Pentingnya Manajemen Resiko Pada Struktur Jembatan dengan Mengaplikasikan Analisis Mekanisme Keruntuhan dan Pemantauan Kesehatan Struktur (Analisa Keruntuhan Jembatan Kutai Kertanegara)

Keruntuhan Jembatan Kukar di Tenggarong, Kabupaten Kutai Kertanegara adalah keruntuhan terburuk dalam sejarah konstruksi jembatan di Indonesia. Keruntuhan bersifat getas (brittle) atau dengan bahasa yang lebih sederhana terjadi mendadak tanpa tanda-tanda keruntuhan. Korban jiwa selalu mengikuti keruntuhan konstruksi jenis ini. Rekaman keruntuhan jembatan-jembatan  di Indonesia pada umumnya terjadi pada masa konstruksi atau akibat terjangan bencana alam seperti banjir, gempa dengan atau tanpa tsunami. Jarang terjadi keruntuhan pada saat lalu lintas masih beroperasi normal.

Walaupun sudah muncul beberapa teori yang berusaha menjelaskan penyebab keruntuhan Jembatan Kukar, tulisan ini tidak dimaksudkan untuk memaparkan teori seputar sebab-sebab keruntuhan. Ulasan pada tulisan ini ditujukan pada pembahasan tentang pentingnya analisis mekanisne keruntuhan pada disain struktur  jembatan bentang panjang dalam rangka meminimalkan korban jiwa dari proses keruntuhannya. Sesuai dengan perkembangan peradaban, keselamatan jiwa manusia menjadi tujuan atau pertimbagngan utama dari teknologi konstruksi mulai dari tahapan penyusunan program, perencanaan, konstruksi sampai tahap penggunaan sekaligus pemeliharaan. Tulisan ini dimaksudkan untuk meningkatkan kewaspadaan (awareness ) dalam penyediaan layanan jasa desain konstruksi yang berhubungan dengan keselamatan orang banyak

Pendekatan keamanan struktur sejak standarisasi dan kodifikasi perencanaan mulai diaplikasikan pasca revolusi industri bersifat deterministik atau dikenal dengan pendekatan ASD (Allowable Stress Design). Secara bertahap sejak disinggung pada AASHTO (American Association of State Highway and Transportation) tahun 1930 mulai digunakan  pendekatan probabilistik yang dikenal sebagai pendekatan LRFD (Load Resistance Factor Design).

Pendekatan ASD merupakan pendekatan yang sesuai dengan konstruksi-konstruksi yang dirancang dengan asumsi tidak ada gaya-gaya ekstrim yang bekerja selama masa layannnya. Pengertian gaya-gaya ekstrim pada tulisan ini adalah gaya-gaya yang bekerja akibat bencana alam atau hal-hal tidak terduga yang tidak bisa diprediksi oleh perencana. Gaya-gaya lateral akibat gempa adalah contoh gaya-gaya ekstrim akibat bencana alam. Differential settlement (penurunan elemen-elemen struktur yang berbeda satu sama lain) yang berlebihan pada struktur  adalah contoh dari gaya-gaya ekstrim yang tidak terduga. Kalaupun dicoba mengakomodasi gaya-gaya ekstrim dengan pendekatan ini maka hasilnya mengandung spekulasi atau  struktur menjadi tidak ekonomis.

Konsep perencanaan dengan LRFD adalah hasil eksplorasi ilmuwan tgeknik sipil untuk mendapatkan metode yang lebih rasional yang berusaha mengkuantifikasi ketidakpastian yang ada pada gaya-gaya yang bekerja disatu sisi dan kapasitas-kapasitas elemen struktur disisi lainnya. Terlebih bila dikaitkan dengan kemungkinan bekerjanya gaya-gaya ekstrim akibat bencana alam seperti gempa, banjir dan kebakaran hebat. Konsep dari pendekatan di atas sejatinya mempunyai implikasi yang luas karena merubah paradigma para insinyur perencana dalam menyikapi probabilitas keruntuhan struktur. Melalui pendekatan probabilistik seorang atau tim insinyur seharusnya menyadari bahwa tetap terdapat probabilitas, walaupun sekecil apapun bahwa gaya-gaya yang bekerja melampaui kapasitas atau tahanan elemen struktur yang ada. Keruntuhan struktur justru menjadi bagian dari pekerjaan perencanaan. Oleh karena itu kalaupun keruntuhan yang akan terjadi harus diusahakan tidak terjadi  keruntuhan dengan mekanisme getas. Keruntuhan dengan mekanisme daktail menjadi salah satu target perencanaan disamping target perencanaan yang umum seperti kekuatan, stabilitas dan kelayanan (serviceability).

