Prosiding Seminar Hasi/ Penelirian P2TRRTahun 1999/2000 ISSN 0854 -5278

PEMBUA T AN JEMBA T AN PORTEBELAKSES MATERIAL LEVEL 8 m

Aristarkus Sitompul

ABSTRAK

R.~NCANGAN JEMBATAN PORTEBEL LALUAN MATERIAL LEVEL 8 m. Dalam rangkauntuk meningkatkan kinerja fasilitas sistem rabbit, telah dilakukan perancangan jembatan portablelaluan material level 8 m di gedung reaktor. Dengan instalasi yang direncanakan, maka peminda11ancuplikan berak'tivitas menegah dan tinggi dari ruang isotop cell ke ruang cacah dapatdilakukan denganmudah. Perancangan dilakukan dengan memperhitungkan beban maksirnum yang terjadi danpemilihan dimensi baja profil yangdidasarkan pada standard ASTM. lnstalasi yang direncanakanmemerlukan 2 potong profil baja W 6 x ]2 dengan panjang masing- masing ]] ],82 inci, 4 potongprofil baja W 6 x ]2 dengan panjang 47,25 inci daD 1 lembar plat baja dengan ukuran 1] ],82" x47,25" x 0,394". Dari basil tersebut dapat disirnpulkan bahwa rancangan ini layak untuk

dipabrikasi.

ABSTR.\CT

DESIGN OF PORT ABLE BRrnGE OF MATERIAL ACCES ON 8 m LEVEL. Base on theplanning to increase of the working capability of the rabbit system facility, the design of mentionedportable bridge on access has been done. Using the designed installation the transportation of the middleand high active samples from the isotope cell to the scanning room will be easy to be done. The design hasbeen done by using the maximum actual load, determination of maximum actual load, and also thechosen steel shape dimension compliance with ASTM standard. The installation required 2 peacesofW 6 x 12 steel beam by 111.82 inches in length,4 peaces W 6 x 12 steel beam by 47.25" in lengthand a peace of steel plate,by 111.82" x 47.25" x 0.394". This paper concluded that this design isfeasible to be fabricated.

PENDAHULUAN fI'ansfer cask pada posisi mampu jangkau olehcrane agar dalam proses pengangkutan tidak terjadiayunan yang dapat membaha)'akan crane maupunperalatan-peralatan di sekitamya. Jembatanportabel ini beroperasi di luar kolam reaktor daDtanpa acta keterkaitannya dengan pengoperasianreaktor. Oleh karena itu jembatan portabel inidikategorikan pada jenis konstruksi non safetyclass dengan batasan perancangan menggunakanASTM (American Sociate Testing Material) danAISC (American Institute Steel and Construction).Perancangan dilakukan berdasarkan pada dimensidari pintu material akses clan transfer cask tersebutserta besarnya gaya-gaya yang bekerja pad ajembatan yang dirancang, yang berasal dari berattransfer cask dan berat mati bahan jembatan itusendiri. Panjang dari jembatan yang dirancangadalah 3440 mm, terbuat dari bahan profil bajaASTM A36.

Saat ini pelaksanaan pencacahan langsungdaricuplikan-cuplikan beraktifitas sedang clantinggi daTi bahan yang diiradiasi di fasilitas rabbitsistem, masih merupakan kendala yang sulit diatasikarena harus mengalami penundaansampai batasaktivitas maksimum 50 mrem. Hal ini disebabkanketetbatasan saraha transportasi yang tersedia daTiruang isotop cell menuju ruang cacah{levell3 m),sedangkan penggunaan transfer cask yang tersedia(berat:t 1,5 Ton)!!] membutuhkan sarana tambahanberupa landasan, agar posisi transfer casktersebutpada saat akan diangkut berada pada daerahmampu jangkau crane utama ruang operasi reaktor.Untuk mengatasi kendala tersebut di atas, makaperlu dibuat jembatan portebel, yang berfungsiuntuk membantu pemindahan transfer casktersebut ke level 13 m. Jembatan portabel inimerupakan sarana pendukung untuk menempatkan

36

ISSN 0854 -5278Pembua/an lembo/an Por/ebel.Aris/arl.'lIS Si/ompul

TEORI

Parameter yang dibutuhkan dalamperancangan ini adalah karakteristik daritransfer cask dan pintu material akses itu sendiri,antara lain jarak kedua sumbu poros roda (L=560Inmyll clan berat (W) dari transfer cask yangakan didukung oleh jembatan, sedangkan datapintu material akses berupa lebar (b=30 15 mm).Untuk jembatan yang dirancang, berat bebanyang akan didukung (P) meliputi berat tral1Sfercask (DWT =1,5 Ton) clan berat mati jembatan(DWj), seperti terlihat pada persamaan 1berikur21:

P = OWT + ow] (I)

Untuk rnenghindari kerusakan akibat bebansesaat yang rnungkin tirnbul, beban (P) tersebutdikalikan dengan suatu faktor pergandaan (ky4),dirnana k = 1,333 untuk konstruksi non safety class

dan 1,666 untuk untuk konstruksi safety class.Bentuk pembebanan yang tirnbul pad a

jembatan adalah simple beam-two equalconcentrated moving loads!3), dirnana

a < (2 -h ).L dengan beban (P) pad a rnasing-

rnasing roda adalah sarna seperti yang ditunjukkanpada Gambar I berikut:

Gambar Diagram pembebanan

Momen lentur maksimum terjadi pada posisi beban

1 pada titik x = ! (L -~ ), dinyatakan pada rumus2 2

(2) berikut[3J:

Untuk profil WF yang mengalami momenlentur (MJ dan tegangan ijin maksimum (SA),maka besarnya section modulus (S) adalah :

S = ML/ SAI31 (4)

Hasil perhitungan section modulus (S) denganmenggunakan rumus (4), dicocokkan pacta label WShapes Dimension and Properties, maka akandiperoleh profil baja yang sesuai clan mampu untukdigunakan. Dalam perancangan ini sistemsambungan yang digunakan adalah sistemsambungan las, Proses pengelasan yang sesuaidengan baja profi ASTM A36 adalah shieldedmetal arc welding (SMAW) dengan jenis kawat lasE60XX atau E70XX, direncanakan menggunakankawat las jenis E60XX. Besamya tahanan ijinkampuh las dapat dilihat pacta Tabel 1 berikut:

P a 2Mmax =-(l-~) (2)

2L 2Jembatan yang dirancang adalah jenis

konstruksi yang termasuk kategori non safetyclass, oleh karena itu pemilihan material yangdigunakan di dasarkan pada ASTM, dalam halini direncanakan penggunaan material dalambentuk W (wade flanges), dengan bahan ASTMA36. Untuk ASTM A36, tegangan lentur ijinmaksimum (SA) adalah:

SA = 0,6 Fy [3] (3)dimana : Fy = Yield strength (tegangan mulur)

37

Prosiding Seminar Hasil Penelilian P2TRRTahun 1999/2000

ISSN 0854 -5278

Tabel 1. Tahanan ijin kampuh laslS)

Tall~i~j

~~

~1,592,38318,3,984,775,576,367,167,958,759,54

~1,862,783,714,645,576,497,428,359,2810,2111,13

1/83/16

Y4

5/163/87/16

II"9/165/8

:1/163/c

Note:

IKip = 1000 Ibs

Pada prisipnya, dengan panjang jembatanportable (L) daD beban total (P), maka denganmenggunakan persamaan 1 sid c4dan sifat-sifatpengelasan yang telah diuraikan akan dapatditentukan dimensi profil WF daD plat dudukanjembatan serta ukuran filler metal pengelasan yangdibutuhkan.

PERANCANGAN

1. DataData utama dalam perancangan ini adalah:-Jarak kedua pusat roda transfer cask (a) = 560

mm[l]-Berat transfer cask (WT) = 1,5 Ton.-Lebar pintu (laluan) material acces (L) = 3015

mm

2. Penentuan tata letak instalasi.Berdasarkan basil survai yang telah

dilakukan di lapangan, diperoleh bahwa craneutarna di ruang operasi reaktor mempunyai dayajangkau maksirnum sepanjang laluan (pintu)material akses. Oleh karena itu tata letak jembatanportable yang dirancang ditentukan seperti terlihatpada Gambar 2 berikut:

METODE PERANCANGANMetode perancangan ini dilakukan dengantahapan -tahapan sebagai berikut:.Data.Penentuan tata letak instalasi.Pembuatan -Garnbar teknik konstruksi

jembatan..Perancangan sistem sambungan.

~1

uPintu akses materialLevel 8 m3015 mm

~

Gambar 2. Tata letak Jembatan portabel akses material level 8 m

38

ISSN 0854 -5278 Pembuatan Jembatan Portebel.ArislarJ."!IS Sitompul

3. Pembuatan gambar konstruksi

penggantung.Mengacu pada data dan gambar tata

letak jembatan portable yang diperlihatkan pada

dapatseperti

Gambar 2 di atas,konstruksi jembatan,Gambar 3 berikut:

gambarpada

dibuatterlihat

TAM"" ATAS..", 125 ~~

4. Penentuan arab daD besar gaya yangbekerja pada penggantung.

4.1 Penyangga utama

Berdasarkan Gambar 1 diagram pembebananyang telah dibuat, maka arab clan besarnya gaya

yang bekerja pada jembatan yang dirancangdapat ditentukan. Sesuai dengan fungsinya,jembatan ini merupakan tempat dudukan transfercask pada posisi mampu jangkau crane utamaruang opersi reaktor, maka arab gaya yangbekerja akibat pembebanan adalah vertikalkebawah. Dengan menggunakan persamaan 1,besamya gaya beban yang bekerja padapenggantung (P) adalah: P = 1852,423 Kg =4075,33 lbs. Untuk menghindarkan kerusakanakibat beban sesaat, maka beban (P) tersebut diatas dikalikan dengan faktor pergandaan (k =1;333), sehingga beban yang diperhitungkan dalamperancangan ini adalah P = 5432,42 lbs. Jumlah

beam pendukung yang digunakan =2 buah, makabeban aktual untuk satu beam pendukung CPa ) =2716,21 lb = 2,716 kip. Material yang digunakan

sebagai pendukung utama daTi jembatan p()rtableini adalah baja profil W dengan bahan ASTMA36, maka dengan menggunakan persamaan (3)diperoleh SA = 21,6 Ksi. Dalam

pengoperasiannya jembatan portable inimengalami pembebanan lengkung, maka denganmenggunakan persamaan (2) besarnya momenlengkung yang timbul adalah:

Mlrnax = 139,2 kip-inch

Dengan menggunakan persamaan (4)diperoleh bahwa besamya section modulus

.3terhadap sumbu X adalah: (Sx-J = 6,45 inch,

maka dengan menggunakan tabel W shapesdimension and properties [2] diperoleh Sx-x yang

lebih dekat dengan harga tersebut di atasadalah 7,31 inch3, maka profil W yang dipilihadalah W 6 x 12.

4.3 Perancangan sistem sambungan

Mengacu pada gambar konstruksi di atas,dalam perancangan ini sistem sambungan yangdigunakan adalah sistem sambungan las

39

Prosiding Seminar Hasil Penelilian P2TRRTahun /999/2000 ISSN 0854 -5278

PEMBAHASAN4.3.1 Sistem sambungan lasMengacu pada Gambar 4, maka bentuk

kampuh las sistem sambungan ini adalahseperti terlihat pad a Gambar 7 berikut:

5,9 inch

I. Dari basil analisis di atas diperoleh bah\\'a

jembatanportable dengan panjang 123,63 inchidengan beban 2716 Ib, maka profil yangsesuai adalah profil baja W 6 x 12, materialASTM A36 dan plat dudukan jembatandengan ukuran 123,63" x 47,25" x 0,394", material ASTM A 514.

2. Konstruksi jembatan portable yang dirancangcukup allan dalam pengoperasiannya.

3. Pembuatan Gambar tata letak dan sistem

sambungan menunjukkan pemasangan alatini tidak mengalami kesulitan dan dapatdengan mudah dilakukan. Hal ini berartibahwa perancangan dapat dilanjutkan ketingkat pabrikasi dan instalasi.

4 inch

Gambar 7. Bentuk kampuh lasKESIMPULAN

Dari Gambar 7 di atas dapat dilihat bahwa panjangkampuh las = 19,8 inchi untuk satu sisi. Jikabahan kawat lag yang digunakan adalah E-60,maka tegangan ijin maksimurn karnpuh las = 0, 3 x60 ksi = 18 ksi. Beban maksimum yang bekerjapada kampuh las adalah: P = 2716 Ib, makabeban maksimum- yang bekerja pada setiapinchi karnpuh las (PO adalah: PL = 69,6 lb.Berdasarkan tabel 5. 16. 1 [2], diperoleh bahwauntuk setiap inchi panjang kampuh las denganukuran nominal 1/8" diperoleh tahanan ijin darikarnpuh las = 1,59 Kip, maka dengan memilihpenggunaan kampuh las = 1/8 ", konstruksicukup aman.

Dari basil perhitungan / perancangan diatas daD berdasarkan analisis analisis yangdikemukakan, maka dapat disimpulkan bahwa:1. Rancangan jembatan portebel laluan material

level 8 m di gedung reaktor serba guna inimampu mendukung beban sampai 2716 lb.

2. Rancangan Jembatan Portebel laluan materiallevel 8 m ini dapat mengurangi kendala yangdialami saat ini.

3. Rancangan Jembatan Porte bel Laluan MaterialLevel 8 m ini dapat dengan mudahdipabrikasi daD diinstalasi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonymous, Multypurpose Reseach Reactor Safety Analysis Report, Volume 3 rev 6, Copy No:14, BADAN TENAGA ATOM NASIONAL-Indonesia September (1989).

2. DJARUDDIN HASIBUAN, Metoda Perancangan Penyangga Kaku Pipa Pada Instalasi Nuklir,Bulletin Tridasa Mega, vol 5 No: 1, Maret 1996.

3. Anonymous Manual of steel construction, allowable stress design ninth edition, Chicago 1992.4. ASME, Boiler and Pressure Vessel code, section III division I, sub section NF 1989 edition,

including addenda.5. PAUL. R. SMITH, PE AND THOMAS. J. VAN LAAN, PE, Piping and pipe support systems,

Design and engineering, New York 1984.

40