Study of Cable Configuration on Submerged Floating Tunnels

1. STUDI KONFIGURASI KABEL SUBMERGED
FLOATING TUNNEL (TEROWONGAN
MELAYANG BAWAH LAUT)
OLEH : FANDY SIPATA (3107100139)

2. LATAR BELAKANG STUDI
Struktur jembatan dengan sistem SFT merupakan struktur yang belum pernah dibuat di dunia.
Beberapa negara masih melakukan penelitian tentang struktur ini, salah satunya adalah Indonesia.
Struktur jembatan dengan sistem SFT merupakan pengembangan dari infrastruktur yang telah lama
ada.
Secara umum sistem ini mendapatkan bantuan kekuatan dari pengaruh uplift (gaya apung) akibat
berada di dalam air sehingga sistem ini memiliki kelebihan dibandingkan dengan jembatan inmerge
dan tunnel underground karena gaya uplift tersebut akan dijadikan alat bantu untuk menghilangkan
lendutan ke bawah tunnel SFT akibat berat sendirinya. Dari segi volume pengerjaan, SFT tidak
memiliki volume terlalu banyak karena tidak perlu membuat tiang pancang seperti pada jembatan
inmerge.
Pada sistem ini akan digunakan kabel dengan sistem mooring untuk memperkaku posisi tunnel SFT di
dalam laut. Bentuk dan susunan kabel yang akan digunakan sangat mempengaruhi perilaku struktur
SFT. Pada dasarnya bentuk dan susunan kabel tersebut harus kuat menahan gaya uplift yang terjadi
pada struktur akibat berada dalam air laut dan kuat menahan struktur agar tidak terlalu bergoyang
ketika menerima beban gelombang dan arus air laut yang terjadi secara terus menerus. Oleh karena
itu, perlu dilakukan studi atau penelitian tentang konfigurasi kabel tersebut untuk mendapatkan
bentuk dan susunan yang paling efektif bagi struktur SFT.

3. RUMUSAN MASALAH MASALAH
Agar tujuan dari penelitian yang dilakukan yaitu tentang konfigurasi kabel pada Submerged Floating Tunnel dapat
terlaksana dengan baik maka dibuat rincian permasalahan yang diuraikan sebagai berikut :
 Bagaimana kondisi perairan/lingkungan dari 2 (dua) pulau yang akan dihubungkan dengan SFT.
 Beban-beban apa saja yang akan terjadi dan bagaimana menghitung beban-beban tersebut pada struktur SFT.
 Bagaimana memodelkan SFT dengan bantuan finite element software.
 Bagaimana kelakuan dinamis kabel dan gaya-gaya dalam pada struktur SFT saat menerima beban
hidrodinamik dan berat sendiri.
Bagaimana konfigurasi kabel yang paling efektif pada struktur SFT
TUJUAN
Tujuan umum dari penelitian ini adalah mencari bentuk dan susunan kabel yang paling cocok, aman dan
ekonomis bagi Submerged Floating Tunnel (SFT) yang merupakan alternatif sarana transportasi antar pulau,
dengan rincian tujuannya adalah sebagai berikut:
•Mengetahui kondisi perairan/lingkungan dari 2 (dua) pulau yang akan dihubungkan dengan SFT
•Mengetahui beban-beban yang terjadi pada struktur SFT.
•Membuat pemodelan struktur SFT dengan bantuan finite element software.
•Menganalisa kelakuan dinamis dan gaya-gaya dalam pada struktur SFT akibat menerima beban hidrodinamik
dan berat sendiri.
•Mengetahui konfigurasi kabel yang paling efektif pada struktur SFT.

4. BATASAN MASALAH
Penelitian SFT (Submerged Floating Tunnel) ini sangatlah luas, maka dari itu agar diperoleh hasil yang lebih
akurat, perlu diberikan batasan-batasan dalam menganalisa masalah. Batasan masalah dari penelitian ini adalah:
•Studi ini menggunakan peraturan SNI (Standar Nasional Indonesia)/BMS (Bridge Management System),
Peraturan Beton Indonesia 1971 (PBI 1971) dan API (American Petroleum Institute).
•Studi ini merupakan studi kasus dengan menempatkan SFT di Kepulauan Seribu, sehingga kondisi lingkungan
yang dipakai adalah kondisi lingkungan di Kepulauan Seribu yaitu perairan antara Pulau Panggang dan Pulau
Karya.
•Riset mengenai SFT (Submerged Floating Tunnel) dilakukan secara kelompok sehingga dalam studi tentang
konfigurasi kabel ini beban gempa tidak dimasukkan dalam penelitian ini.
•Hanya dilakukan studi konfigurasi kabel hasil modifikasi dari 6 (enam) konfigurasi kabel yang telah dibuat oleh
Profesor Maeda (Maeda, 1994) sehingga studi konfigurasi kabel yang sama dengan konfigurasi kabel pada
jembatan kabel konvensional tidak dimasukkan dalam penelitian ini.
•Tidak dilakukan desain dan analisis perletakan pada bentang tunnel SFT

