BAB II

SOROTAN KAJIAN

2.1 Pendahuluan

Di dunia ini terdapat pelbagai jenis jambatan yang dibina, di mana setiap

jambatan yang dibina mempunyai keunikan dan keistimewaan yang tersendiri,

terutamanya jambatan-jambatan yang besar seperti jambatan Pulau Pinang di Malaysia,

Golden Gate di California, jambatan Tsing Ma di China dan banyak lagi. Jambatan-

jambatan yang dibina ini, berlainan dari segi jenis dan teknologi yang digunakan. Dalam

proses pembinaan jambatan pemilihan jenis jambatan dan teknologi yang akan

digunakan bergantung ke atas beberapa faktor yang mempengaruhi struktur jambatan

tersebut.

Dalam sorotan kajian ini, akan menerangkan tentang struktur sesebuah jambatan

khususnya jambatan kabel tambat. Matlamat dalam sorotan kajian ini adalah untuk

memberi kefahaman tentang fungsi serta ciri-ciri pada setiap komponen jambatan.

2.2 Definasi

Jambatan merupakan sebuah binaan daripada kayu, besi, konkrit dan lain-lain

yang merupakan jalan menyeberangi sungai, jalan raya, landasan keretapi dan

sebagainya [7]. Jambatan merupakan struktur yang dibina daripada pelbagai jenis bahan

yang berfungsi menghubungkan dua tempat yang dipisahkan oleh binaan atau struktur

lain seperti sungai, selat, jalanraya, landasan keratapi dan lain-lain, tanpa menutupi

4

binaan tersebut atau laluan dibawahnya. Keperluan jambatan bukan sahaja untuk

lintasan kenderaan dan pejalan kaki tetapi juga digunakan untuk menempatkan beberapa

perkhidmatan lain seperti paip bekalan air, gas dan juga bekalan elektrik. Selain

daripada itu, jambatan mempunyai nilai astistika yang tinggi dan berupaya menjadi

tarikan pelancong.

2.3 Jenis –Jenis Jambatan

Terdapat pelbagai jenis jambatan yang terdapat di seluruh dunia kini.

Pengkelasan jenis jambatan ini bergantung kepada beberapa perkara seperti fungsi

jambatan tersebut, bahan utama yang digunakan, jenis rekabentuk, struktur binaan dan

sebagainya. Secara amnya, jambatan boleh dikategorikan dalam tiga kumpulan utama

iaitu :

a) Jambatan Konkrit

b) Jambatan Keluli

c) Jambatan kayu

Daripada tiga kumpulan utama tersebut terdapat sembilan jenis jambatan yang telah

dikategorikan mengikut struktur dan binaanya seperti dalam Jadual 2.1.

Jambatan kekuda ( Truss Bridge ) Keluli

Jambatan Rasuk ( Beam Bridge ) Konkrit, Keluli, Kayu

Jambatan Gerbang ( Arch Bridge ) Keluli

Jambatan Kekotak Konkrit

( Box Girder Bridge)

Konkrit, Keluli, Kayu

Jambatan Papak Padu

(Solid Slab Bridge)

Konkrit

Jambatan Boleh Bergerak (Moveable

Bridge)

Konkrit

Jambatan Gantung ( Suspension Bridge ) Konkrit, Keluli, Kayu

Jadual 2.1 Material mengikut jenis jambatan

5

2.4 Komponen jambatan

Struktur jambatan konkrit terbahagi kepada dua iaitu, struktur utama (Super

Structure) dan Struktur Bawah (Sub Structure).

2.4.1 Struktur Utama ( Super Structure )

a) Tambakan yang menyokong asas ( Embakment supporting foundation )

b) Asas (Foundation)

c) Tembok landas (Abutment )

d) Tiang Sambut (Pier )

e) Rasuk utama (Girder)

f) Kerangka kekuda ( Trusses )

g) Gerbang ( Arches )

h) Pembetung (Culvert)

i) Diafragma alas beban ( Load bearing diaphragms)

j) Sambungan komponen utama (Connection of primary component )

k) Papak lantai (Deck slab )

l) Turapan jalan ( Pavement )

m) Lapisan pelindung Struktur keluli

2.4.2 Struktur Bawah ( Sub Structure )

a) Tambakan yang tidak menanggung asas

b) Dinding ballast ( Ballast Wall )

c) Dinding sayap (Wings walls)

d) Tembok penahan (Retaining Wall )

e) Alas ( Bearing )

f) Tapak alas ( Bearing seat )

g) Pelindung Cerun ( Slope protection )

h) Penyambungan pengembangan ( Expansion joint )

6

i) Diafragma alas bukan beban

j) Rembat (Bracing )

k) Penyambung komponen kedua

l) Tembok tepi ( Parapet )

m) Saliran bebendul (Kerbs )

n) Jalan sisi ( Sidewal )

o) penuju (Approache )

p) papak tuju ( Approach Slabs )

2.5 Konsep Dalam Jambatan

Dalam memahami konsep jambatan, pengkaji perlulah memahami konsep tegangan

dan mampatan. Kedua-dua ciri ini merupakan elemen yang terpenting bagi

membolehkan jambatan tersebut memanjang. Di bawah pembebanan, jambatan akan

melentur dan terdapat juga struktur yang akan mengalami tegangan dan sebahagian lagi

mengalami mampatan. Kefahaman dalam ciri-ciri mampatan dan tegangan sesuatu

material dan bagaimana untuk mengawal daya yang bertindak akan memudahkan para

jurutera dalam menentukan jenis jambatan dan panjang sesebuah jambatan [3].

