ANALISIS DEFORMASI JEMBATAN SURAMADU AKIBAT .1 ANALISIS DEFORMASI JEMBATAN SURAMADU AKIBAT PENGARUH

  • View
    236

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of ANALISIS DEFORMASI JEMBATAN SURAMADU AKIBAT .1 ANALISIS DEFORMASI JEMBATAN SURAMADU AKIBAT PENGARUH

1

ANALISIS DEFORMASI JEMBATAN SURAMADU AKIBAT PENGARUH ANGIN

MENGGUNAKAN PENGUKURAN GPS KINEMATIK

Lysa Dora Ayu Nugraini, Eko Yuli Handoko, ST, MT

Program Studi Teknik Geomatika, FTSP ITS-Sukolilo, Surabaya 60111

Email : gm0712@geodesy.its.ac.id

Abstrak

Deformasi merupakan salah satu faktor yang harus diperhitungkan dalam rangka

monitoring struktur kesehatan jembatan Suramadu. Vibrasi yang terjadi akibat pengaruh berbagai

beban dinamik pada jembatan baik beban hidup atau beban mati seperti beban dinamik angin,

menjadi salah satu faktor penyebab terjadinya deformasi lateral. Apabila vibrasi tersebut terjadi

secara berlebihan dan terakumulasi dalam jangka waktu tertentu, maka akan menyebabkan

kerusakan pada struktur jembatan.

GPS merupakan sebuah teknologi penentuan posisi dengan keakuratan penentuan posisi

yang tinggi. Pengamatan perubahan posisi sebuah titik pada jembatan yang didapatkan melalui

pengukuran GPS kinematik dapat digunakan sebagai analisis mengenai vibrasi yang terjadi pada

jembatan Suramadu.

Hasil pengukuran GPS yang dilakukan pada penelitian ini tidak mendapatkan akurasi yang

tinggi dikarenakan kesalahan dan bias akibat kabel penyangga menara jembatan disekeliling

lokasi penempatan GPS yang tidak bisa dihindari. Outliers yang merupakan efek dari bias dan

kesalahan memberikan pengaruh pada perhitungan pergeseran posisi jembatan. Outliers yang

kecil pada pengukuran bulan Januari 2011 membuat pergeseran posisi lateral < 5 cm. Sedangkan

outliers yang besar pada pengukuran bulan Mei 2011 dengan nilai outliers hingga satuan meter,

mengakibatkan perhitungan perubahan posisi lateral Jembatan Suramadu bernilai > 5 cm.

Moving Average filter merupakan sebuah metode yang digunakan untuk mereduksi noise akibat

kondisi pengukuran yang terjadi sehingga didapatkan pola vibrasi Jembatan Suramadu.

Kata kunci : Deformasi, Jembatan Suramadu, GPS, Moving Average

PENDAHULUAN

Jembatan Suramadu merupakan jenis

jembatan gantung (jembatan Cable Stayed)

dengan struktur bangunan yang dirancang

mampu bertahan hingga lebih dari seratus

tahun kedepan (Suangga dan Subagyo,

2008), sehingga untuk dapat mencapai target

life-time (usia teknis) tersebut perlu

dilakukan monitoring serta perawatan

terhadap struktur bangunan jembatan.

Banyak faktor yang perlu diperhatikan

dalam rangka mempertahankan dan

memonitoring kondisi struktur jembatan

suramadu, salah satunya adalah deformasi

jembatan. Salah satu faktor yang

mempengaruhi deformasi jembatan adalah

beban dinamik angin yang melintas di

jembatan. Untuk jembatan bentang panjang

seperti jembatan Cable Stayed Suramadu,

pengaruh beban dinamik angin sangat

berperan dalam menentukan kestabilan dari

struktur jembatan. Beban dinamik angin

yang menyebabkan vibrasi lateral adalah

parameter yang diukur untuk mengetahui

pola getar dari badan jembatan tersebut.

Dengan adanya informasi mengenai

kecepatan yang melintas di Jembatan

Suramadu maka dari studi ini diharapkan

dapat dijadikan sebagai deteksi awal

perubahan struktur jembatan untuk

mendukung pencapaian target life-time

jembatan tersebut dan upaya

pemeliharaannya.

RUMUSAN MASALAH

Rumusan masalah yang akan dibahas dalam

tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Bagaimanakah pengaruh angin terhadap deformasi pada Jembatan Suramadu ?

b. Berapakah besar nilai deformasi Jembatan Suramadu akibat pengaruh angin ?

BATASAN MASALAH

Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah :

a. Analisis deformasi Jembatan Suramadu khususnya pada pylon bentang tengah

mailto:gm0712@geodesy.its.ac.id

2

jembatan terhadap posisi horizontal yaitu

koordinat X dan Y dengan lama pengamatan

selama 12 jam

b. Pengukuran yang dilakukan menggunakan metode GPS kinematik.

c. Parameter angin yang diukur adalah kecepatan angin yang melintasi bentang

tengah Jembatan Suramadu pada waktu yang

bersamaan dengan pengukuran GPS.

TUJUAN

Tujuan yang ingin dicapai dalam judul tugas

akhir ini adalah melakukan analisis pengaruh

angin terhadap deformasi Jembatan

Suramadu melalui pola getar (vibrasi) dan

pergeseran posisi jembatan

METODOLOGI

Pelaksanaan penelitian berlokasi di

Jembatan Suramadu tepatnya pada bagian

jembatan utama (main bridge) Suramadu. Secara

geografis lokasi ini berada di 7113LS

dan 1124648BT.

