Bahan Ajar Lengkung.pdf

DIKLAP PERAWATAN LENGKUNG DENGAN MTT

Oleh%:%Dedi%K.%

I. DESAIN LENGKUNG Lengkung dibuat untuk menghubungkan dua garis lurus yang berpotongan, sehingga untuk konstruksi jalan rel, perpindahan arah gerakan kereta api menjadi halus (tidak menimbulkan akselerasi yang besar). Perubahan arah gerakan kereta api melalui lengkung akan menimbulkan gaya keluar lengkung (centrifugal), dan menimbulkan akselerasi horizontal yang besar, yang membuat penumpang tidak nyaman atau bahkan berbahaya untuk perjalanan kereta api. Untuk mengimbangi gaya centrifugal dan memperkecil akselerasi horizontal maka berdasarkan perhitungan-perhitungan, desain lengkung dibuat dengan ketentuan sebagai berikut: 1.  Radius lengkung diusahakan sebesar mungkin. 2.  Bila R > 0,164V2, lengkung dibuat TANPA LENGKUNG PERALIHAN 3.  Bila R ≤ 0,164V2, lengkung harus dibuat dengan LENGKUNG PERALIHAN 4.  RUMUS-RUMUS LENGKUNG: a. Peninggian rel luar (h)

: hmin = 8,8 V2/R – 53,54 hmax = 110 mm hnormal = 5,95 V2/R

b.  Panjang lengkung peralihan

: PLA = 0,01.hn.V

c.  Persamaan lengkung peralihan : y = x3/6LR ………….. (L=PLA) d.  Geser Busur

: GB = L2/24R

e.  Pelebaran rel dalam

: W = d2/2R (d= jarak gandar )

Alignemen Lengkung Tanpa Lengkung Peralihan (R > 0,164V2)

T = R.tg½a!

B%

P%

a!

R%

A%

•  Garis A-P dan garis P-D berpotongan di P membuat sudut a(sudut puncak) •  Tentukan besar jari-jari (R) yang diinginkan, yang memenuhi syarat untuk tanpa peralihan •  Hitung panjang tangen (T) = R.tg½a •  Hubungkan titik B dan titik C dengan garis lingkar berjari-jari R, untuk dilapangan gunakan persamaan lingkaran : x2-2yR+y2=0

Alignemen Lengkung Dengan Lengkung Peralihan (R ≤ 0,164V2)

P% ABA%

MBA%

B%

ABA% GB%

MB%

a!

AB% C%

MBA%

D%

A%

•  Buat seperti konstrusi lengkung tanpa lengkung peralihan •  Hitung Panjang Lengkung Peralihan (PLA) •  Posisikan PLA pada garis AP dengan ½ PLA ke titik MBA (Mulai Busur Peralihan) dan ½ PLA ke titik ABA •  Buat garis lengkung peralihan dengan persamaan: y = x3/6LR dengan titik MBA sebagai koordinat 0,0 nya dan berujung di titik ABA (Akhir Busur Peralihan) •  Buat garis lengkung penuh dengan jari-jari R dari titik ABA ke titik ABA berikutnya. PERHATIKAN BESARNYA GESERAN BUSUR DARI LENGKUNG TANPA PERALIHAN KE LENGKUNG DENGAN PERALIHAN

II. PERAWATAN LENGKUNG 1.  JADWAL PEMERIKSAAN (OPNAME) LENGKUNG. Pengukuran lengkung harus dilakukan secara berkala. Buat Jadwal Pemeriksaan dan Perbaikan Lengkung berdasarkan besarnya jari-jari lengkung yaitu: •  R < 300 m setiap 3 bulan sekali •  300 m < R < 1000 m setiap 6 bulan sekali •  R > 1000 m setiap tahun sekali Jadwal tersebut bisa diperpendek dengan melihat passing tonage dan kondisi materialnya. 2.  PEMERIKSAAN (OPNAME) LENGKUNG a.  Unsur-unsur geometri jalan rel yang diperiksa/diukur pada pemeriksaan lengkung adalah: •  Lebar Sepur •  Pertinggian •  Anak panah lengkung •  Lebar alur dwang rel serta tingginya dari kop rel •  Keausan rel b.  Alat-alat yang digunakan dalam pemeriksaan lengkung: •  Catatan (bentuk) Pemeriksaan Lengkung •  Mal lebar sepur •  Timbangan rel •  Mistar “Perjana” lengkap dengan talinya •  Mal pengukur keausan rel • 

Meteran

3.  PELAKSANAAN PEMERIKSAAN LENGKUNG a. Pembubuhan NOMOR TITIK pengukuran pada rel: •  Pengukuran unsur-unsur geometri pada jalan rel idealnya dilakukan di setiap titik sepanjang jalan rel atau jarak pengukuran satu dengan lainnya sependek mungkin. Pengukuran semacam ini dilakukan dengan menggunakan kereta ukur geometri jalan rel (EM-120). •  Pada saat ini jarak antara titik pengukuran dibuat 10 m, namun bisa saja dibuat lebih pendek lagi misalnya 5 m, dan untuk memudahkan perhitungan panjang tali busur untuk anak panah lengkung ditentukan 20 m. •  Tandai dengan cat pada kaki rel luar bagian dalam titik posisi MBA, MB, AB, ABA, pangkal BH besar, as BH kecil, sisi jalan perlintasan, ujung rel lantak wesel, pangkal jarum wesel dan lainnya yang akan mempengaruhi perbaikannya nanti. •  Bubuhkan nomor titik pengukuran setiap 10 m, juga pada kaki rel luar bagian dalam. Untuk memudahkan pengukuran selanjutnya tentukan titik 0 berimpit dengan MBA(masuk), titik dibelakang MBA(masuk) diberi tanda – (min). Usahakan titik dibelakang MBA(masuk) dan didepan MBA (keluar) tidak kurang dari 3 titik. Jarak 10 m adalah setengah talibusur (bukan panjang rel). •  Pada lengkung bersambung atau lengkung S, dibuat penomoran menerus, agar dapat terbaca lurusan atau peralihan antara 2 lengkung tersebut. •  Catat pada bentuk pengukuran lengkung posisi (jarak) titik-titik MBA, MB, ABA, pangkal BH besar, as BH kecil, sisi jalan perlintasan, ujung rel lantak wesel, pangkal jarum wesel dan lainnya terhadap nomor titik pengukuran. Contoh pencatatan: Titik 21 + 2,24 m = pangkal BH No. .., titik 0 = MBA(masuk), titik 28 – 2,68 m = ABA, dan seterusnya.

Contoh Penomoran Nomor Titik Pengukuran

Conoh Keterangan yang dicatat pada bentuk pengukuran lengkung: •  •  •  •  •  •  •  • 

Titik 0 + 0 = MBA Titik 2 + 2,50 m = MB Titik 4 + 5,01 m = ABA Titik 12 – 1,66 m = pangkal BH No….. Titik 14 – 5,14 m = pangkal BH No….. Titik 39 + 3,88 m = ABA Titik 25 – 3,50 m = AB Titik 27 – 1,00 m = MBA

b. Pengukuran Lebar Sepur dan Peninggian: •  Alat yang digunakan untuk pengukuran lebar sepur dan peninggian biasanya menjadi satu yaitu mal sepur dan timbangan. •  Lakukan pengukuran mulai dari titik minus yang telah dibubuhkan di rel. •  Pada titik-titik MBA(masuk), MB, ABA, ABA, AB, MBA(keluar), pangkal BH besar, as BH kecil, ujung rel lantak wesel, pangkal jarum wesel dan lain-lain, lebar sepur dan peninggiannya harus diukur. c. Pengukuran Anak Panah Lengkung.