5. MANFAAT
Penelitian dengan judul “Studi Konfigurasi Kabel pada Submerged Floating Tunnel (SFT)” ini merupakan
penelitian yang diharapkan dapat meningkatkan daya saing dan mutu mahasiswa di Indonesia khususnya
mahasiswa ITS (Institut Teknologi Sepuluh Nopember) Surabaya agar sejajar di tingkat internasional. Penelitian
mengenai SFT ini masih jarang dilakukan sehingga pemikiran-pemikiran yang inovatif perlu dilakukan agar
penelitian ini berhasil dengan baik. Hasil penelitian ini dikhususkan juga untuk menambah referensi bagi
mahasiswa di bidang Teknik Sipil bahwa jembatan tidak hanya yang konvensional saja, tetapi juga ada inovasi
baru dengan membuat terowongan melayang sebagai jembatan antar pulau. Selain itu penelitian ini juga dapat
meningkatkan pengetahuan penulis dalam menganalisa struktur yang berada pada daerah perairan laut atau
struktur yang mendapat pengaruh hydrodinamik.

6. LOKASI STUDI
Pulau Karya
Pulau Panggang

7. KONSEP SISTEM STRUKTUR SFT
Secara umum, gaya yang terjadi pada struktur SFT
sama dengan prinsip hukum Archimedes (Wikipedia,
2010), dimana benda yang berada dalam air akan
mendapat gaya tekanan ke atas dari air. Pada struktur
SFT
Sebuah patokan kriteria desain dari Mazzolani
(Mazzolani, 2007) bahwa perbandingan antara gaya
uplift dengan beban permanen dan beban lalu lintas
dari SFT adalah sekitar 120% sampai 130%. Dari
patokan tersebut, pada studi ini rasio Buoyancy –
Berat Sendiri akan digunakan 1.2 jika struktur SFT
yang direncanakan dibebani oleh beban hidup dan
1.3 jika struktur tanpa dibebani oleh beban hidup.

8. Konsep sistem SFT sama dengan floating structure seperti TLP (Tension Leg Platform) yang biasa digunakan sebagai
tempat pengeboran minyak lepas pantai. Oleh karena itu desain struktur SFT akan lebih banyak mengacu pada
peraturan API (American Petroleum Institute) selain dari peraturan SNI/BMS khususnya API RP 2T (Recommended
Practice for Planning, Design, and Construction Tension Leg Platform). Beban-beban yang bekerja pada struktur SFT
tidak hanya beban lalu-lintas/beban hidup dan berat sendirinya karena fungsinya yang sebagai jembatan
penghubung, tapi juga beban lingkungan yang berupa beban gelombang/arus, beban buoyancy dan juga beban
tekanan hidrostatis air laut.

9. PEMODELAN KONFIGURASI KABEL STRUKTUR SFT
Konfigurasi kabel yang didesain pada struktur SFT dibuat agar mampu menahan badan tunnel SFT dari beban
gelombang , arus dan gaya apung (buoyancy). Umumnya konfigurasi kabel yang dibuat lebih banyak menahan
struktur SFT pada arah sumbu lemahnya. Kabel yang akan digunakan untuk melakukan studi ini adalah tendon
yang biasa digunakan pada sistem struktur prestress