Pada elemen struktur yang daktail seperti baja karbon, kondisi diatas batas tersebut di atas belum tentu mengakibatkan struktur runtuh sesaat beban yang bekerja melampaui kapasitas. Fakta ini menginspirasi para insinyur untuk mengembangkan konsep desain kapasitas yang memanfaatkan sifat daktail material. Tujuan dari desain kapasitas adalah menghasilkan struktur yang mempunyai mekanisme keruntuhan yang daktail sehingga pada saat gaya-gaya ekstrim bekerja struktur tidak segera runtuh (collapse) walau elemen-elemen struktur penyokong konstruksi rusak berat. Elemen material yang daktail tetap dapat berdeformasi walaupun kapasitasnya terlampaui pada beberapa titik tereduksi hebat sehingga dapat mendistribusikan gaya-gaya yang bekerja pada titik-titik lainnya pada elemen yang masih bugar. Konsep di atas menjadi filosofi disain bangunan tanahan gempa beberapa dekade terakhir ini.

Walaupun elemen struktur baja secara alami bersifat daktail namun pada sistem sambungan bisa saja menjadi getas. Sebaliknya, beton yang mempunyai daktilitas rendah dapat dikembangkan menjadi elemen yang daktail dengan memperkuatnya dengan tulangan baja dengan proporsi yang tepat. Pengembangan beton bertulang untuk dapat menjadi elemen struktur yang daktail menjadi salah satu topik favorit riset struktur tahan (antispativ) gempa.

Dengan analisis mekanisme keruntuhan diperoleh perilaku struktur pada saat menerima gaya-gaya ekstrim. Struktur dengan elemen-elemen yang daktail belum tentu menghasilkan struktur yang juga daktail bila hirarki keruntuhan elemen-elemennya tidak tepat.  Pada bangunan tahan gempa  dimana analisis mekanisme keruntuhan mulai diaplikasikan, proporsi antara elemen-elemen struktur serta perilaku sambungan antara elemen struktur sangat menentukan mekanisme keruntuhan. Struktur-struktur gedung dengan bentang lebar seperti bangunan show room, sekolah dan rumah ibadah bebas tiang menjadi rentan terhadap gempa karena keruntuhannya akan getas bila konsep disainnya hanya dengan logika gaya-gaya gravitasi.

Belajar dari kejadian keruntuhan Jembatan Kutai Kertanegara  yang begitu cepat (30 detik) tanpa tanda-tanda maka perlu digagas pendekatan yang lebih komprehensiv dengan mengaplikasikan analisis mekanisme keruntuhan struktur-struktur jembatan panjang akibat probabilitas bekerjanya gaya-gaya ekstrim. Fakta proses keruntuhan jembatan Kukar yang sangat cepat menunjukkan analisis struktur tidak dilengkapi dengan analisis mekanisme keruntuhan pada proses perencanaan. Analisis tambahan ini sangat penting dilakukan untuk mengantisipasi gaya-gaya ekstrim yang bekerja selama masa layan struktur tidak akan menyebabkan keruntuhan yang getas walaupun tidak dipersyaratkan oleh standar maupun peraturan di negeri ini.

Tidak usah menunggu standarisasi dari pemerintah karena butuh waktu yang lama sementara kebutuhan akan jembatan-jembatan bentang panjang cukup mendesak. Walaupun analisis mekanisme keruntuhan pada jembatan mendapat inspirasi dari kasus-kasus struktur bangunan tahan gempa, peraturan bangunan tahan gempa di Indonesia belum kunjung mengadopsi analisis mekanisme keruntuhan yang dikaitkan dengan kinerja struktur sampai detik  ini. Padahal di banyak negara analisis di atas sudah lama menjadi persyaratan, bahkan dikaitkan dengan nilai premi asuransi gedung terhadap resiko gempa. Kedepan, analisis mekanisme keruntuhan dapat disipkan pada TOR (Term of Reference) dari kegiatan perencanaan.

Untuk kasus Jembatan Kukar,  bencana kegagalan struktur tidak datang dari  luar yaitu dari bencana alam seperti gempa dan serangan terror tetapi juga terdapat probabilitas muncul dari dalam mulai dari tahapan perencanaan, konstruksi dan bahaan dari  proses pemeliharaan dan perbaikan jembatan. Sebelum melakukan perbaikan besar, analisis mekanisme keruntuhan juga dibutuhkan sebagai informasi yang mendasari metode perbaikan yang dipilih. Tanpa analisis ini, pekerjaan perbaikan menjadi sangat spekulatif.

Apapun detail penyebabnya keruntuhan yang disimpulkan tim investigasi yang jelas dimasa-masa yang akan datang harus dihindari keruntuhan tiba-tiba pada struktur tanpa tanda-tanda atau peringatan akan terjadi keruntuhan sama sekali pada struktur-struktur jembatan bentang panjang. Untuk melengkapi analisis mekanisme keruntuhan diperlukan pengujian mekanisme keruntuhan pada elemen-elemen pemikul utama. Temuan di lapangan yang dilaporkan sementara ini menunjukkan bahwa kabel utama maupun vertikal tidak putus dan sebaliknya klem penghubung antara kabel vertikal dan kebel utama yang rusak berat. Temuan ini menujukkan hirarki keruntuhan pada elemen-elemen struktur menyalahi prinsip mekanisme keruntuhan yang mendasar dimana klem seharusnya menjadi komponen dengan hirarki tertinggi atau harus lebih kuat dari elemen kabel utama dan vertikal.

