Struktur Bangunan Atas Jembatan Tipe Rangka Baja

Kelebihan struktur rangka batang dengan lain adalah berat konstruksi relatif ringan, biaya pembangunan lebih murah. Ukuran batang-batang yang relatif kecil memudahkan dalam transportasi dan pemasangan. Sedangkan kekurangan adalah kebutuhan ruang relatif besar, jika ruang bebas terbatas akan mengalami hambatan serius. Pemasangan dan perawatan membutuhkan beaya relatif mahal. Pemeriksaaan memiliki tingkat relatif lebih komplek.

Istilah lain jembatan rangka (truss) baja adalah balok terbuka (open web girder). Jembatan rangka secara umum termasuk tipe struktur girder dimana dua balok sejajar sebagai struktur utama pendistributor beban sitem lantai kendaraan kepada bangunan bawah. Memperhatikan cara perangkaian tipe-tipe bentuk rangka batang membutuhkan pengetahuan apakah rangka batang itu dan bagaimana kerjanya. Dalam rangka batang banyak batang-batang besi atau baja digabungkan bersama di dalam sebuah seri dari segi tiga. Struktur segi tiga tersambung satu dengan yang lain membentuk jembatan utuh. Penahanan beban-beban yang ditimbulkan oleh grafitasi pada jembatan, ditaruh bersamaan sebagai tarik maupun tekanan pada setiap batang atau bagian di dalam struktur. Bagian-bagian utama dari rangka batang adalah pengaku, penambat atau tonggak, tongkat atau batang fleksibel. Penambat atau tonggak mampu bertahan terhadap tarikan. Data teknis jembatan rangka baja sebagai ciri khasnya adalah sebagai berikut: 

• Struktur utama tersusun batang chord dan web. 
• Konstruksi chord dan web pada umumnya berbentuk geometri jaringan segi tiga, 
• Titik simpul (joint) chord dan web dihubungkan menggunakan struktur plat buhul (gusset) dengan sambungan las, baut, keeling, 
• Batang chord berfungsi sebagai penahan momen dan batang web sebagai penahan geser beban jembatan, 
• Beban terdistribusi merata seluruh penampang lintang struktur chord dan web sebagai gaya aksial 
• Sistem lantai kendaraan (deck) tersusun atas struktur plat, balok dawai (stringer beam), balok lantai (floor beam), dan struktur pengikat (bracing) berfungsi mendistribusikan beban kendaraan kepada struktur utama.

Gambar 1 Jembatan rangka baja (Sumber: http://www.coveredbridgesite.com/ny/truss.html)

Tipe Struktur Rangka dan Kelebihan-Kekurangan Masing-masing 

Rangka batang tipe Pratt dan Warren secara perlahan menunjukan keunggulannya dalam banyak hal dari ketahanan terhadap cuaca atau umur serta pilihan keekonomisannya. Dari tahun 1840 mengalami perkembangan hingga melewati abad 20. Di Amerika. hampir seluruh jembatan dikonstruksi salah satu dari keduanya.

Tipe Pratt memiliki fitur memperpendek batang tekan untuk membantu mencegah lentur atau tekuk. Banyak rangka batang tetap mempertahankan konfigurasi tipe Pratt pada batang-batang tarik dan tekannya. Rangka batang Parker truss adalah jelas tipe Pratt dengan top chord polygonal . Tipe Parker dengan material yang sama lebih kuat daripada tipe Pratt regular dengan top chords busurnya. Ukuran batang Parker truss tidak seragam seperti Pratt regular sehingga konsekwensi sering lebih mahal. Tipe Pratt khusus adalah Camelback truss dengan busur top chord dibentuk dengan lima lereng. Tipe Camelback mengijinkan batang-batangnya untuk dibuat standard dan distribusi tegangan yang lebih baik. Dan sering tipe Camelback truss adalah yang paling ekonomis untuk jembatan. Baltimore truss adalah varian lain dari tipe Pratt regular. Tipe Baltimore Pettit truss digunakan secara intensive di Amerika. Varian-varian lain dari tipe Pratt truss adalah Pennsylvania Pettit truss, Kellogg Pettit truss, Double intersection Pratt truss.

Gambar 1 Struktur Rangka Biasa (Ordinary) Standard

Sumber : https://cdn.shortpixel.ai/client/q_glossy,ret_img/https://frc3005.com/wp-content/uploads/2016/07/2014_78.gif

Tipe Warren truss telah disebut di depan, merupakan rangka batang yang paling banyak ditemukan di Amerika Serikat. Pemegang hak patten rangka batang Warren truss adalah Insinyur-insinyur Inggris sejak tahun 1848. Tipe Warren truss adalah  sederhana, design tidak ketinggalan jaman terbukti tetap sukses hingga saat ini dipakai oleh para insinyur jembatan. Dasar tipe Warren truss adalah batang diagonal ditempatkan sebagai alternative tekan atau tarik. Sehingga tipe Warren truss paling mudah dikenal dari skema segitiganya. Perkuatan rangka batang tipe Warren truss adalah dengan meningkatkan jumlah batang diagonal. Double intersection warren truss merupakan superposisi dari dua segitiga sistem badan (web) dalam rangka batang yang sama. Lattice truss adalah superposisi dari tiga atau Double intersection warren truss ganda. 