2.6 Jambatan Kabel Tambat

Sepanjang dua dekad yang lalu, dengan terhasilnya jambatan kabel tambat

moden di seluruh dunia, ini telah melambangkan kemajuan dalam teknologi kini amnya

dan dalam teknologi pembinaan jambatan khususnya. Dari perspektif yang lebih luas

lagi, jambatan kabel tambat mempamerkan fungsi sebenar komponen sesebuah

jambatan. Dengan adanya jambatan jenis ini penggunaan komponen jambatan dapat

digunakan secara optimum. Seringkali terdengar, jambatan tidak memerlukan ciri–ciri

artistik, tetapi dalam jambatan kabel tambat, ia sudah merangkumi ciri –ciri artistik yang

tinggi sehinggakan ia boleh menjadi kemegahan dan mercu tanda sesebuah negara.

Malahan jambatan jenis ini juga dapat dibina dengan jarak yang besar.

7

2.6.1 Sejarah Perkembangan Jambatan Kabel Tambat [3]

Konsep dan idea pembinaan jambatan kabel tambat, bermula sejak zaman Egypt

lagi. Mereka menggunakan tali atau rantai yang diikat pada tiang bagi menampung rasuk

pada kapal layar mereka.

Pada tahun 1617, Faustus Verantius telah membina jambatan dengan

menggunakan dek kayu yang disokong oleh (Inclined Eyebars). Perkembangan ini

diteruskan lagi dengan terbinanya jambatan King Meadow pada tahun 1817, yang

dibina oleh dua orang Jurutera British. Jambatan ini hanya digunakan oleh pejalan kaki

dan ia berentang 33.6m dengan menggunakan konsep kabel jambatan tergantung yang

disambungkan kepada menara keluli tertuang.

Konsep ini telah diguna pakai dalam pembinaan jambatan Dryburgh Abbey

menyeberangi sungai Tweed di England pada tahun 1817. Rentang jambatan ini telah

dipanjangkan sehingga 79.3m dan lebarnya adalah 1.2m. Kelemahan dalam struktur

jambatan ini adalah begitu ketara, jambatan tersebut akan bergegar apabila orang

melaluinya dan rantai yang menyokong rentang amat mudah bergoyang. Pada tahun

1818, enam bulan selepas ia dibina ribut telah melanda dan jambatan ini telah roboh.

Pelbagai jambatan telah dibina dengan menggunakan konsep ini, malahan

konsep ini telah diperbaiki dan diperbaharui. Namun begitu kebanyakan jambatan yang

dibina roboh. Ini adalah disebabkan jambatan yang dibina gagal untuk menampung

beban angin dan ini menyebabkan kemusnahan jambatan tersebut. Malahan

ketidakfahaman terhadap struktur dan sifat jambatan tersebut menyebabkan kegagalan

dalam struktur jambatan.

Pada tahun 1855, Roebling telah berjaya membina jambatan suspensi yang

pertama yang merentangi sungai Niagara. Jumlah beban telah dibahagikan dalam kabel

dan struktur komponen yang lebih besar. Dengan penggunaan kaedah ini struktur

ambatan adalah lebih kukuh dan ia tidak mudah untuk melentur atau berubah bentuk

8

disebabkan beban yang dikenakan, termasuklah faktor angin. Bemula dari titik tolak

inilah banyak jambatan telah dibina seperti jambatan Ohio, Cincinnati, Brooklyn,

Bonhomme di France. Sejak tercetusnya perang dunia kedua perkembangan pembinaan

jambatan adalah begitu ketara sekali. Bagi memastikan pembinaan jambatan adalah

ekonomik dari segi kos dan bahan, jambatan kabel tambat telah digunakan.

Perkembangan dalam pembangunan sistem jambatan diterajui oleh Dischinger yang

telah membuat kajian tentang jambatan pada tahun 1949.

Selepas tahun 1950, beberapa jenis jambatan kabel tambat dicadangkan, bagi

membina semula jambatan yang menyeberangi Rhine River di Jerman. Dalam

perbandingan yang dibuat, jambatan kabel tambat adalah lebih ekonomi. Dalam masa

yang sama juga firma kejuruteraan Dermag dari Jerman telah merekabentuk jambatan

Stromsud di Sweden. Jambatan ini telah mula dibina tahun 1955 dan ia boleh dianggap

sebagai jambatan kabel tambat moden yang pertama.

