Jambatan Tarik: Teknik, Sejarah, dan Inovasi Modern

Latar Belakang

Jambatan di atas jalur pelayaran navigable harus mengizinkan kapal untuk melewatinya di bawahnya. Ketika clearances yang diperlukan tidak dapat dicapai dengan membangun jambatan tetap yang tinggi—karena pendekatan yang curam, dampak visual, atau keterbatasan anggaran—jambatan yang dapat bergerak menyediakan solusi praktis. Jambatan yang dapat bergerak paling umum adalah bascule, struktur gaya gangsa yang mengangkat satu atau dua daun. Jenis lain termasuk span vertikal lift, jambatan retratkan, dan jambatan swing, masing-masing dirancang untuk mengakomodasi keterbatasan lokasi dan permintaan lalu lintas yang berbeda.

Jambatan yang dapat bergerak relatif jarang karena mereka memerlukan operasi dan pemeliharaan yang lebih kompleks. Mereka juga secara sementara mengganggu lalu lintas air dan darat. Dari 770 jambatan yang dikelola oleh Departemen Transportasi New York City, 25 adalah jambatan yang dapat bergerak, mencakup keempat jenis utama.

Sejarah

Contoh awal berusia 4.000 tahun di Mesir dan 2.600 tahun di kerajaan Chaldean. Desain mendapat prominensi di Eropa selama Abad Tengah, dan pada akhir abad kelima belas Leonardo da Vinci telah menghasilkan rencana untuk bascule, swing, dan jambatan retratkan.

Era modern dimulai pada pertengahan abad kesembilan belas dengan baja yang diproduksi massal, yang memungkinkan jambatan yang lebih kuat dan lebih ringan dengan bantalan yang andal dan motor yang kuat.

Sebagian besar jambatan yang dapat bergerak di Amerika Serikat dibangun pada awal abad ke-20. Saat ini, proyek perbaikan dan penggantian seringkali menggabungkan clearances yang lebih tinggi—mengurangi frekuensi pembukaan menjadi satu-empat atau satu-tiga dari jadwal asli—dan actuator hidrolik alih-alih drive gear.

Bahan Baku

Jambatan tarik terutama bergantung pada beton dan baja. Sebagai contoh, Jambatan Casco Bay di Portland, Maine, menggunakan 750 short ton (6.804 ton metrik) baja struktural dan 150.000 short ton (13.608 ton metrik) beton. Jambatan ini memiliki pembukaan 360 kaki (10-nm) tinggi dan dibuka pada 1997.

Desain

Setiap jambatan tarik adalah struktur unik yang disesuaikan dengan lokasi dan profil lalu lintasnya. Konfigurasi yang paling umum adalah bascule, yang mungkin single-leaf, double-leaf, atau four-leaf (dua daun per arah). Bobot penyeimbang menyeimbangkan bobot daun, secara drastis mengurangi energi yang diperlukan untuk operasi.

Pengaturan bobot penyeimbang tipikal melibatkan kotak beton besar yang menampung batang logam yang dapat disesuaikan, memungkinkan penyesuaian halus dari keseimbangan. Sebagai contoh, daun 500-ton (450-ton metrik) Jambatan Casco Bay diseimbangkan oleh bobot penyeimbang 800-ton (720-ton metrik).

Komponen struktural utama termasuk trunnion—seringkali shaft baja diameter 10 kaki (3 m)—dan mekanisme lift, biasanya set gear rack-and-pion yang didorong oleh motor listrik.

Proses Manufaktur

Meskipun setiap proyek berbeda, langkah-langkah berikut menggambarkan konstruksi jambatan bascule tipikal.