B% A%

D%

C%

AC%=%tali%busur%=%20%m% AP%=%Anak%Panah% AP%=%50/R%(dalam%mm)% %

R%

P%

•  Lakukan%pengukuran%AP%pada%semua%FFk% pengukuran%yang%ada.% •  Jangan%membulatkan%ukuran%AP%

d. Pengukuran Alur Dwang Rel (tidak perlu dijelaskan) e. Pengukuran Keausan Rel (tidak perlu di jelaskan) f. Pencatatan Hasil Pemeriksaan. Semua hasil pengukuran dicatat dalam bentuk Laporan Pemeriksaan Lengkung, yaitu: •  Lebar Sepur •  Pertinggian •  Anak Panah •  Lebar alur dwang rel (bila ada) •  Keausan Rel, dan •  Catatan-catatan: 1.  Dari Register Lengkung: No. Lengkung, Radius Lengkung, Lokasi MB dan AB, Pertinggian pada lengkung penuh, Lebar sepur pada lengkung penuh, Panjang Busur Peralihan, Geser Busur, dan lain-lain 2.  Dari hasil pengukuran: Posisi titik-titik MBA,MB, AB, ABA, pangkal BH besar, as BH kecil, Jalan perlintasan, rel lantak wesel, pangkal jarum wesel, dll. 3.  Tanggal pengukuran.

3.  PERBAIKAN LENGKUNG a. Perhitungan Geseran Perbaikan Anak Panah Lengkung: Perhitungan dilakukan dengan mengunakan Metoda Tiga Titik yang sangat mudah dipahami, gunakan komputer untuk membantu hitungan serta kehalusan hitungan. Salah satunya dapat dibuat dengan program Microsoft Excel seperti berikut:% PEMERIKSAAN LENGKUNG RESOR/DISTRIK : 54 Ppk / 54B Bma LENGKUNG No. : 28 KM+HM s.d. KM+HM : ANTARA :

R= R(renc) = V=

300 300 60

M M km/jam

314+161.49 s.d. 314+449.82 Bma-Krt

T=

72

mm

PLA =

45

AP =

167

m mm

~

Anak%Panah%lama% Anak%Panah%baru%

Anak%Panah%ideal%

200 180 160 140 120

Peninggian%hasil%pengukuran%

100

Peninggian%ideal%

80 60 40 20 0 97

75

56

38

20

6

0

18

18

18

16

8

 

 

34

116

33

136.5

32

4

31

-2

30

156

29

172.5

28

-1

27

-2

26

178.5

25

2

24

178

23

178.5

22

-1

178.5

21

-11

178.5 0

-17

176.5 2

20

177

175 8

19

178.5

173.5 24

18

 

173

17

3

172

16

53

15

76

173 36

14

172

173.5 16

13

85

174 -1

12

172

174 -6

11

172.5

167 -15

10

70

148

9

50

125

8

-8

7

-7

6

82.5

5

103.5

4

4

62 -1

3

4

20

40.5

2

50

33.33

16.67

0

0

0

0

0

66.67

0

75

0

75

10

75

1

75

27

75

20

75

35

75

53

75

78

75

55

75

75

75

104

75

90

75

130

75

155

75

120

75

140

75

167

75

167

75

155

75

175

75

167

75

175

75

167

75

167

66.67

175

50

180

33.33

167

16.67

167

0

190

0

170

0

167

0

167

0

PERT. IDEAL:

180

0

175

12

167

28

180

38

167

58

167

64

180

64

180

68

167

67

167

75

170

85

165

71

167

70

160

75

167

75

167

75

170

75

175

75

167

70

167

65

170

70

175

70

167

70

167

65

180

60

172

60

167

8

60

175

7

70

154

6

65

129

5

55

145

4

50

130

3

53

77

2

55

103 1

45

98

0

37

80

-1

25

52

-2

10

65

-3

5

0

-4

0

26

-5

40

No. Titik PERT. OPNAME :

20

0

 

1

0

 

0

0

0

-1

0

0

-2

AP Ideal

 

-3

AP Opn.

 

-4

AP Baru

-5

GESER AN

No. TITIK :

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

LEBAR SEPUR : Catatan:

DIISI%DENGAN%CATATAN%TITIKNTITIK%PENTING% PENGHITUNGAN/PERBAIKAN%ANAK%PANAH%PERTAMA%ABAIKAN%DULU%TITIKNTITIK%MATI%

b.  Penentuan Kondisi Existing (Radius, titik MB, AB, MBA, ABA) 1)  Pada pekerjaan pemecokan dengan MTT, diperlukan informasi yang akurat tentang besarnya jari-jari lengkung, panjang lengkung peralihan, letak titik MBA, MB, ABA, ABA, AB dan MBA sesuai dengan hasil pengukuran Anak Panah dan Perhitungan Geseran dengan metoda 3 titiknya. 2)  Langkah-langkah untuk menentukan hal tersebut di atas adalah sebagai berikut: a)  Hitung geseran lengkung dengan metoda 3 titik dengan menggunakan “program excel”, buatlah semaksimal mungkin dengan tidak memperdulikan adanya titik tetap (BH, JPL dll), sehingga gambar grafik Anak Panah mendekati bentuk TRAPESIUN yang sempurna. Bila terjadi perbedaan panjang kaki trapesium biarkan saja, tetapi besarnya AP (garis atas) diusahakan sama (lihat contoh pada gambar 3. a di atas). b)  Perhatikan gambar di bawah ini:

%

GAMBAR%ALIGNEMEN%

•  %Buat%gambar%Alignemen%desain%lengkung%berskala%seperF%diatas,%garis%MBANABA%adalah%y=x3/6LR%dan%ABANABA% lingkaran%berjariNjari%R%% •  %Buat%FFkNFFk%N3,%N2,%N1,%0,%1%dst%berjarak%10%m,%dan%FFk%0%letakan%pada%MBA% •  Tarik%garis%lurus%sepanjang%20%m%dari%FFk%N3%ke%FFk%N1,%dan%ukur%anak%panah%di%FFk%N2%dan%cantumkan%besar%AP% tersebut%pada%Grafik%Anak%Panah%di%bawahnya.%Dan%lakukan%pengukuran%tersebut%pada%FFkNFFk%berikutnya% sampai%unjungnya%berada%pada%FFk%30.% •  Maka%bila%dihubungkan%FFkNFFk%tersebut%akan%membentuk%Gafik%Anak%Panah%seperF%terlihat%diatas.% •  PerhaFkan%panjang%PLA%adalah%AB’%–%20%m.% •  Buat%Grafik%PerFnggian%dengan%peralihan%mulai%FFk%MBA%sampai%dengan%ABA%dan%dari%ABA%ke%ABA%adalah% perFnggian%normal%hn%=%5,95%V2/R%

Contoh%menentukan%FFk%MBA,%ABA%dari%hasil%perhitungan%Geseran%Anak%Panah:% Garis%AP%rataNrata%

Garis%AP%lengkung%peraliahan% 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

•  %Hitung%rataNrata%besarnya%AP%pada%lengkung%penuh%(FFk%5%sd.%FFk%23%pada%gambar%diatas)%dan%hitung%besarnya% jariNjari%exisFng%dengan%rumus%R%=%50/AP.%Besarnya%jariNjari%agar%diinformasikan%kepada%operator%MTT.% •  %Tarik%garis%mendatar%untuk%AP%rataNrata.% •  %Buat%garis%AP%untuk%lengkung%peralihan% •  %Tarik%garis%tegak%dari%FFk%pertemuan%garis%AP%rataNrata%dg%grs%AP%peralihan% •  %Buat%grs%sejajar%dg%%jarak%10%m%(jarak%antar%FFk%pd%grafik)%untuk%lokasi%ABA% •  %Buat%grs%tegak%dari%pertemuan%grs%AP%peralian%dengan%garis%0.% •  %Buat%grs%sejajar%dg%jarak%10%m%(jarak%antar%FFk%pd%grafik)%untuk%lokasi%MBA% •  %Hitung%panjang%PLA%secara%grafis%yaitu%jarak%MBA%dan%ABA% •  %Panjang%PLA%(jarak%MBA%dg%ABA)%yg%kiri%dg%yg%kanan%bisa%berbeda.%Informasikan%perbedaannya%pada%operator%MTT% •  %Posisi%MBA%dan%ABA%serta%MB%dan%AB%hasil%perhitungan%dicantumkan%pada%rel%di%lapangan%dan%informasi%kepada% operator%MTT%

31

MBA%

-3

ABA%

-4

ABA%

-5

MBA%

No. TITIK :