Jambatan kabel tambat yang dibina telah membuktikan kemampuannya dalam

menanggung beban kenderaan, angin dan faktor-faktor yang lain. Malahan Jambatan

jenis ini lebih menjimatkan dan mempunyai ciri-ciri artistik yang unik.

2.7 Komponen-Komponen Jambatan Kabel Tambat

Di dalam jambatan kabel tambat, terdapat beberapa komponen utama. Komponen-

komponen inilah yang membezakan diantara jambatan yang lain. Di dalam jambatan

jenis ini terdapat empat komponen utama iaitu :

a) Kabel tambat

b) Menara.

c) Geladak.

d) Rasuk utama.

e) Kerangka kuda.

9

2.7.1 Kabel Tambat

Kabel memainkan peranan yang penting dalam rekabentuk sesebuah jambatan

kabel tambat. Secara tidak langsung fungsi kabel ini bukan hanya untuk menanggung

beban, malahan ia juga turut memberikan suatu permandangan artistik yang cukup unik

dan menarik. Perkembangan dalam teknologi dan material kabel mendorong

perkembangan dalam jambatan kabel tambat ini.

Kabel direkabentuk bagi membolehkan ia menanggung daya paksi yang besar

dari anggota tegangan sesuatu struktur binaan. Kabel juga merupakan anggota yang

boleh melentur, tetapi tidak berupaya untuk menanggung sebarang tegasan mampatan

yang dikenakan keatasnya. Oleh itu, kabel tidak boleh menanggung momen lentur,

kerana kabel tidak menghasilkan momen gandingan dalaman yang mana wujud akibat

dari daya tegangan dan mampatan.

Terdapat pelbagai kabel yang digunakan dalam pembinaan jambatan. Selain

kabel keluli, kabel atau tali yang diperbuat dari gentian sintetik (Synthetic fibres), nilon,

polyproplyene turut digunakan. Kabel yang diperbuat dari bahan gentian ini

mempunyai had kekuatan yang sangat tinggi. Walaubagaimanapun, kabel jenis ini

biasanya mengalami rayapan (Creep) disebabkan oleh beban yang dikenakan keatasnya.

Disebabkan masalah rayapan, kabel keluli tegangan tinggi lebih banyak

digunakan dalam pembinaan jambatan. Kabel mempunyai sifat masing-masing

bergantung keatas sesebuah negara. Misalnya di Jerman kabel lingkaran berkunci

(Locked coil ropes) digunakan, di United Kingdom kabel lilitan spiral (Spiral Ropes)

digunakan manakala di Jepun pula kabel wayar berlilit (Wire strand) digunakan di

Jepun. Apabila panjang rentang sesebuah jambatan kabel tambat semakin besar

bilangan kabel juga turut bertambah. Dengan pertambahan bilangan kabel, daya

tegangan, bilangan keluli pada setiap kabel semakin bertambah dan pemasangan kabel

menjadi semakin kompleks.

10

2.7.1.1 Jenis Kabel

Bagi memastikan jambatan yang dibina adalah kukuh dan mematuhi kriteria yang

dikehendaki terdapat beberapa jenis kabel yang digunakan dalam pembinaan. Kabel ini

juga mempunyai spesifikasi dan standard yang telah ditetapkan.

i. Alas beban berkekuatan tinggi (High load bearing).

ii. Mempunyai modulus young yang tinggi dan stabil.

iii. Rekabentuk yang padat.

iv. Tahan terhadap proses pengaratan.

v. Kebolehkerjaan yang tinggi.

2.7.1.2 Lembar Berspiral

Lembar berspiral terdiri daripada keluli bergalvani yang melingkari keluli utama.

Pada setiap lapisan keluli ia melingkari keluli utama secara berlawanan agar ia dapat

mengimbangi daya pusingan yang dihasilkan oleh daya tegangan yang terhasil dalam

kabel. Rajah 2.1 menunjukkan contoh keratan rentas lembar berspiral. Lembar berspiral

bukanlah merupakan kabel utama yang digunakan dalam pembinaan jambatan, tetapi ia

seringkali digunakan dalam pembinaan jambatan di United Kingdom jambatan Wye di

United Kingdom, ia mempunyai 20 lembar berspiral yang berdiameter 64 mm yang

disambungkan kepada menara jambatan.

Lembar berspiral Lembar lingkaran berkunci

Rajah 2.1: Lembar berspiral dan lembar lingkaran berkunci

11

2.7.1.3 Lembar Lingkaran Berkunci

Lembar lingkaran berkunci masih tergolong dalam lembar pintalan berspiral.

Perbezaanya adalah, pintalan kabel ini mengunci antara satu sama lain. Sifat saling

mengunci akan menghasilkan faktor pengisian yang tinggi terhadap jisim kabel yang

mempunyai diameter yang sama dengan lembar pintalan berspiral. Diantara kelebihan

dalam menggunakan kabel jenis ini adalah :

a) Meningkatkan perlindungan pengaratan.

b) Bentuk yang padat dan baik untuk nilai – nilai estetika.

c) Keupayaan untuk menanggung tegasan cengkaman yang tinggi.

d) Mempunyai rintangan yang lebih baik.

e) Kekangan pada dawai yang paling luar.