10. MATERIAL PENAMPANG TUNNEL PADA STUDI KONFIGURASI
KABEL STRUKTUR SFT
Sample desain penampang yang akan digunakan pada studi ini adalah penampang berbentuk lingkaran yang
menggunakan material beton. Beton yang akan digunakan disesuaikan sesuai SNI 03-2847-2002 pada pasal 6.2
yang mensyaratkan kuat tekan minimum (f’c) beton yang terkena pengaruh lingkungan.
No. Kondisi lingkungan Rasio air semen maksimum f'c minimum(MPa)
Beton dengan permeabilitas rendah yang
1) 0,50 28
terkena pengaruh lingkungan air
Untuk perlindungan tulangan terhadap korosi
pada beton yang terpengaruh lingkungan
2) 0,40 35
yang mengandung klorida dari garam, atau air
Laut
Sumber ; SNI 2847-2002
Model Penampang Bulat Beton Struktur SFT
Sesuai SNI 2847-2002 digunakan beton dengan kuat tekan minimum (f’c) 35 MPa. Khusus pada studi ini akan
digunakan beton dengan kuat tekan 45 MPa

11. METODOLOGI STUDI KONFIGURASI KABEL SFT

12. RASIO DESAIN STRUKTUR SFT
Pemodelan struktur SFT untuk analisa struktur dapat dilakukan jika rasio yang telah disyaratkan telah
memenuhi kriteria. Hasil kalkulasi rasio struktur terhadap gaya apung (buoyancy) adalah sebagai berikut :
Fasilitas SFT Berat Sendiri Panjang Jumlah Berat Total
Balok memanjang 0.44 kN/m 130.75 m 4 230.643 kN
Balok melintang 1.06 kN/m 4.3 m 44 200.043 kN
Plat kendaraan 3471.41 kN 130.75 m 1 3471.413 kN
Berat tunnel 24165.3 kN 130.75 m 1 24165.267 kN
Beban UDL 22.13 kN/m 130.75 m 1 2893.5 kN
Beban KEL 57.2 kN/m 4.3 m 1 321.986 kN
T otal 31282.852 kN
Total Buoyancy 36800.405 kN
ratio ( no traffic loads ) 1.3
ratio ( with traffic loads ) 1.2

13. METODE ANALISA DAN PEMODELAN STRUKTUR SFT
Pemodelan dan analisa struktur SFT dilakukan menggunakan finite element software SAP 2000 14.2.2. element-
element struktur yang digunakan pada pemodelan struktur adalah sebagai berikut :
No Element Struktur Dimensi Elemen Struktur Spesifikasi Material
1 Penampang SFT OD = 5.9 cm ; t = 45 cm Beton f'c = 45 MPa
2 Kabel Diameter 5.2 cm fpu = 1860 MPa ; fpy = 1676 MPa
3 Balok Memanjang WF 250x175x7x11 ; L = 1.25 m BJ 41 ; fy = 250 ; fu = 410
4 Balok Melintang WF 450x300x10x15 ; L = 3.00 m BJ 41 ; fy = 250 ; fu = 410
5 Sabuk Baja t = 60 mm fy = 335 ; fu = 490 MPa
Potongan melintang laut tempat struktur SFT akan dimodelkan adalah sebagai berikut :

14. Dari potongan melintang laut, struktur SFT yang akan dianalisa akan diposisikan dengan dua alternatif sebagai
berikut :
3 Posisi Kabel SFT
4 Posisi Kabel SFT

15. PEMBEBANAN
•Beban Permanen
Beban mati dari struktur SFT ini adalah merupakan beban-beban yang berasal dari berat sendiri badan tunnel
SFT beserta fasilitas-fasilitas yang ada di dalamnya seperti plat kendaraan, balok baja dan aspal. Berat dari
elemen struktur akan dihitung secara otomatis pada SAP 2000. Sedangkan beban mati tambahan yang akan
diinput adala sebesar 1,1 kN/m2 (t = 5 cm)
•Beban Hidup
Beban hidup lalu lintas yang akan dimasukkan pada struktur SFT yang direncanakan hanya beban lalu-lintas
akibat kendaraan ringan. Total beban hidup lalu lintas pada struktur SFT yang direncanakan adalah sebagai
berikut :
Beban Hidup Lalu-lintas
KEL 57.2 kN/m
UDL 4.677 kN/m2
*) Beban KEL akan diposisikan pada daerah tengah bentang.

16. •Beban Gelombang dan Arus
Beban Gelombang dan arus harus sesuai dengan API RP 2A Kriteria pembebanan gelombang pada struktur
SFT yang dilakukan adalah sebagai berikut :
Stokes Wave Theory
(unbreaking wave )
Dari grafik penentuan teori gelombang digunakan teori
stokes orde 5 dalam perhitungan beban gelombang.

