Gambar Jembatan
Latar Belakang
Sebuah jembatan di atas jalur air yang dapat dilayari harus memungkinkan perahu dan kapal melintasi jalurnya, biasanya dengan cukup tinggi untuk memungkinkan mereka berlayar di bawahnya. Terkadang tidak praktis untuk membangun jembatan yang cukup tinggi; misalnya, mungkin naik terlalu curam atau menghalangi pandangan tengara penting. Dalam kasus seperti itu, jembatan dapat dirancang sedemikian rupa sehingga dapat dengan mudah dipindahkan dari jalur untuk kapal yang terlalu besar untuk berlayar di bawahnya.
Jenis jembatan bergerak yang kebanyakan orang anggap sebagai jembatan tarik mirip dengan yang membentang parit kastil abad pertengahan. Secara teknis disebut "jembatan bascule" dari kata Perancis untuk jungkat-jungkit, mereka dapat membuka di satu ujung dan mengangkat ke satu sisi (daun tunggal) atau terbuka di tengah dan mengangkat ke kedua sisi (daun ganda). Jenis umum lain dari jembatan bergerak adalah rentang angkat vertikal, di mana bagian bergerak didukung di kedua ujungnya dan diangkat secara vertikal seperti lift. Jembatan yang dapat ditarik dibuat sehingga bentang yang dapat dipindahkan meluncur kembali di bawah bagian jembatan yang berdekatan. Jembatan ayun ditopang pada poros vertikal, dan bentang yang dapat digerakkan berputar secara horizontal untuk membuka jembatan.
Jembatan bergerak relatif jarang karena lebih mahal untuk dioperasikan dan dipelihara daripada jembatan stasioner. Mereka juga menghambat lalu lintas—di atas air saat ditutup dan di jalan raya atau jalur kereta api saat dibuka. Dari 770 jembatan yang menjadi tanggung jawab Departemen Transportasi Kota New York, 25 adalah jembatan yang dapat dipindahkan, termasuk setidaknya satu dari masing-masing dari empat jenis yang ditentukan di atas.
Sejarah
Beberapa jembatan gantung kuno dibangun, termasuk satu 4.000 tahun yang lalu di Mesir dan 2.600 tahun yang lalu di kerajaan Chaldean di Timur Tengah. Tapi mereka tidak umum digunakan sampai Abad Pertengahan Eropa. Pada akhir abad kelima belas, Leonardo da Vinci tidak hanya merancang dan membangun jembatan bascule tetapi juga menggambar rencana dan membangun model skala untuk jembatan ayun dan jembatan yang dapat ditarik.
Era modern konstruksi jembatan bergerak dimulai pada pertengahan abad kesembilan belas mengikuti perkembangan proses untuk memproduksi baja secara massal. Balok baja ringan dan kuat, bantalan baja tahan lama, dan mesin serta motor baja kuat.
Banyak jembatan bergerak yang saat ini digunakan di Amerika Serikat dibangun pada awal abad kedua puluh. Saat mereka sedang diperbaharui atau diganti, dua jenis perbaikan dapat dilakukan. Pertama, teknik desain yang lebih canggih dan material yang lebih kuat dan ringan memungkinkan jembatan baru dibangun lebih tinggi di atas air. Ini berarti kapal yang lebih besar dapat berlayar di bawahnya; akibatnya, tidak perlu membukanya sesering mungkin. Beberapa pengganti modern harus dibuka hanya seperempat hingga sepertiga seperti yang sering dilakukan pendahulunya. Kedua, beberapa jembatan baru dioperasikan secara hidrolik daripada digerakkan dengan mekanisme roda gigi.
Bahan Baku
Draw bridge dibuat terutama dari beton dan baja. Tujuh puluh lima ratus ton pendek (6.804 metrik ton) baja struktural dan 150.000 ton pendek (13.6080 metrik ton) beton digunakan di Jembatan Teluk Casco Jembatan imbang yang khas. di Portland, Maine; memiliki bukaan setinggi 360 kaki (10 nm) dan selesai pada tahun 1997.
Desain
Setiap jembatan imbang adalah struktur unik yang dirancang untuk lokasi dan kebutuhan lalu lintasnya yang khusus. Setidaknya ada setengah lusin konsep desain yang berbeda, tetapi yang paling umum adalah tipe bascule. Dalam jembatan berdaun ganda atau berdaun empat (jembatan berdaun ganda dengan daun terpisah untuk setiap arah lalu lintas kendaraan), setiap daun dapat dinaikkan dan diturunkan secara independen.