Dengan asumsi gaya-gaya yang bekerja dominan statis, bisa saja awalnya klem dianggap mempunyai hirarki yang tertinggi dan tetap pada posisi hirarkinya sepanjang masa layan jembatan. Padahal sejalan dengan perjalanan waktu kapasitas materialnya terdegradasi akibat skenario-skenario  gaya-gaya dinamis yang tidak diperhitungkan. Sebagai contoh adalah bentuk penampang jembatan (arah torsional) yang tidak umum juga dapat meyumbangkan gaya-gaya dinamis yang tidak terduga pada klem selama masa layan struktur sehingga pada suatu saat  juga merubah hirarkinya.

Tidak berhenrti sampai disini, berdasarkan analisis mekanisme keruntuhan, sistem pemantauan kesehatan struktur (Health Monitoring System) harus diaplikasikan pada jembatan dengan bentang panjang untuk memantau apakah jembatan masih tetap sehat atau sudah memasuki tahapan menuju runtuh. Idealnya, dilakukan pemasangan instrument-instrument pemantau dimana data-data dalam bentuk getaran yang terkumpul akan mengindikasikan kinerja struktur melalui analisis dari perilaku dinamiknya.

Secara umum analisis mekanisme keruntuhan yang diikuti dengan pemantauan kesehatan struktur akan membantu para pemangku kepentingan selalu mendapat informasi dari waktu ke waktu prediksi kebugaran struktur jembatan. Tidak ada gading yang tidak retak. Analisis keruntuhan tidak sepenuhnya menjamin keruntuhan yang getas bila bencana yang datang adalah tsunami dahsyat sekelas tsunami Aceh 2006. Artinya jembatan atau struktur apapun yang berhadapan dengan energi langsung dari tsunami Aceh tidak diharapkan lagi mempunyai mekanisme keruntuhan yang daktail sehingga sistem peringatan dini yang harus bekerja menyelamatkan sebanyak mungkin jiwa manusia. Tetapi kasus khusus ini mempunyai probabilitas yang sangat kecil dibanding probalitas keruntuhan pada umumnya sehingga analisis mekanisme keruntuhan tetap relevan dan dibutuhkan

Sebagai bangsa yang hidup didaerah “bencana” (ring of fire) sudah seharusnya manajemen resiko diterapkan di semua tahapan konstruksi. Kalimantan Timur yang pada satu sisi berada didaerah dengan intensitas gempa yang rendah, tetapi disisi  lain memiliki properti tanah yang banyak bermasalah bila dihubungkan dengan bangunan-bangunan sipil antara lain bangunan  gedung dan jembatan. Asumsi-asumsi properti tanah yang biasa diambil di Pulau Jawa misalnya, berbeda jauh dengan properti tanah di Kalimantan Timur. Properti tanah yang kurang menguntungkan ini pada gilirannya akan menjadi bom waktu pada perilaku struktur secara keseluruhan dan ujungnya juga akan menjadi bencana.

Perilaku alam dengan segala fenomenanya adalah cara alam mempertahankan keseimbangan nya, akan menjadi bencana setelah bersinggungan dengan kehidupan manusia. Menerima perilaku alam dan berdamai dengannya melalui pemahaman terhadap fenomenanya menjadi sikap yang lebih arif dan bijaksana. Untuk para insinyur, turunan dari sikap di atas seharusnya tercermin pada konsep yang mendasari langkah-langkah teknisnya, salah satu diantaranya menerima probabilitas keruntuhan sebagai suatu kenyataan dan mempersiapkan sebaik-baiknya bila hal tersebut akhirnya terjadi.


Gambar 1.   Contoh sederhana  hirarki keruntuhan struktur portal akibat gaya lateral dari gempa

(a). mekanisme keruntuhan. getas     (b) mekanisme keruntuhan .daktail

Gambar 2. Contoh hirarki keruntuhan sederhana struktur jembatan gantung

Oleh

Dr. Abdul Haris, MT

Dosen Rekayasa Struktur Prodi Teknik Sipil – FT Universitas Mulawarman,

Samarinda – Kaltim

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

CENDEKIA

Kids and Junior Science Center

Kisah Seribu Satu Masa

kejayaan dimulai dari "bacalah!"

Fathul Wahid

Just another humble person

Learning Static and Dynamics

Just another WordPress.com site

nailahajar_side's Blog

You'll never know what happens tomorrow if you give up today..

I Love My Life

enjoy emak-emak world!

@hafidz_ary

Sederhana saja: anti JIL plus anti paulus

from nagari to anywhere

Just a short note from my short journey

The works of Wiryanto Dewobroto

as structural engineer, lecturer and writer

Angin

To run where the brave dare not to go

Cioccolato Quirky's Blog

Feel and taste the beat

berbagi ilmu berbagi inspirasi

merubah budaya lisan menjadi tulisan

Lazuardi Home

Learn more about life like a butterfly

The WordPress.com Blog

The latest news on WordPress.com and the WordPress community.

%d blogger menyukai ini: