Bab I Lockgate Bram.docx

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG Sudah dari dahulu kala tranportasi air telah menunjukan keunggulan untuk mengangkut barang dalam jumlah yang besar. Keuntungan utama transportasi air adalah biaya yang relative murah dibanding yang lain,sehingga sangat menarik bagi tranportasi dalam jumlah yang besar. Hambatan tranportasi sungai adalah kadangkala lambat dan terbatasnya route. Disamping itu beberapa saluran/banjir tidak dapat dilewati secara menerus karena air dangkal saat surut. Sungai-sungai sebagai sarana tranportasi tidak memerlukan investasi yang besar dibanding transportasi darat maupun udara. Pemeliharaan diperlukan untuk menjaga agar sungai/saluran tidak mendangkal, menyempit, arusnya tidak terlalu kencang, serta menghindari pohon-pohon tumbang/tumbuhan dan kotoran terapung menghalangi jalur lalu lintas. Demikian pula pemindahan barang dari kapal ke darat harus mudah, untuk itulah diperlukan bangunan-bangunan air untuk menunjang transportasi air tersebut. Transportasi sebagai urat nadi kehidupan sangat dituntut peranannya dalam roda pembangunan negara. Pada dasarnya fungsi dari sistem transportasi beserta sarana dan fasilitasnya adalah sebagai elemen yang menghubungkan titik-titik yang terpisah di dalam ruang dengan berbagai mekanisme yang terdapat didalamnya. Salah satu bangunan yang menunjang transportasi di air adalah Bangunan Penerus yang berguna untuk mengatasi perbedaan elevasi dan kemiringan muka air pada sungai yang menyulitkan transportasi bagi kapal untuk melewati daerah tersebut dimana hal ini sering terjadi di sungai, danau dan kanal. Bangunan penerus juga dapat ditempatkan pada terusan yang menghubungkan samudera. Sehingga pada makalah ini penulis merasa perlu untuk membahas tentang Bangunan Penerus.

1

1.2 RUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang tersebut didapat suatu rumusan masalah antara lain sebagai berikut : 1. Apa saja klasifikasi Bangunan Penerus ? 2. Apa prinsip konstruksi Bangunan Penerus ?

1.3 TUJUAN Adapun tujuan dari penulisan makalah tentang “Perencanaan Bangunan Penerus” yaitu : 1. Untuk mengetahui klasifikasi Banguan Penerus 2. Untuk mengetahui prinsip konstruksi Bangunan Penerus.

2

BAB II PEMBAHASAN

2.1 BANGUNAN PENERUS Air selain sebagai kebutuhan pokok bagi kehidupan yang mempunyai nilai yang tinggi juga dapat dimanffatkan untuk sebagi lalu lintas air yang murah dalam hal ini lalu lintas air daratan. Sistem lalu lintas daratan terdiri dari alur sungai, danau dan kanal yang biasanya mempunyai kemiringan dan perbedaan elevasi yang cukup besar. Dalam sejarah panjang nya lalu lintas air daratan telah melalui tahapan perkembangan teknologinya dan di beberapa negara pada masa-masa mendatang lalu lintas air daratan merupakan bagian yang penting dan integral dalam infrastruktur transportasi. Keuntungan-keuntungan dari lalu lintas air daratan antara lain: 1.

Kebutuhan energi rendah : konsumsi energi spesifik kurang lebih 80% dari transportasi kereta api dan 30% lebih rendah dibandingkan transportasi jalan raya.

2.

Total ongkos yang rendah ditinjau dari volume angkutan.

3.

Pengaruh lingkungan sangat kecil.

4.

Kebutuhan lahan sedikit.

5.

Kemungkian terjadinya kecelakaan kecil dibandingkan dengan lalulintas darat.

6.

Kapasitasi dan kemudahan dalam pengangkutan.

Namun demikian lalu lintas air terutama yang melalui sungai tidak selalu aman. Adanya batu besar yang terendam dalam air, pohon tumbang, aliran sedimen atau gangguan lain yang bersifat tetap akan menimbulkan banyak masalah disamping juga kondisi alar angkutnya. Oleh karena-nya dalam lalu lintas air daratan dibutuhkan persyaratan yang terkait dengan :

3

1.