Energi yang dibutuhkan untuk menaikkan dan menurunkan daun bascule sangat berkurang dengan menyeimbangkan setiap daun dengan bobot kompak di sisi berlawanan dari poros poros (trunnion). Dalam berbagai desain bascule, penyeimbang ini mungkin ditempatkan di atas jalan raya dan dibiarkan berputar di bawah jalan raya saat jembatan dinaikkan, atau mungkin terletak di bawah jalan raya dan dibiarkan turun ke lantai dasar (seringkali jauh di bawah garis air) sebagai jembatan terbuka. Counterweight adalah kotak beton besar berisi ruang di mana batang logam berat dapat dimasukkan untuk mengubah berat dan distribusinya. Itu mungkin terletak berdekatan dengan trunnion atau, untuk daya ungkit yang lebih besar, diatur kembali beberapa yard (meter). Sebagai contoh, setiap pasang 500-ton (450-metrik-ton) daun di Jembatan Teluk Casco diimbangi dengan penyeimbang 800-ton (720-metrik-ton).
Selain daun dan penyeimbang, elemen utama lainnya dari jembatan bascule adalah trunnion dan mekanisme angkat. Trunnion baja tunggal dengan diameter hingga 10 kaki (3 m) dan panjang 65 kaki (20 m) atau lebih dapat digunakan untuk satu daun bentang bergerak; atau trunnion pendek yang terpisah dapat digunakan untuk setiap sisi setiap daun. Mekanisme pengangkatan biasanya berupa susunan roda gigi rack-and-pinion yang digerakkan oleh motor listrik.
Proses Pembuatan
Meskipun setiap instalasi berbeda, berikut ini adalah gambaran umum dari konstruksi jembatan bascule.
Dermaga
- 1 Jika tiang penyangga bascule akan ditempatkan di dalam air, cofferdam dibangun di sekitar lokasi untuk setiap dermaga. Panel baja diturunkan ke dalam air dan didorong ke dasar sungai untuk membentuk sebuah kotak. Seorang penggali kulit kerang A. Lubang dasar. B. Sistem spatbor. C. Dermaga jembatan. menghilangkan tanah di dalam cofferdam. Tiang pancang dimasukkan jauh ke dasar sungai untuk menopang berat dermaga dan daun bascule yang besar. Tiang pancang baja dapat didorong, atau tiang pancang beton bertulang dapat dituangkan ke dalam lubang bor. Bagian bawah cofferdam ditutup dengan lapisan beton. Air dipompa keluar dari cofferdam untuk menyediakan area kering untuk membangun dermaga.
- 2 Bekisting dibuat untuk membentuk pilar beton. Batang baja (rebar) diikat menjadi satu untuk membuat sangkar penguat yang dirancang dengan hati-hati untuk bagian dalam dermaga. Sangkar tulangan diturunkan ke posisinya di dalam cetakan. Formulir diisi dengan beton. Setelah beton mengeras, bekisting dihilangkan. Di sekitar garis air, lapisan pelindung dari bahan tahan erosi, seperti granit, dapat dipasang ke dermaga. cofferdam dihapus.
- 3 Sebuah spatbor dapat dibangun di sekitar dermaga untuk melindunginya dari serangan kapal yang menyimpang. Misalnya, di Jembatan Casco, silinder beton besar didirikan di hulu dan hilir dari setiap dermaga untuk menopang ujung spatbor baja. Spatbornya dilapisi plastik licin untuk membelokkan benturan kecil. Di bawah benturan yang lebih berat, spatbor dapat membelok terhadap bumper karet dan, jika perlu, terhadap kotak beton berlubang yang dapat dihancurkan yang akan menjaga benturan agar tidak merusak dermaga itu sendiri.
Daun bascule
- 4 Satu atau lebih trunnion dipasang pada penyangga di dalam pier.
- 5 Sebuah counterweight dibangun dan ditempatkan di dalam dermaga.
- 6 Penggerak roda gigi dan/atau mekanisme pengangkatan hidraulik dipasang di dermaga.
- 7 Dua balok samping dibangun untuk bagian tumit dari setiap daun jembatan. Bantalan trunnion dipasang pada bukaan di setiap gelagar. Gelagar dapat dilengkapi dengan roda gigi yang akan menyatu dengan mekanisme pengangkatan, atau dapat dilengkapi dengan dayung yang dapat didorong oleh ram hidrolik.
- 8 Kedua gelagar samping diangkat ke dermaga dan digeser melewati ujung trunnion. Bagian tumit dilengkapi dengan palang yang menghubungkan dua balok samping. Penyeimbang melekat pada bagian tumit.
- 9 Gelagar memanjang tambahan dapat diangkat ke posisinya di antara gelagar samping dan dipasang pada bagian tumit. Penahan baja dipasang di antara gelagar samping dan gelagar memanjang lainnya. Saat potongan ditambahkan ke daun, jumlah berat yang sesuai juga harus ditambahkan ke penyeimbang untuk menjaga stabilitas. Ini sangat penting jika jembatan sedang dibangun dalam posisi tertutup dan harus dibuka selama konstruksi untuk memungkinkan lalu lintas laut lewat.