(a) Tipe Struktur rangka Busur dan Kantilever

Sumber : http://www.sketchup3dconstruction.com/const/images/various-types-of-bridge.jpg

(b) Tipe struktur rangka Gantung (Suspensi)
Gambar 2 Struktur Rangka Khusus (ExtraOrdinary)

Sumber : http://go-getter.in/wp-content/uploads/2016/09/An-illustration-of-Howrah-Bridge.jpg

Tabel 1  Kelebihan dan kekurangan tipe-tipe utama rangka batang

Tipe Rangka Baja	Kelebihan	Kekurangan
Warren	Bentuk sederhana mempermudah pabrikasi, konstruksi, dan perawatan.	Batang tarik dan tekanan sama panjang, kegagalan tekuk merupakan kerugian.
Pratt	Batang tekan berbentang pendek, batang tarik berbentang panjang adalah tepat untuk baja.	Gaya tekan dan tarik tidak terdistribusi secara tepat pada jaringan segi tiga. Batang dengan gaya tekan merupakan bagian terbanyak.
Howe	Batang vertikal membuat lebih kuat dan menambah redundan.	Batang tarik berbentang pendek, batang tekan berbentang panjang adalah tidak tepat untuk baja, terkait stabilitas tekuk

Rekaman Panjang Bentang Jembatan Struktur Rangka Baja di dunia 

Bentang jembatan struktur rangka Baja yang tercatat sejak tahun 1966 hingga saat ini yang terpanjang adalah jembatan Ikitsuki di Nagasaki Perfektur Jepang yaitu 400 m dibangun tahun 1991.

Tabel 2 Jembatan struktur rangka baja bentang panjang

No	Name	Location	Main span		Year opened
			m	ft
1	Ikitsuki Bridge	Nagasaki Prefecture, Japan	400	1312	1991
2	Astoria-Megler Bridge	Astoria, Oregon,USA	376	1,232	1966
3	Francis Scott Key Bridge	Baltimore, Maryland,USA	366	1,200	1977
4	Dashengguan Bridge	Nanjing, China	336	1,102	2010
5	Oshima Bridge	Yamaguchi Prefecture,Japan	325	1,066	1976
6	Tenmon Bridge	Kumamoto Prefecture,Japan	300	984	1966
7	Kuronoseto Bridge	Kuronoseto,Japan	300	984	1974
8	Taylor-Southgate Bridge	Cincinnati, Ohio/ Newport, Kentucky,USA	259	850	1995
9	Julien Dubuque Bridge	Dubuque, Iowa/ East Dubuque, Illinois,USA	258	845	1943
10	Braga Bridge	Somerset/ Fall River, Massachusetts,USA	256	840	1966
11	Kamakari bridge	Hiroshima Prefecture, Japan	255	837	1979
12	Earle C. Clements (Shawneetown) Bridge	Old Shawneetown, Illinois / Union County, Kentucky, USA	251.5	826	1955
13	Bob Cummings - Lincoln Trail Bridge	Cannelton, Indiana/ Hawesville, Kentucky,USA	251.3	825	1966
14	Cairo I-57 Bridge	Charleston, Missouri/ Cairo, Illinois,USA	250	821	1978
[15	Yoshima Bridge	Seto Inland Sea,Japan	245	804	1988
16	Kingston-Rhinecliff Bridge	Kingston, New York, USA	244	800	1957
17	Don N. Holt Bridge	Charleston, South Carolina,USA	244	800	1992
18	Phil G McDonald Bridge	Beckley, West Virginia, USA	239	785	1988
19	Rochester-Monaca Bridge	Rochester, Pennsylvania,USA	238	780	1986
20	Sciotoville Bridge (2 spans)	Sciotodale, Ohio/ Limeville, Kentucky, USA	236	775	1916
21	Rockpile Road Bridge	Sonoma County, California, USA	230	753	1978
22	Sewickley Bridge	Sewickley, Pennsylvania, USA	229	750	1981
23	Betsy Ross Bridge	Philadelphia, Pennsylvania,USA	222	729	1976
24	Matthew E. Welsh Bridge	Mauckport, Indiana,USA	221	725	1966

(Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_longest_continuous_truss_bridge_spans)