Kedalaman air

2.

Lebar sungai

3.

Belokan sungai

4.

Alinemen sungai

5.

Kecepatan aliran

6.

Waktu pembukaan dan penutupan pintu

7.

Fasilitas terminal

Sedangkan untuk mengatasi perbedaan elevasi dan kemiringan muka air pada sungai tersebut dilengkapi dengan bangunan penerus. Bangunan penerus ini merupkan bendungan gerak yang berpintu ganda. Pintu tersebut dapat bertingkat dan terdiri lebih dari 2 buah.

Gambar 2.1 Bangunan penerus dengan pintu geser vertikal (tipe pintu ganda)

2.2 KLASIFIKASI BANGUNAN PENERUS Bangunan penerus dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsi dan komposisi ruangan: a. Klasifikasi berdasarkan fungsi i.

Bangunan penerus untuk sistem lalu lintas air daratan Bangunan penerus untuk sistem lalu lintas air daratan di sungai, danau dan kanal umumnya ditempatkan pada lokasi sebagai berikut :

4

~ pertemuan atau percabangan sungai ~ bendungan atau pintu air pada sungai-sungai ~ pertemuan sungai dengan kanal ~ terjunan atau perpindahan elevasi suatu kanal

ii.

Bangunan penerus pada terusan Bangunan penerus yang ditempatkan pada terusan yang menghubungkan samudera. Contoh yang terkenal di terusan Panama, yaitu bangunan-bangunan penerus Gatun dan Pedro Miguel.

b. Klasifikasi berdasarkan komposisi ruangan i.

Bangunan penerus berpintu tunggal. Bangunan penerus tipe ini biasanya dibangun pada pintu pelabuhan laut atau pelabuhan di muara sungai. Pintu dibuka saat elevasimmuka air tinggi agar kapal dapat bergerak secara bebas, tetapi apabila dalam apungnya (draft) tidak mencukupi, pintu ditutup untuk memperoleh dalam apung yang diperlukan.

ii.

Bangunan penerus berpintu ganda. Bangunan penerus tipe ini dibangun pada sungai dan kanal biasa dan kedua pintunya ditempatkan masing-masingpada kedua ujung kolambangunan penerus yang hanya terbuka ke satu arah (pintu air siku-siku) atau pintu

Gambar 2.2 Bangunan penerus dengan pintu air siku-siku (tipe pintu ganda)

5

iii.

Bangunan penerus bolak-balik Tipe bangunan penerus ini biasanya digunakan agar air di kedua sisinya naik bergantian dan pada kanal-kanal yang alirannya bolak-balik, sehingga elevasi muka air di kedua ujungnya. Bangunan penerus tipe ini digunakan pintu geser secara bergantian (Gb. 10.3). Apabila pada bangunan penerus tipe ini digunakan pintu geser, maka konstruksi hams mampu menahan tekanan air pada kedua sisinya.

iv.

Bangunan penerus berjalur ganda Bangunan penerus berlajur ganda terdiri dari dua bangunan penerus yang letaknya berdampingan dan sejajar untuk menampung lalu lintas yang padat. Kadang-kadang terdapat pula bangunan penerus berjalur ganda, tetapi besarnya tidak sama, dimana kapal-kapal yang kedl melalui bangunan penerus yang kedl pula. Dalam keadaan demikian masing-masing bangunan penerus digunakan untuk lalu lintas dua arab.

v.

Bangunan penerus tipe ini digunakan pada jalur lalu lintas yang perbedaan tingginya sangat besar, sehingga ruang tunggunya hams terdiri dari beberapa tingkat membentuk semacam terap memanjang dan biasanya pintu-pintunya ditempatkan di antara ruang-ruang tunggu.