2.7.1.4 Kabel Wayar Selari (Parallel Wire Strands)

Rajah 2.2: Kabel wayar selari

Rajah 2.2 menunjukan kabel wayar ikatan selari atau singkatannya PWS

(Parallel wire strands), di mana keluli digalvanikan dan diatur secara selari dalam

bentuk heksagon. Kebarangkalian lembar jenis ini untuk berputar adalah rendah, PWS

mempunyai modulus young sebesar 196 kN/mm2 yang bersamaan dengan sebatang

keluli bergalvani. Apabila keluli ini digabungkan sehingga menjadi satu lembar ia

mempunyai ketahanan yang tinggi.

12

Lembar jenis PSW ini digunakan dalam pembinan jambatan Toyosato yang

dibina pada tahun 1970 dan telah siap pada tahun 1982. Malahan PSW turut digunakan

dalam pembinaan jambatan Pulau Pinang.

2.7.1.5 Kabel Wayar Ikatan Selari (Parallel Wire Bundle PWB)

Rajah 2.3 : Kabel wayar ikatan selari

Kabel wayar ikatan selari diperbuat daripada wayar bergalvani yang berdiameter

5- 7 mm dan mempunyai kekuatan 1770 -1570 Mpa. Selain daripada itu, ia mempunyai

had elastik yang sama dan sifat kelegaan yang rendah. Bagi menjamin kabel agar

mempunyai kekuatan yang mencukupi tali keluli dipintal di sekeliling ikatan wayar.

Kabel wayar ikatan selari ini juga dikelilingi oleh satu tiub lompang diisi dengan bahan

penahan kakisan.Ini dapat memberikan ketahanan kabel terhadap kakisan. Rajah 2.3

menunjukan keratan rentas kabel wayar ikatan selari.

2.7.1.6 Pintalan Ikatan Selari (Paralllel Strand Bundles PSB)

Rajah 2.4 : Pintalan ikatan selari

13

Kabel pintalan selari secara amnya mempunyai susunan yang sama dengan kabel

wayar selari. Jika diperhatikan kepada Rajah 2.4, terdapat sedikit perbezaan, dimana

pintalan wayar tunggal digantikan dengan lembar tujuh wayar yang berukuran 7mm.

Komponen wayar yang kecil digunakan bagi mengatasi kekuatan tegangan yang tinggi.

Malahan ia tahan terhadap pengaratan walaupun terdedah kepada cuaca.

2.7.1.7 Kabel Bar (Bar Cables)

Rajah 2.5 menunjukan kabel bar yang terdiri daripada keluli dan mortar simen.

Terdapat 7 hingga 10 keluli bar yang berdiameter 26.5 mm, 32mm atau 36mm

bergantung ke atas jenis kabel tersebut. Bar keluli ini, mempunyai tegasan 1080 Mpa

dan tegasan gagal adalah 1230 Mpa. Keluli ini akan diletakkan ke dalam tiub keluli

sebelum ia diisi dengan simen.

Rajah 2.5 : Kabel Bar

2.8 Susun Atur Kabel Tambat

Jambatan kabel tambat terbahagi kepada empat sistem asas seperti yang

ditunjukan dalam Jadual 2.2 [3].

2.8.1 Sistem penumpu (Converging System )

Dalam sistem ini keseluruhan kabel disambungkan pada suatu menara

jambatan. Pada teorinya, susunan kabel ini boleh dikatakan terbaik. Dalam sistem ini

14

semua kabel disambungkan kepada menara jambatan, ia akan menghasilkan kecerunan

yang maksimum terhadap paksi mendatar jambatan tersebut. Dengan wujudnya sistem

ini bilangan kabel dapat dikurangkan. Walaupun dengan bilangan kabel yang sedikit ia

masih mampu untuk menanggung beban mati dan beban hidup. Oleh itu, dek jambatan

tidak perlu menanggung beban yang besar kerana beban telah dipindahkan kepada kabel.

Walaubagaimanapun bilangan kabel yang disambungkan pada menara,

mempunyai had yang tertentu. Ini bagi mengelakkan pelana yang menyokong kabel

tidak terlalu padat. Pada peringkat perincian ia menjadi semakin rumit disebabkan

susunan kabel dan sebahagian daripada daya pugak turut diagihkan.

2.8.2 Sistem Hap Dan Kabel Selari (Harp Or Parallel System )

Dalam sistem hap ini, kabel disambungkan pada ketinggian yang berbeza-beza

dan kabel tersebut adalah selari antara satu sama lain. Sambungan kabel tidak bertumpu

pada suatu titik seperti yang digunakan dalam sistem penumpu. Kabel ini disambung

dari bawah kaki menara sehinggalah di hujung atas menara. Ini akan mewujudkan suatu

pemandangan artistik yang menarik. Namun begitu, susunan kabel telah menyebabkan

berlakunya daya lenturan terhadap menara jambatan.