17. •Tekanan Hidrostatis Air Laut
Tekanan hidrostatis akan dihitung sesuai API RP 2A WSD 2000 sebagai berikut :
Dimana :
p = Tekanan hidrostatis air ( N/m2 )
γ = Kerapatan air laut, ( 10050 N/m3 )
Hz = Design head ( m )
Dimana :
Hw = Tinggi gelombang, ( m )
z = Tinggi di bawah SWL termasuk pada saat air pasang ( m ), z diukur ke bawah dari SWL
k = ( m-1 ), dengan L adalah panjang gelombang z k(d-z) cosh [k(d-z)] cosh kd Hw (m) Hz (m) 3
γ (N/m ) ρ(N/m2)
0 3.595 18.222 34.642 2.232 0.587 10050 5899.543
d = Kedalaman air laut, ( m ) 2 3.236 12.729 34.642 2.232 2.410 10050 24221.291
L = panjang gelombang (m) 4 2.876 8.900 34.642 2.232 4.287 10050 43081.440
5 2.696 7.446 34.642 2.232 5.240 10050 52660.679
6 2.517 6.233 34.642 2.232 6.201 10050 62318.018
8 2.157 4.380 34.642 2.232 8.141 10050 81818.227
10 1.798 3.100 34.642 2.232 10.100 10050 101503.712
11 1.618 2.620 34.642 2.232 11.084 10050 111398.276
12 1.438 2.225 34.642 2.232 12.072 10050 121320.322
14 1.079 1.640 34.642 2.232 14.053 10050 141231.033
16 0.719 1.270 34.642 2.232 16.041 10050 161211.118
18 0.360 1.065 34.642 2.232 18.034 10050 181244.911
20 0.000 1.000 34.642 2.232 20.032 10050 201323.763
Tekanan hidrostatis pada tunnel SFT

18. KOMBINASI PEMBEBANAN
Combo 1 Combo 2
1D+1L+1H+1B+1W 1D+1H+1B+1W
Keterangan :
D= Dead Load
L= Live Load
H= Hydrostatic Pressure
B= Buoyancy Load
W= Wave Load

19. PEMODELAN STRUKTUR SFT

21. HASIL ANALISA STRUKTUR SFT
•Displacement 3 posisi kabel
Displacement Konfigurasi Type 1 Displacement Konfigurasi Type 2
Kombinasi Beban U1 max (mm) U2 max (mm) U3 max (mm) Kombinasi Beban U1 max (mm) U2 max (mm) U3 max (mm)
1D+1L+1H+1B+1W 173.303961 13.758887 103.289489 1D+1L+1H+1B+1W 303.374231 19.588004 66.950625
1D+1H+1B+1W 173.303962 14.361764 115.126308 1D+1H+1B+1W 303.374229 19.793169 74.42896
Keterangan : Keterangan :
U 1 max Lendutan maksimum arah sumbu X U1 max Lendutan maksimum arah sumbu X
U 2 max Lendutan maksimum arah sumbu Y U2 max Lendutan maksimum arah sumbu Y
U 3 max Lendutan maksimum arah sumbu Z U3 max Lendutan maksimum arah sumbu Z
Displacement Konfigurasi Type 3 Displacement Konfigurasi Type 4
Kombinasi Beban U1 max (mm) U2 max (mm) U3 max (mm) Kombinasi Beban U1 max (mm) U2 max (mm) U3 max (mm)
1D+1L+1H+1B+1W 341.54921 21.344944 70.833233
1D+1L+1H+1B+1W 169.323066 12.957781 89.78913
1D+1H+1B+1W 341.549211 21.540993 78.107886
1D+1H+1B+1W 169.323988 13.492802 100.226261
Keterangan : Keterangan :
U1 max Lendutan maksimum arah sumbu X
U1 max Lendutan maksimum arah sumbu X
U2 max Lendutan maksimum arah sumbu Y
U2 max Lendutan maksimum arah sumbu Y
U3 max Lendutan maksimum arah sumbu Z
U3 max Lendutan maksimum arah sumbu Z