Gambar2.3 Bangunan penerus berpintu ganda dengan pintu air siku-siku 6

2.3 PRINSIP KONSTRUKSI DAN BAGIAN-BAGIAN BANGUNAN PENERUS Seperti yang tertera pada gambar 1.3 bangunan penerus terdiri dari ruangan pintu (gate chambe) untuk membuka dan menutup pintu dan kolam tunggu (lock chamber) untuk mengatur kapal-kapal dan mengatur elevasi muka air. Ruang pintu yang terletak pada muka air yang lebih tinggi disebut ruang pintu hulu, sedang yang terletak pada elevasi muka air yang lebih rendah disebut pintu hilir. Umumnya digunakan dua tipe pintu, yaitu pintu siku-siku dan pintu geser. Peralatan pembukaan dan penutupan pintu siku-siku sangat sederhana, tetapi niudah terganggu oleh endapan yang terdapat di dasar ruang pintu.

Gambar 2.4 Bangunan penerus berpintu gandadengan pintu geser vertikal

Sebaiknya

pembukaan

dan

penutupan

pintu

geser

(Gambar

2.4)

membutuhakan mekanisme penggerak bertenaga yang besar serta membutuhkan menara pengangkat pintu dan biasanya harganya mahal, tetapi mudah pengoperasiannya dan jarang terjadi gangguan. Untuk bangunan penerus bolak-balik yang menerima tekanan air pada kedua sisinya, pintu ini sangat meguntungkan karena dapat menggunakan sebuah pintu saja. Guna mengatur elevasi muka air, maka pada ruang pintu terdapat terowongan untuk pengisian dan pengosongan kolam tunggu yang dilengkapi katup-katup pengatur. 7

Dimensi bangunan penerus disesuaikan rencana kapal-kapal yang akan melintasinya, yang diperoleh dari pengumpulan data selama satu tahun atau lebih. Adapun yang menyangkut kapal-kapal yang akan melintas adalah jenil, ukuran, dalam apung, kepadatan dan waktu pelayaran. Selain itu harus diperhatikan pula kemungkinan-kemungkinan terjadinya perubahan tipe kapal-kapal. Lokasi penempatan bangunan penerus baru dapat ditetapkan setelah diadakan survei dan penelitian yang seksama terhadap bentuk alur, debit, kecepatan arus, sedimentasi, dll. a. Ruang pintu Ruang pintu berfungsi untuk tempat mengatur pembukaan dan penutupan pintu, yang biasanya terdiri dari dinding samping dan lantai pintu

serta

dilengkapi

dengan

terowongan

pengisisan

atau

pengosongan ruang tunggu. Jika digunakan pintu geser maka ruang pintu dilengkapi dengan menara pengangkat pintu. Dinding samping harns mampu bertahan terhadap tekanan air, tekanan tanah, beban mati pintu, tekanan air pada pintu dan beban menara pengangkat. Lantai harus cukup tebal agar bobotnya mampu mengimbangi gaya angkat, dilengkapi dengan tirai kedap air yang mampu memperlambat aliran rembesan, sehingga gejala piping dapat dicegah, terutama pada saat tetjadi perbedaan elevasi muka air yang paling besar. Pada saat pintu geser dibuka penuh supaya terdapat tinggi jagaan yang mencukupi, sehingga kapal-kapal dapat melintasi ruangan pintu secara aman. Ruangan pintu dibangun dengan konstruksi beton bertulang dan pelaksanaannya hampir sarna dengan cara pelaksanaan pembangunan pintu air. b. Kolam tunggu Kolam tunggu terdiri dari dinding samping dan lantai. Dinding samping biasanya berposisi vertikal, tetapi kadang-kadang agak miring keluar.

