kenapa dia buat seperti ini? Karena bentuk seperti ini adalah bentuk yang paling optimum dalam menampung gaya dalam yang akan terjadi.

Karena kita bisa tahu persis bahwa ternyata gaya dalamnya terjadi paling maksimumnya ada di mana.

Jadi dia buat ketebalannya persis di tempat-tempat di mana gaya dalamnya itu adalah besar.

Sehingga ini yang bisa kita lihat jembatan Salginatobel ini pertama dia adalah efisien,

dia juga tetap menggunakan hollow box seperti dengan teknologi yang sebelumnya dia kembangkan

dan juga dia ekonomis karena dengan inovasi bentuk yang telah dia tunjukkan.