Dengan adanya sistem hap, rentang utama mempunyai ketahanan terhadap daya

lenturan dan tidak mudah untuk mengalami perubahan bentuk. Bilangan kabel yang

diperlukan dalam jambatan jenis hap, adalah lebih banyak jika dibandingkan dengan

rekabentuk susunan kipas. Ketinggian menara jambatan turut memberikan kesan

terhadap daya lenturan yang bertindak ke atas rentang.

2.8.3 Rekabentuk Kipas Atau Sistem Pertengahan

Rekabentuk kipas atau sistem pertengahan adalah berdasarkan konsep hap, tetapi

telah dibuat beberapa pengubahsuaian. Daya yang bertindak pada kabel tambat adalah

kecil dan hanya satu dawai sahaja yang digunakan. Kesemua dawai adalah terikat mati

15

pada menara jambatan. Di antara jambatan yang menggunakan rekabentuk kipas ini

adalah jambatan Nord, Bon di Jerman.

2.8.4 Rekabentuk Bintang

Dalam rekabentuk bintang ia mempunyai nilai-nilai artistik yang tinggi dari

aspek penyusunan kabel. Namun begitu sistem ini menyalahi prinsip dalam rekabentuk

kabel, di mana penyambungan kabel pada menara jambatan sepatutnya disambungkan

lebih banyak pada rasuk utama agar beban dapat diagihkan [3].

Jadual 2.2 :Sistem rekabentuk kabel

2.9 Kedudukan Kabel

Pada amnya terdapat tiga kaedah utama dalam menentukan kedudukan kabel

sesebuah jambatan [3].

2.9.1 Sistem Dua Satah Menegak

Terdapat dua susunan alternatif yang boleh digunakan apabila menggunakan

sistem ini. Kabel yang ditambat terletak pada bahagian luar struktur dek. Manakala

dalam alternatif kedua kabel ditanam di dalam rasuk utama jambatan. Altenatif yang

16

pertama adalah lebih baik jika dibandingkan dengan alternatif yang kedua, dalam

alternatif yang pertama kabel tidak terlalu banyak pada dek jambatan jika dibandingkan

dengan alternatif kedua. Rajah 2.6 menunjukan sistem dua satah menegak yang

mempunyai dua alternatif dalam ikatan kabel.

Rajah 2.6 : Sistem dua satah menegak

2.9.2 Sistem Dua Satah Condong

Sistem ini digunakan buat pertama kalinya di jambatan Severin di Cologne,

Jerman. Sistem ini mempunyai kelainan dalam aspek penyusunan kabel. Rajah 2.7

menunjukan kabel ditambat pada hujung tepi jambatan dan disambungkan pada suatu

titik pada menara jambatan yang berbentuk A.

Penggunaan sistem ini, lebih sesuai untuk jambatan yang mempunyai rentang

yang panjang. Dalam penggunaan sistem ini, menara perlulah mempunyai ketinggian

yang bersesuaian kerana ketinggian menara mempengaruhi lenturan yang bertindak pada

bahagian sisi jambatan. Lenturan yang bertindak disebabkan dari kerangka jambatan.

Kelebihan pada sistem ini adalah ia mempunyai ketahanan terhadap daya angin yang

boleh menyebabkan pergerakan memusing pada dek jambatan.

Rajah 2.7 Sistem Dua Satah Tunggal

17

2.9.3 Sistem Satah Tunggal

Rajah 2.8 : Sistem satah tunggal

Dalam sistem ini, ia agak berlainan dari sistem yang lain. Dalam Rajah 2.8

menunjukan hanya satu menara yang berada di tengah-tengah dek jambatan. Dalam kes

ini, kabel berada dalam keadaan jejalur tetunggal menegak (Single Vertical Strip).

Secara tidak langsung sistem ini telah mewujudkan pembahagi kepada jalan raya.

Kaedah ini merupakan, kaedah yang tidak memerlukan kos yang tinggi dan ia masih

mempunyai nilai-nilai astestik yang menarik. Sistem ini mempunyai kelebihan, di mana

tiang sambut (Pier) yang digunakan adalah kecil. Saiz tiang sambut yang digunakan

bergantung kepada lebar rasuk utama. Dalam jambatan yang jenis ini, rasuk utama yang

digunakan adalah rasuk kekotak (Box Girder).

2.10 Jenis Menara

Menara merupakan salah satu komponen yang terpenting dalam pembinaan

jambatan. Terdapat beberapa jenis menara yang sering digunakan dalam pembinaan

jambatan kini. Rajah 2.9 menunjukan jenis menara yang sering digunakan dalam

pembinaan jambatan.