8

Ditinjau dari konstruksinya dinding samping dan lantai dapat dibangun secara terpisah, tetapi dapat juga disatukan. Dinding samping vertikal biasanya dibangun dengan bahan beton biasa, beton bertulang atau tiang sekat baja, sedangkan dinding samping miring dibangun dari pasangan bata atau pasangan blok beton. Lantai yang konstruksinya terpisah dari dinding samping biasanya dibangun dari pasangan batu, blok beton atau beton biasa, untuk lantai yang konstruksinya disatukan dengan dinding samping dibuat dari beton bertulang. c. Terowongan pengisisan dan pengosongan Terowongan pengisian dan pengosongan kolam tunggu berfungsi mengatur elevasi muka air dalam kolam tersebut. Terowongan tersebut ditempatkan di bagian bawah ruang pintu dan dilengkapi dengan katup pengatur aliran. Katup pengatur aliran dapat berupa pintu geser, pintu tipe kipas atau pintu putar. Penampang terowongan ditentukan berdasarkan lama waktu tunggu dan kecepatan naikturunnya muka air dalam kolam tunggu. Kenaikan dan penurunan elevasi muka air yang terlalau cepat dapat menimbulkan goncangan yang dapat membahayakan kapal-kapal yang terdapat di kolam tunggu. Kecepatan kenaikan elevasi muka air yang paling aman umumnya to - 30 m/dtk.

Gambar 2.5 Fasilitas dan masukan dan keluaran air. 9

2.4 PERENCANAAN BANGUNAN PENERUS

Gambar 2.6 Pergerakan Kapal dari Saluran A Ke Saluran B/C a) Pintu 1 dan 2 tertutup, saluran pengisian terbuka, b) Pintu 1 terbuka, Pintu 2 tertutup, c) Pintu 1 dan 2 tertutup, saluran pengosongan terbuka, d) Pintu 1 tertutup, pintu 2 terbuka.

10

Gambar 2.7 Pergerakan Kapal dari Saluran C ke Saluran B/A a)Pintu 1 dan 2 tertutup, saluran pengosongan terbuka, b) Pintu 1 tertutup, pintu 2 terbuka, c) Pintu 1 dan 2 tertutup, lubang pengisian terbuka, d) Pintu 1 terbuka, Pintu 2 tertutup.

11

Perencanaan suatu lock untuk navigasi lebar 8 m dan panjang 45 m dengan beda muka air 4 m, diisi dengan dua buah pipa dengan pintu empat persegi panjang lebar 1,0 m. Koefisien debit = 0,65 dan pintu dibuka dengan kecepatan 10 mm/detik dengan kecepatan selama 1 menit. Tentukan debit maksimum memasuki lock dan waktu dibutuhkan mengisi lock tersebut? Jawab: Diketahui: Luas penampang Lock = 8 m x 45 m = 360 m2 Waktu pembukaan pintu = 60 detik Luas sebuah pintu penuh = 1,0 x 0,010 x 60 = 0,6 m2 Luas total pintu a = 2 x 0,6 = 1,2 m2 Ditanyakan: Debit maksimum (Qmaks) dan total waktu pengisian Lock (T) = ? Penyelesaian: Untuk pengisian secara linier, maka total waktu pengisian T 

T1 2 AH 1 / 2 60 2 x360 4    2 2 0,65 x1,2 2 x9,81 ca 2 g

T = 30 + 416,7911 = 446,7911 detik (total waktu pengisian lock) Head (tinggi tekan) pada lock pada akhir pembukaan pintu:



H  hT 1

T1 

4A

60 

4 x360



ca 2 g



4

ht1



0,65 x1,2 2 x9,81

ht1 = 1,8560 m (kedalaman air di lock saat tepat pintu selesai di buka) Qmaks terjadi saat salah satu yang terbesar antara hT1 atau

4 H ( 1,7778m) . Jadi 9

debit terbesar terjadi pada saat pintu selesai dibuka dan kedalaman air di dalam lock = 1,8560m. Jadi Qmaks terjadi saat kedalaman air 1,8560 m, terjadi saat pintu di buka penuh.