- 10 Daun dilengkapi dengan menempelkan bagian ujung yang menghubungkan gelagar samping (dan gelagar memanjang lainnya) di ujung yang berlawanan dengan tumit. Alat yang disebut span lock dipasang pada ujung daun untuk menghubungkan daun yang berlawanan saat jembatan turun, sehingga kendaraan yang melaju di jembatan tidak membuat daun terpental. Kunci tambahan dapat mengamankan daun dalam posisi terbuka sehingga angin tidak memaksanya mundur.
Menyelesaikan
- 11 Panel decking jeruji baja dipasang di atas daun. Terkadang permukaan beton tipis ditambahkan.
- 12 Penyeimbangan akhir dicapai dengan menempatkan besi berat, baja, atau batang timah di kompartemen penyeimbang yang benar. Ketika seimbang dengan benar, daun sedikit lebih berat daripada penyeimbang sehingga gravitasi dengan lembut menurunkan (menutup) jembatan.
Penyesuaian Berkelanjutan
Sepanjang masa pakai jembatan, penyetelan penyeimbang harus dilakukan. Penyesuaian jangka pendek mengkompensasi akumulasi es atau salju, misalnya. Penyesuaian jangka panjang menyeimbangkan perubahan berat daun karena aktivitas seperti pengerasan jalan atau pengecatan. Ketika Jembatan High Street sepanjang 250 kaki (75 m) di Alameda County, California, direnovasi pada tahun 1996, 25.000 pon (11.000 kg) cat dan primer telah dihilangkan dari dua daun dasarnya. Counterweight harus disesuaikan sebelum dan sesudah mengecat ulang bentang.
Contoh dramatis tentang perlunya menjaga keseimbangan yang tepat ditunjukkan oleh kecelakaan di Jembatan Michigan Avenue di Chicago pada tanggal 20 September 1992. Jembatan bascule dua tingkat berdaun ganda sedang dalam perbaikan, dan lapisan betonnya telah dicopot. baik geladak atas maupun geladak bawah. Sebuah derek besar diparkir di belakang trunnion satu daun, tepat di atas counter-weight yang belum diringankan untuk mengimbangi pemindahan paving. Kunci pengaman mungkin juga tidak terpasang dengan benar atau rusak. Sisi seberang jembatan dibuka untuk memungkinkan perahu lewat. Ketika ditutup dan dikawinkan dengan sisi yang tetap berada di bawah, bagian statis itu cukup terguncang untuk melepaskan energinya yang tidak seimbang. Daun "melonjak tanpa peringatan, seperti ketapel raksasa, melemparkan peralatan dan puing-puing ratusan kaki melintasi Wacker Drive ke dalam bus, mobil, dan lalu lintas pejalan kaki," menurut analisis di Journal of American Society of Mechanical Engineers . Artikel itu melanjutkan, "Rotasi cepat jembatan itu merobeknya dari bantalan trunnionnya dan seluruh bentangnya terbanting ke dasar lubang penyeimbang." Enam orang terluka saat mereka bergegas keluar dari bus yang dihantam puing-puing yang beterbangan, dan kaca belakang mobil yang diduduki pecah oleh bola perusak yang menempel pada derek saat jatuh dari jembatan.
Masa Depan
Ada dua kategori inovasi jembatan bergerak. Penyempurnaan desain tradisional termasuk meminimalkan konstruksi lubang besar yang terendam untuk menerima beban penyeimbang saat jembatan dibuka. Misalnya, 17th Street Causeway Bridge di Fort Lauderdale, Florida, yang dimulai pada tahun 1998, memungkinkan counterweight kompak berayun di dalam tiang penyangga berbentuk V daripada turun ke ruang bawah tanah di bawah tiang besar. South Eighth Street Bridge di Sheboygan, Wisconsin, selesai dibangun pada tahun 1995, beroperasi tanpa penyeimbang apa pun meskipun dek beton bertulangnya relatif berat. Alih-alih digerakkan oleh roda gigi, bascule berdaun tunggal sepanjang 82 kaki (25-ni) digerakkan oleh sistem hidraulik yang kuat.
Inovasi jembatan bergerak lainnya memperkenalkan konsep yang sama sekali baru. Misalnya, Jembatan Milenium Baltik di Gateshead, Inggris (akan dibuka untuk umum pada tahun 2001), terdiri dari dua lengkungan parabola yang dihubungkan oleh serangkaian kabel paralel. Ketika jembatan ditutup, satu lengkungan horizontal dan yang lainnya vertikal. Jembatan terbuka dengan berputar secara vertikal sebagai satu kesatuan yang utuh, menaikkan lengkungan horizontal dan menurunkan lengkungan vertikal hingga keduanya berhenti sekitar 45° dan 164 kaki (50 m) di atas permukaan air. Struktur baja dan aluminium dirancang untuk membawa lalu lintas pejalan kaki dan sepeda melintasi Sungai Tyne dengan lebar 410 kaki (125 m).