Rajah 2.9 :Jenis-jenis menara

18

a. Kerangka gerbang trapezoidal

b. Menara berkembar

c. Kerangka A

d. Menara tunggal

Pada peringkat awal pembinaan jambatan kabel tambat, menara jenis gerbang

digunakan seperti juga dalam jambatan gantung. Menara jenis gerbang, digunakan bagi

mengelakkan dari berlakunya lenturan atau perubahan bentuk jambatan disebabkan

beban angin yang dipindahkan ke kabel terus kepada menara. Walaubagaimanapun

setelah beberapa kajian dibuat, daya mendatar yang bertindak pada kabel adalah kecil.

Malahan kabel yang ditambat secara condong memberikan stabiliti terhadap daya

kekangan apabila berlakunya pergerakan menara secara melintang.

Menara tunggal atau menara berkembar adalah stabil pada arah sisinya, selagi

aras penambatan kabel terletak atas daripada bahagian bawah menara. Apabila

berlakunya perubahan pada bahagian atas sisi menara disebabkan oleh daya angin,

panjang kabel semakin meningkat dan menyebabkan peningkatan dalam daya tegangan.

Daya tegangan yang dihasilkan ini akan menyebabkan wujudnya daya tersimpan.

Momen membujur yang bertindak pada menara adalah terbatas oleh daya kekangan yang

memberikan kesan kepada kabel yang ditambat pada penambat menara. Terdapat tiga

kaedah dalam menyelesaikan masalah ini :

2.10.1 Menara Diikat Pada Asas Jambatan

Dalam kaedah ini daya lenturan yang besar dihasilkan oleh menara. Kebanyakan

jambatan kabel tambat yang dibina di Jerman menggunakan kaedah ini. Kaki menara

yang diikat tetap pada asas adalah lebih fleksibel, beban dan suhu tidak memberikan

kesan yang ketara terhadap struktur jambatan.

19

2.10.2 Menara Diikat Tetap Pada Struktur Utama

Kaedah ini seringkali digunakan dalam rasuk kekotak konkrit tetunggal, menara

secara amnya terikat tetap pada rasuk tersebut. Dengan penyusunan yang baik, ia secara

tidak langsung memperkuatkan rasuk untuk memberikan kekuatan pada alas jambatan.

Rasuk utama juga mempunyai ketahanan terhadap daya tambahan melintang yang

disebabkan oleh peningkatan daya sesaran dalam alas.

2.10.3 Menara Bersendi

Pada asasnya, menara akan disendikan pada asas jambatan. Kaedah ini dapat

mengurangkan daya lenturan di dalam jambatan. Jika keadaan tanah tidak stabil kaedah

ini tidak sesuai untuk digunakan.

2.11 Rasuk Utama Dan Kerangka

Terdapat tiga jenis rasuk asas yang digunakan dalam pembinaan jambatan.

a. Rasuk keluli.

b. Kerangka kekuda.

c. Rasuk konkrit tetulang dan konkrit pra-tegasan.

20

Jadual 2.3 : Rasuk Utama

2.11.1 Rasuk Utama @ Keluli

Rasuk keluli terbahagi kepada dua jenis iaitu rasuk I dan rasuk kekotak. Jadual

2.3 menunjukan jenis-jenis rasuk. Rasuk jenis I tidak banyak digunakan untuk

pembinaan jambatan yang mempunyai panjang rentang yang besar. Ini kerana

penggunaanya tidak menjimatkan kos jika dibandingkan dengan penggunaan rasuk

kekotak konkrit.

Manakala rasuk kekotak pula boleh mencapai panjang sehingga 300 m seperti

yang ditunjukan dalam Rajah 2.4. Malahan ia mempunyai ketahanan yang tinggi

terhadap pembebanan, bengkokan (Buckling) dan kakisan. Disamping itu, rasuk kekotak

mempunyai kelebihan dalam melawan puntiran.

21

Jadual 2.4: Panjang rentang rasuk mengikut jenis dan kaedah pembinaan

2.11.2 Kekuda

Kekuda jarang digunakan dalam pembinaan jambatan kabel tambat berbanding

dengan galang web padu. Ini disebabkan oleh pandangan yang kurang menarik dan

kekuda memerlukan penyelenggaraan dan fabrikasi yang banyak. Malahan masalah

yang paling ketara adalah perlindungan dan ketahanan terhadap pengaratan dan hakisan.

Rajah 2.5 menunjukan jenis-jenis kekuda.

22

Jadual 2.5 : Jenis – jenis kekuda

2.11.3 Konkrit Pra Tegasan

Dalam era teknologi kini, kebanyakan rasuk jambatan direkabentuk dengan rasuk

pra-tegasan (Prestressed beam) samada pra-tegangan (Pre-tension) atau pasca-tegangan

(Post - tension). Konkrit pra-tegasan (Prestressed concrete) merupakan konkrit pra

mampatan. Daya mampatan dikenakan sebelum konkrit mula bertindak untuk

mengimbangi bahagian konkrit yang berlaku tegasan tegangan semasa berkhidmat.