Qmaks  0,65x1,2 2x9,81(4,0  1,8560)  5,0589m3 / dtk Jadi debit maksimum sebesar 5,0589 m3/dtk terjadi saat pintu selesai dibuka. 12

Setelah didapat debit maksimum, maka kembali menghitung dua buah pipa yang mengisi suatu Lock memiliki panjang 20 m dan memiliki diameter 50 cm untuk pipa A serta diameter 80 cm untuk pipa B. Perbedaan elevasi muka air pada lock tersebut adalah 5 m. Koefisien kehilangan energi akibat perubahan penampang pada sambungan A dan B adalah kA = 0,6 dan kB = 0,8. Debit diketahui yaitu sebesar 5,809 m3/dtk. Hitunglah: a. Kecepatan aliran pada kedua pipa! b. Kehilangan energi primer dan sekunder pada pipa! c. Daya yang terdapat pada pipa/kapasitas pompa! Jawab: Diketahui: Q = 5,809 m3/dtk

H=5m

L = 20 m

kA = 0,7268

dA = 50 cm

kB = 1

dB = 80 cm

f = 0,02 +

0,0005 D

= 0,02 +

0,0005 0,8

=

0,021 Ditanyakan: a. VA & VB b. heA, heB, hf c. D

=? =? =?

Penyelesaian: a. Q = 5,809 m3/dtk Q = AA.VA 1

5,809 = 4 x π x d2A x VA 1

5,809 = 4 x π x 0,52 x VA VA

=1 4

5,809 x π x 0,52

= 29,5850 m/dtk

13

Untuk mendapatkan kecepatan pada pipa B (VB) digunakan Persamaan Kontinuitas sebagai berikut. QA = QB AA.VA = AB.VB 1 4 1 4

1

x π x d2A x VA = 4 x π x d2B x VB 1

x π x 0,52 x 29,5850 = 4 x π x 0,82 x VB 1

5,809 = 4 x π x 0,82 x VB VB =

5,809 1 x π x 0,82 4

= 11,5566 m/dtk

b. Untuk mengetahui kehilangan energi yang terjadi pada pipa digunakan Persamaan Bernoulli berikut. ZA = ZB sehingga ZA - ZB = 0

ZA + (

PA γ

−

PA γ PB γ

+

V2A 2.g

)+(

= ZB + V2A 2.g

−

V2B 2.g

PB γ

+

V2B 2.g

+ h eA + h f + h eB

) = h e A + h f + h eB

VA2 VB2 VA2 L VB2 VB2 ) = kA. 5+( − + f. . + kB. 2. g 2. g 2. g D 2. g 2. g 5+( 1.

29,58502

2.9,81 11,55662

−

11,55662 2.9,81

) = 0,7268.

29,58502 2.9,81

+ 0,021.

20 11,55662 0,8

.

2.9,81

+

2.9,81

5 + ( 37,8041) = 32,4233 + 3,5737 + 6,8071 42,8041 = 42,8041 .... (Ok)

- Kehilangan Energi Primer (hf) L V2B hf = f. . D 2. g 20 11,55662 = 0,021. . = 3,5737 m 0,8 2.9,81

- Kehilangan Energi Sekunder (heA & heB ) h eA = k A .

V2A 2. g

= 0,7268.

29,58502 = 32,4233m 2.9,81 14

h eB = k B .

V2B

2. g 11,55662 = 1. = 6,8071 m 2.9,81

c. D = =

Q.H.γ η

5,809.5.1000 = 38726,6667 kgf m/dtk 0,75 Schotbalk Pintu Air

Pelat Lantai Gambar 2.8 Potongan II – III Schotbalk Pintu Air

Pelat Lantai Gambar 2.9 Potongan I – II Schotbalk Pintu Air

Plat Lantai Gambar 2.10 Potongan I - III

15

BAB III PENUTUP

3.1 KESIMPULAN Dari uraian pada bab sebelumnya dapat ditarik kesimpulan yaitu antara lain sebagai berikut : 1. Bangunan penerus dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsi dan komposisi ruangan. 2. Berdasarkan fungsi : 

Bangunan penerus untuk sistem lalu lintas air daratan



Bangunan penerus pada terusan

3. Berdasarkan komposisi ruangan : 

Bangunan penerus berpintu tunggal.



Bangunan penerus berpintu ganda.



Bangunan penerus bolak-balik



Bangunan penerus berjalur ganda

4. Dimensi bangunan penerus disesuaikan rencana kapal-kapal yang akan melintasinya, yang diperoleh dari pengumpulan data selama satu tahun atau lebih.

16