22. •Displacement 4 posisi kabel
Displacement Konfigurasi Type 1 Displacement Konfigurasi Type 2
Kombinasi Beban U1 max (mm) U2 max (mm) U3 max (mm) Kombinasi Beban U1 max (mm) U2 max (mm) U3 max (mm)
1D+1L+1H+1B+1W 129.846 9.836 76.257 1D+1L+1H+1B+1W 245.530 15.577 48.025
1D+1H+1B+1W 129.846 10.195 85.140 1D+1H+1B+1W 245.530 15.719 53.508
Keterangan : Keterangan :
U1 max Lendutan maksimum arah sumbu X U1 max Lendutan maksimum arah sumbu X
U2 max Lendutan maksimum arah sumbu Y U2 max Lendutan maksimum arah sumbu Y
U3 max Lendutan maksimum arah sumbu Z U3 max Lendutan maksimum arah sumbu Z
Displacement Konfigurasi Type 3 Displacement Konfigurasi Type 4
Kombinasi Beban U1 max (mm) U2 max (mm) U3 max (mm) Kombinasi Beban U1 max (mm) U2 max (mm) U3 max (mm)
1D+1L+1H+1B+1W 125.891 9.317 65.249 1D+1L+1H+1B+1W 285.904 17.428 53.214
1D+1H+1B+1W 125.891 9.620 73.035 1D+1H+1B+1W 285.904 17.568 58.519
Keterangan : Keterangan :
U1 max Lendutan maksimum arah sumbu X
U1 max Lendutan maksimum arah sumbu X
U2 max Lendutan maksimum arah sumbu Y
U2 max Lendutan maksimum arah sumbu Y
U3 max Lendutan maksimum arah sumbu Z
U3 max Lendutan maksimum arah sumbu Z

23. •Tegangan pada dinding tunnel
Max. Shell Tension Stress at SFT Structure With Different Type of Cable Configuration
Under Load Combination I (3 Position of Cable Configuration)
Type 1 Type 2
Max Stresses Max Stresses
Load Combination s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12
top top top bot bot bot top top top bot bot bot
MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa
10.23 12.42 15.23
7.584 9.716 2.62 9.907 2.685 6.323 2.565 8.038 3.959
8 1 8
Type 3 Type 4
Max Stresses Max Stresses
1D+1L+1H+1B+1W s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12
top top top bot bot bot top top top bot bot bot
MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa
12.45 15.25 13.35 12.74 16.86
7.462 4.292 9.597 2.455 4.607 8.384 4.927
8 5 6 9 6
Max. Shell Tension Stress SFT Structure With Different Type of Cable Configuration
Under Load Combination II (3 Position of Cable Configuration)
Type 1 Type 2
Max Stresses Max Stresses
Load Combination s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12
top top top bot bot bot top top top bot bot bot
MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa
12.36 11.40 17.23
7.556 8.461 2.472 10.06 6.899 2.891 3.756 15.4 3.866
8 5 5
Type 3 Type 4
Max Stresses Max Stresses
1D+1H+1B+1W s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12
top top top bot bot bot top top top bot bot bot
MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa
15.51 13.30 11.55 17.02 20.84
7.443 9.92 4.535 9.691 2.516 4.440 4.834
3 6 0 6 2

24. Max. Shell Tension Stress SFT Structure With Different Type of Cable Configuration
Under Load Combination I (4 Position of Cable Configuration)
Type 1 Type 2
Max Stresses Max Stresses
Load Combination s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12
top top top bot bot bot top top top bot bot bot
MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa
10.51 11.40 12.77 12.24
6.303 9.667 2.384 8.175 8.743 2.303 3.639 3.679
9 2 1 5
Type 3 Type 4
Max Stresses Max Stresses
1D+1L+1H+1B+1W
s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12
top top top bot bot bot top top top bot bot bot
MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa
6.182 10.18 3.526 7.914 9.975 2.123 11.54 11.47 4.395 14.39 14.86 4.75
Max. Shell Tension Stress SFT Structure With Different Type of Cable Configuration
Under Load Combination II (4 Position of Cable Configuration)
Type 1 Type 2
Max Stresses Max Stresses
Load Combination s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12
top top top bot bot bot top top top bot bot bot
MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa
10.49 10.21 12.84 12.64
6.299 7.832 2.232 8.310 5.810 2.476 3.474 3.587
3 6 1 3
Type 3 Type 4
Max Stresses Max Stresses
1D+1H+1B+1W s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12 s11 s22 s12
top top top bot bot bot top top top bot bot bot
MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa
10.66 11.45 10.28 14.54 15.38
6.185 7.717 3.725 7.988 2.149 4.229 4.658
9 5 8 2 5