Konsep ini dapat menghasilkan keratan konkrit yang paling berkesan dari segi kekuatan

tegangan dan saiz paling efektif. Konkrit kuat dalam mampatan tetapi lemah dalam

tegangan. Jika dikenakan beban pada pertengahan rentang, rasuk akan melentur. Dalam

keadaan ini, bahagian bawah keratan rasuk mengalami tegasan tegangan manakala

bahagian atas mengalami tegasan mampatan. Ini dapat diatasi dengan 2 kaedah iaitu

dengan menambah tetulang keluli atau menambah tendon pra-tegasan.

23

Kelebihan konkrit pra-tegasan adalah ia lebih efektif berbanding dengan konkrit

tetulang. Saiz keratan yang digunakan lebih kecil dan dapat mengurangkan berat sendiri.

Ia juga dapat menjimatkan kos pembinaan dan dapat membentuk rentang yang panjang

melebihi 10 m. Penggunaan konkrit pra tegasan dapat mengurangkan kesan pesongan

dan keretakan struktur. Ia dapat diperolehi dalam pelbagai jenis bentuk keratan dan

kedalaman rasuk bersesuaian dengan keperluan projek.

2.12 Faktor Sekeliling

2.12.1. Beban Angin

Kesan beban angin ke atas jambatan boleh menyebabkan kemusnahan, di mana

terdapat beberapa jambatan yang telah musnah hanya disebabkan oleh faktor angin ini.

Jambatan tergantung merupakan jambatan yang paling kritikal dengan tindakan beban

angin, jika dibandingkan dengan jenis jambatan yang lain. Namun begitu beban angin

turut memberi kesan kepada jambatan yang mempunyai rentang yang panjang.

Para pengkaji kini telah menumpukan perhatian dalam mengkaji kesan angin

terhadap jambatan dengan menggunakan “wind tunnel”. Struktur jambatan dapat

diperkuatkan lagi bagi menampung beban angin. Terdapat dua jenis beban angin yang

bertindak ke atas jambatan :

2.12.1.1 Angin Permukaan Bumi ( Earth Wind Surface Layer )

Angin permukaan bumi terhasil daripada kekasaran dan bentuk muka bumi serta

geseran cecair yang berkait rapat dengan kepekatan udara. Disebabkan keadaan ini,

kelajuan angin meningkat dari kosong bermula dari permukaan bumi hinggalah

kecerunan angin mencapai 300m ke 600m di atas permukaan bumi seperti yang

ditunjukan dalam Rajah 2.10. Putaran angin dapat dikategorikan dengan agihan secara

rawak oleh bentuk gangguan.

24

Rajah 2.10 :Kelajuan angin pada pelbagai ketinggian

2.12.1.2 Beban Angin Statik

Dalam fenomena dinamik ia boleh menyebabkan kemusnahan dan kerosakan

struktur jambatan disebabkan oleh hayunan dari beban angin. Beban angin minimum

merupakan elemen yang penting dalam perjumlahan beban jambatan. Beban angin yang

bertindak ke atas jalan di atas dek atau gelegar jambatan, menara dan kabel

menyumbangkan kepada beban statik.

Beban angin statik bertindak pada struktur jambatan secara melintang dan

menegak. Beban angin melintang memberikan kesan yang besar terhadap struktur

jambatan, terutamanya jambatan yang mempunyai rentang dan lebar melebihi 20 m dan

10 m masing-masing. Malahan tinggi dari beban tanah, turut memberikan kesan yang

berbeza beza terhadap kelajuan angin. Bagi jambatan yang berada diatas permukaan laut

atau air, ketinggian diukur dari permukaan laut. Jadual 2.6 menunjukan faktor kelajuan

angin berdasarkan ketinggian.

25

Jadual 2.6: Kelajuan angin mengikut ketinggian jambatan dari permukaan tanah

2.12.2.3 Pusaran Angin (Vortex)

Apabila angin bertiup merentasi struktur yang kecil atau langsing dengan

permukaan yang lebar dan tegak, seperti kekotak dan struktur bulat satu bentuk pusaran

angin akan terhasil pada struktur tersebut. Rajah 2.11 menunjukan pusaran angin

bertindak pada struktur jambatan.

Pergerakan yang disebabkan pusaran angin hanya terjadi pada kelajuan angin

yang tertentu. Kelajuan angin yang kritikal bagi jambatan kabel tambat adalah dalam

lingkungan 25km/h sehingga 50km/h. Keluasan yang maksimum pada suatu jambatan

bukanlah sebagai suatu ukuran bagi menjamin keselamatan dan kekukuhan jambatan

tersebut. Secara teorinya, suatu struktur dikatakan mempunyai bentuk aerodinamik yang

baik, perlu memenuhi ciri-ciri dari sudut kedalaman dan nisbah lebar. Walau

bagaimanapun beberapa pergerakkan lain di dalam struktur jambatan turut

26

diambil kira, pecutan graviti, kelajuan angin diatas dek mestilah kurang daripada

50km/h. Had ini ditetapkan bagi keselamatan dan keselesaan pengguna.

Rajah 2.11 : Pusaran angin

2.12.2 Gempa Bumi

Gempa bumi adalah pergerakkan kerak bumi disebabkan oleh lipatan tanah.