32

33

34

c.  Pelaksanaan Penggeseran di Lapangan secara Manual (bukan dengan MTT): •  Geseran yang besar > 18 mm harus dilakukan secara manual sebelum oleh MTT. •  Besarnya dan arah geseran hasil perhitungan ditulis dengan “kapur besi” pada bantalan dekat nomor titik, tulisan tegas dan mengarah ke satu arah. •  Bila geseran besar > 50 mm, digeser secara berangsur, catat setiap geserannya atau ditulis dibantalannya. •  Bila geseran besar dan banyak serta waktu antara kereta sangat minim, untuk geseran lengkung agar dilakukan dengan pemasangan semboyan, misalnya 2C. %

7%

20%

20%

8%

d. Pelaksanaan Perbaikan Lengkung dengan MTT: •  Perbaikan lengkung dengan MTT adalah merupakan pekerjaan angkat listring, yang pada pekerjaan listringannya menggunakan ketentuan geseran yang masing-masing jenis mesin MTT mempunyai perhitungan/cara sendiri-sendiri. Bisa dilakukan secara otomatis. •  Data dan kesiapan yang diperlukan untuk pengoperasian MTT pada lengkung adalah: 1)  Hasil optik angkatan, dan listringan. 2)  Besarnya geseran (listringan) pada lengkung tidak lebih besar dari 18 mm, 3)  Lokasi titik MBA dan ABA dan panjang PLA existing (hasil perhitungan) 4)  Besarnya jari-jari existing (hasil perhitungan) 5)  Bagian-bagian jalan rel yang tidak bisa di MTT sudah dilakukan perbaikan lebih dulu.

III. PERUBAHAN DESAIN LENGKUNG UNTUK PENINGKATAN KECEPATAN !  DESAIN AWAL: LENGKUNG DENGAN R = 300 M DIRENCANAKAN UNTUK KECEPATAN (V) = 60 KM/JAM, Maka berdasarakan Rumus-rumus yang ada: T (Pertinggian) = 5,95 x 60^2/300 = 71,4 mm ~ 75 mm. PLA (Panjang busur peralihan) minimum = 0,01 x 60 x 75 = 45 M GB (pergeseran busur) = PLA^2/(24.R) = 0,281 M !  UNTUK MENINGKATKAN KECEPATAN DARI 60 KM/JAM MENJADI 70 KM/JAM PADA LENGKUNG DIATAS, harus dilakukan perubahan-perubagan sebagai berikut: T (Pertinggian) = 5,95 x 70^2/300 = 97,2 mm ~ 100 mm. PLA (Panjang busur peralihan) = 0,01 x 70 x 100 = 70 M GB (pergeseran busur) = PLA^2/(24.R) = 0,681 M !  Untuk meningkatkan kecepatan pada suatu lengkung harus diperhatikan: 1)  Lahan untuk menggeser lengkung ke arah dalam, untuk contoh di atas lengkung penuh digeser sebanyak : 0,681 M – 0,281 M = 0,40 M, 2)  Lahan untuk perpanjangan lengkung peralihan (PLA), untuk contoh di atas PLA bertambah: 70 M – 45 M = 25 M. Atau dari titik MBA lama sebanyak 25/2 M = 12,5 M. 3)  Untuk lengkung-lengkung S, tetap harus diperhitungkan panjang lurusan 20 M. !  Lihat gambar berikut.

1%

2%

PERHATIKAN PERBEDAAN DARI KEDUA GAMBAR DI ATAS GESER BUSURNYA SELISIH 40 CM PANJANG BUSUR PERALIHANNYA SELISIH 25 M

III. MEMBUAT PROGRAM GESERAN LENGKUNG DENGAN MICROSOFT EXCEL Pembuatan Program geseran lengkung dengan menggunakan Microsoft Excel sangat mudah dan dapat dikerjakan oleh siapa saja yang dapat menguasai software Excel tersebut. Pembelajaran software Excel juga sangat mudah. Untuk itu pada pelatihan ini akan diperagakan pembuatan Program GESERAN LENGKUNG dengan menggunakan Microsoft Excel.

TERIMA KASIH

PETA!WILAYAH!DAOP!4!SM!