Piers

• Untuk pier air-borne, cofferdam dirintangi di sekitar lokasi. Panel baja membentuk kotak airtight, dan clamshell digger menghapus tanah. Tiang—baja atau beton bertulang—ditancapkan atau dicor dalam ke dasar sungai. Dasar cofferdam ditutup dengan beton, dan air dipompa keluar untuk memberikan area kerja kering.
• Cetakan beton dibangun, dan rangka beton bertulang ditempatkan di dalam. Setelah dicurah dan dikeringkan, cetakan dilepas. Di dekat garis air, lapisan tahan erosi seperti granit dapat diterapkan sebelum cofferdam diruntuhkan.
• Sistem fender melindungi pier dari tabrakan kapal. Di Casco Bay, silinder beton besar mendukung fender baja yang dihadapkan dengan plastik tahan geser dan bumper karet untuk menyerap gejolak.

Daun Bascule

• Trunnion dipasang pada support pier.
• Bobot penyeimbang ditempatkan di dalam pier.
• Drive gear atau lift hidrolik dipasang.
• Side girders membentuk bagian heel; trunnion bearing duduk di setiap girder, dan gear atau paddle hidrolik terhubung ke mekanisme lift.
• Girder diangkat ke tempat dan dihubungkan oleh crossbeam, mengamankan bobot penyeimbang ke heel.
• Longitudinal girders ditambahkan antara side girders, dengan steel brace yang memberikan dukungan tambahan. Saat setiap komponen ditambahkan, bobot penyeimbang disesuaikan untuk mempertahankan keseimbangan.
• Tip section menghubungkan side girders di ujung jauh daun. Span locks mengamankan daun berlawanan saat jambatan tertutup, mencegah pantulan dan mengunci mereka dalam posisi terbuka untuk menahan angin.

Finishing

• Steel-grate decking ditempatkan di atas daun; lapisan beton tipis dapat ditambahkan untuk kehalusan.
• Keseimbangan akhir dicapai dengan memasukkan batang berat—besi, besi, atau timbal—ke dalam kompartemen bobot penyeimbang. Keseimbangan yang tepat menghasilkan sedikit keuntungan bobot untuk daun, memungkinkan gravitasi menutup jambatan dengan lembut.

Penyesuaian Berkelanjutan

Pengaturan bobot penyeimbang diperlukan selama siklus hidup jambatan. Penyesuaian jangka pendek mengatasi beban es atau salju musim, sementara perubahan jangka panjang menyesuaikan perubahan seperti permukaan ulang atau pengecatan. Jambatan High Street di Alameda County, California, kehilangan 25.000 lb (11.000 kg) cat selama perbaikan tahun 1996, yang memerlukan kalibrasi bobot penyeimbang sebelum dan setelah pengecatan ulang.

Pada 1992, kegagalan di Jambatan Michigan Avenue Chicago menyebabkan kegagalan katastropik: daun yang terbuka sebagian, tidak seimbang oleh pengiriman permukaan, secara tidak terdugaan meloncat, meluncurkan puing ke Wacker Drive dan melukai enam orang. Insiden ini menyoroti pentingnya pemeliharaan bobot penyeimbang yang akurat dan safety lock yang andal.

Masa Depan

Inovasi dalam jambatan yang dapat bergerak terbagi menjadi dua kategori. Perbaikan pada desain tradisional meminimalkan kebutuhan akan lubang bobot penyeimbang yang besar dan terendam. Sebagai contoh, Jambatan 17th Street Causeway di Fort Lauderdale, Florida, menggunakan bobot penyeimbang kompak yang berayun di dalam pier V-shaped. Jambatan South Eighth Street di Sheboygan, Wisconsin, beroperasi tanpa bobot penyeimbang, menggunakan sistem hidrolik yang kuat sebagai gantinya.

Konsep baru juga muncul. Jambatan Baltic Millennium di Gateshead, Inggris—yang diharapkan dibuka pada 2001—memiliki dua lengkungan parabolik yang terhubung oleh kabel. Saat tertutup, satu lengkungan horizontal dan yang lain vertikal; saat dibuka, keduanya berputar ke sudut 45°, naik hingga 164 kaki (50 m) di atas air. Struktur baja-aluminium ringan mendukung lalu lintas pejalan kaki dan sepeda di atas jambatan 410 kaki (125 m).