Apabila gempa bumi berlaku, tanah bergerak dalam semua arah. Gempa bumi berlaku

hanya beberapa kali dalam sehari di seluruh dunia, tetapi gempa bumi yang mempunyai

magnitud yang besar dan boleh menyebabkan kerosakkan adalah jarang berlaku.

Magnitud gempa bumi diukur dalam skala magnitud Richter. Gempa bumi gerakkan

kuat iaitu yang bermagnitud lebih dari 6 skala Richter boleh menyebabkan kerosakan

pada struktur.

2.12.2.1 Kelakuan Gempa Bumi Ke Atas Jambatan

Struktur jambatan yang kecil atau langsing mempunyai keupayaan yang tinggi

dalam menghadapi gempa bumi. Pada amnya kegagalan struktur jambatan yang

berkaitan dengan gempa bumi adalah disebabkan kelemahan dalam penyambungan di

antara struktur atas dengan struktur bawah seperti tambakan dan tiang sambut.

27

2.12.2.2 Jambatan Kabel Tambat Dan Gempa Bumi

Dalam merekabentuk sesebuah jambatan jenis kabel tambat ketahanan terhadap

gempa bumi turut dititik beratkan. Masalah yang timbul, adalah lebih sukar jika

dibandingkan dengan merekabentuk jambatan berentang pendek bagi sebuah lebuhraya.

Kini, sudah terdapat undang-undang dan kod amalan pembinaan, setiap jambatan yang

dibina memerlukan ketahanan asas terhadap gempa bumi.

2.12.2.3 Faktor – faktor berlakunya gempa bumi

Kelakunan-kelakunan struktur harus diperhatikan kerana kejadian gempa bumi

berdasarkan kepada empat faktor utama. Tindakan kelakunan terhadap struktur jambatan

mempunyai hubungan rapat dengan keempat-empat faktor berikut :

a) Kesan Jarak (Distant fault)

Gelombang gempa bumi tersebar dalam jarak yang besar, walaupun sesebuah

tempat itu tiada sebarang aktiviti gempa bumi, tetapi jika ia berdekatan dengan negara

yang mengalami aktiviti gempa bumi, ia turut memberi kesan kepada tempat tersebut.

b) Kesan persekitaran ( Local.fault )

Kesan persekitaran berpunca dari keadaan bentuk muka bumi seperti rekahan

tanah. Rekahan tanah menunjukkan perubahan yang berlaku dibawah bumi. Perubahan

yang berlaku kepada bentuk bumi boleh menyebabkan bencana alam seperti Tsunami

dan gempa bumi.

c) Titik Buta (Blind fault)

Titik buta (Blind fault) adalah kesan yang tidak dapat dilihat disebabkan

kedudukanya yang berada di dalam tanah.

28

Contohnya, apabila ada berlaku gempa bumi dari negara jiran kita akan merasa sedikit

gegaran.

d) Bowl of Jelly

Kesan “Bowl of jelly” berkait rapat dengan keadaan sesuatu tanah. Jika keadaan

tanah tersebut adalah lemah, gelombang gempa bumi akan menyebabkan bangunan di

atasnya roboh. Jika diperhatikan dari konsep agar-agar, jika disentuh agar-agar tesebut,

keseluruhanya akan bergegar, begitu jugalah dengan keadaan tanah yang lemah.

2.12.2.4 Jenis getaran

a. Getaran Bebas (Free Vibration)

Apabila gangguan luaran yang dikenakan pada suatu struktur, ia akan bergerak

sebagai tindakan tindakbalas terhadap gangguan tersebut. Sebagai contoh, fenomena ini

dapat dilihat dalam keadaan beban dinamik. Satu jisim dikenakan pada struktur dan

dilepaskan, jisim tersebut akan menghasilkan daya impuls ataupun daya tekanan yang

menyebabkan penghasilan halaju asas. Ini menyebabkan berlakunya gerakan pada

struktur hasil dari anjakan struktur asas.

b. Getaran Paksa (Forced Vibration)

Getaran paksa adalah getaran yang terhasil disebabkan oleh tindakan daya luaran.

Daya luaran ini bergatung pada. masa. Contoh daya tindakan luaran adalah seperti

angin dan daya anjakan akibat gempa bumi. Magnitud bagi tindakan daya atau tindakan

anjakan tidak bergantung kepada pergerakan struktur. Sebaliknya, pergerakan sistem

strukrur tersebut akan berkurang terhadap masa akibat wujudnya redaman. Secara

amnya, getaran paksa akan wujud selagi tindakan daya luaran dan getaran bebas masih

aktif.

29

c. "Self - Excited Vibration"

"Self - Excited Vibration" disebabkan oleh daya yang terhasil akibat daripada

anjakan ataupun perubahan (defomations) pada suatu sistem. Jenis getaran ini berlainan

dengan getaran paksaan, daya yang mengakibatkan getaran ini akan menggencat bila

gerakan struktur berhenti.