Gambar 1. Lokasi Penelitian

Data dan Peralatan

1. Data 1.1 Data Primer

Data pengamatan GPS tanggal :

a. 1 Januari 2011 pukul 18.00 BBWI sampai 2 januari 2011 pukul 06.30

BBWI

b. 12 Mei 2011 pukul 16.00 BBWI sampai 04.00 BBWI

c. 13 Mei 2011 pukul 12.00 BBWI sampai 18.00 BBWI

1.2 Data Sekunder Data sekunder yang digunakan dalam

penelitian ini adalah data angin yang

berhembus disekitar selat Madura,

khususnya yang melintasi Jembatan

Suramadu pada :

- Tanggal 1 Januari 2011 didapat dari

stasiun BMKG Perak II Surabaya

dengan koordinat geografis 71220

LS dan 112448 BT.

- Tanggal 12 Mei 2011 diambil langsung

diatas jembatan Suramadu pada pukul

16.00 BBWI sampai 04.00 BB WI

- Tanggal 13 Mei 2011 diambil langsung diatas jembatan Suramadu pada pukul

12.00 BBWI sampai 18.00 BBWI

2. Peralatan Peralatan yang digunakan dalam

penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Tahap Pengambilan Data a. GPS Geodetik Topcon yang

berfungsi sebagai rover. Lokasi

Titik GPS 1 bentang tengah

Jembatan Suramadu kabel nomor 3

dari pylon sisi Surabaya, Lokasi

Titik GPS 1 bentang tengah

Jembatan Suramadu kabel nomor 3

dari pylon sisi Madura.

b. GPS Topcon GB 1000 yang dipasang di lantai 4 gedung Teknik

Geomatika ITS Surabaya berfungsi

sebagai titik tetap (titik Referensi)

dengan koordinat 71647,95026

LS dan 1124740,63867 BT, dan

47,951 m diatas ellipsoid WGS 84.

c. Anemometer 2. Tahap Pengolahan Data

a. Perangkat Keras ( Hardware) - Personal Computer (PC)

b. Software - Topcon Tools - Matlab 7.0

Metodologi Pengukuran GPS

Pada penelitian ini untuk mendapatkan

pola getar jembatan suramadu digunakan

metode pengukuran GPS Kinematik. Untuk

menghindari kesalahan dan bias pengukuran,

digunakan metode pengukuran triple

difference dengan batas penerimaan sinyal

satelit 15 dan frekuensi pengukuran 0,2 Hz.

Lokasi

Penelitian

Lokasi

Pengukuran

Gambar 2. Bentang Tengah Jembatan

Suramadu

http://toolserver.org/~geohack/geohack.php?language=id&pagename=Jembatan_Nasional_Suramadu&params=7_11_3_S_112_46_48_E_http://toolserver.org/~geohack/geohack.php?language=id&pagename=Jembatan_Nasional_Suramadu&params=7_11_3_S_112_46_48_E_http://toolserver.org/~geohack/geohack.php?language=id&pagename=Jembatan_Nasional_Suramadu&params=7_11_3_S_112_46_48_E_

3

Diagram alir pengolahan data

Adapun diagram alir pengolahan data adalah sebagai berikut :

GPS Rover titik GPS1

dan GPS2 Base StationSP3 GPS week

1616 dan 1635

Raw Data

Pengukuran 1 Januari,

12 Mei dan 13 Mei 2011

Post-Processing

Koordinat (X,Y) Hasil Pengukuran titik

GPS 1 dan GPS 2 Pengukuran 1

Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

+.KX-.K

Perhitungan Toleransi 95% Ketidakpastian

Koordinat (X,Y) Pengukuran 1 Januari, 12

Mei dan 13 Mei 2011

Plotting Koordinat (X,Y) Titik GPS1 dan GPS2

Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

95% Ketidakpastian

Cek Outliers

koordinat (X,Y)

Moving Average

Filter

Pola Koordinat 2 Titik GPS1 dan

GPS2 Pengukuran 1 Januari, 12

Mei dan 13 Mei 2011

Perhitungan Pergeseran Koordinat Jembatan

Koordinat (X,Y) Titik GPS1 dan GPS2

Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Pola Getar Jembatan Suramadu dan nilai

Pergeseran Posisi (X,Y) Jembatan Terhadap Rata-

Rata Koordinat (X,Y) Jembatan titik GPS1 dan GPS2

Pengukuran 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Pola Koordinat 1 titik GPS1 dan

GPS2 Pengukuran 1 Januari,

12 Mei dan 13 Mei 2011

Eliminasi

Perhitungan Korelasi Koordinat

Pergeseran Jembatan Pengukuran 1

Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Terhadap Beban Dinamik Angin Tanggal

1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Data Kecepatan Angin 0,017 Hz

tanggal 1 januari, 12 Mei dan 13

Mei 2011

Ekstraksi Nilai Kecepatan Angin

Menjadi Vektor (X,Y)

Interpolasi Kecepatan

Angin Menjadi 0,2 Hz

Vektor

Kecepatan

Angin (X,Y)

0,2 Hz

Nilai Pergeseran Koordinat Jembatan

Koordinat (X,Y) Akibat Beban Dinamik Angin

Tanggal 1 Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011

Nilai Korelasi Koordinat

Pergeseran Jembatan Dengan

Beban Dinamik Angin Tanggal 1

Januari, 12 Mei dan 13 Mei 2011