25. •Gaya Axial Kabel
Axial Load at Cable Tendon of SFT (3 Position of Cable Configuration)
Type 1 Type 2 Type 3 Type 4
Load
Combination Pmax Pmin Pmax Pmin Pmax Pmin Pmax Pmin
(kips) (kips) (kips) (kips) (kips) (kips) (kips) (kips)
Comb 1 1101.0 -361.1 1293.1 -639.3 1151.6 -376.0 1354.6 -723.7
Comb 2 1145.1 -317.1 1332.6 -599.9 1197.9 -329.7 1392.7 -685.7
Axial Load at Cable Tendon of SFT (4 Position of Cable Configuration)
Type 1 Type 2 Type 3 Type 4
Load Combination Pmax Pmin Pmax Pmin Pmax Pmin Pmax Pmin
(kips) (kips) (kips) (kips) (kips) (kips) (kips) (kips)
1D+1L+1H+1B+1
772.8 -254.1 956.1 -513.6 807.1 -268.8 1017.3 -591.2
W
1D+1H+1B+1W 803.6 -223.7 982.8 -487.3 839.1 -237.2 1043.1 -565.9
•Hasil analisa menunjukkan bahwa dengan memposisikan kabel pada 3 titik gaya axial kabel dan tegangan
pada dinding masih terlalu besar. Oleh sebab itu akan digunakan 4 posisi kabel sebagai acuan desain struktur
SFT. Hasil analisa juga menunjukkan bahwa konfigurasi yang paling efektif adalah konfigurasi kabel type I

26. Desain Struktur SFT
 Struktur SFT yang berbeda denga TLP sangat tidak memungkinkan untuk
menggunakan kabel tendon yang biasa digunakan pada konstruksi prestress. Karena
SFT tidak memiliki sistem sambungan yang sama dengan TLP Oleh sebab itu
direncanakan SFT menggunakan sling yang biasa digunakan dalam pengangkutan
material-material berat pada pelaksanaan konstruksi.
 Desain struktur SFT ini akan tetap menggunakan beton sebagai material
penampangnya dan konfigurasi kabel yang akan digunakan adalah konfigurasi yang
paling efektif hasil studi yaitu type 1.

27. Spesifikasi Sling dan Sling Shackle

28. Pemodelan Desain Struktur SFT

29. Hasil Analisa
•Gaya Axial Kabel
Kondisi 1 Kondisi 2
Min.Breaking Min.Breaking
Load Combination Pmax (ton) Ket SF Load Combination Pmax (ton) Ket SF
Load (ton) Load (ton)
1D+1L+1H+1B+1W 183.99 193 OK 1.05 1D+1L+1H+1B+1W 146.21 193 OK 1.32
1D+1H+1B+1W 184.08 193 OK 1.05 1D+1H+1B+1W 147.57 193 OK 1.31

30. •Tegangan pada dinding tunnel
Tegangan Tarik Tegangan Tekan
Allowable Allowabl
Load Combination Max Stresses Load Combination Max Stresses
stress e stress
s11 s22 s12 s11 s22
s12 bot MPa
top top top bot bot s11 s22 s12 s11 s22
s12 bot MPa
1D+1L+1H+1B+1 MP MP MP MP top top top bot bot
MPa MPa 1D+1L+1H+1B+1
W a a a a
W MPa MPa MPa MPa MPa MPa
4.43 5.72
3.487 6.36 1.69 2.142
4 3 -9.42 -14.11 -5.57 -11.30 -12.01 -3.46
s11 s22 s12 s11 s22
s12 bot 4.70 s11 s22 s12 s11 s22
top top top bot bot s12 bot 45
MP MP MP MP top top top bot bot
1D+1H+1B+1W MPa MPa 1D+1H+1B+1W
a a a a
MPa MPa MPa MPa MPa MPa
9.39 1.81 4.36 8.82
3.49 2.08
5 5 2 3 -9.45 -12.63 -5.76 -11.35 -11.07 -3.38
•Momen pada penampang tunnel SFT
Mmax
Loading Condition
Nmm
Transfer (Dead Load Only) 320.501,75
1.125.702,5
Service
8

31. •Tegangan pada sabuk baja
S11Top S22Top S12Top S11Bot S22Bot S12Bot
N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2
138.863 108.528 54.177 168.522 226.242 45.742
Digunakan material sabuk baja menggunakan plat baja high tensile plate specification EN 10025 Grade S 355 J2G3
dengan tegangan leleh minimum 335 MPa dan tegangan putus minimum 490 MPa.

32. •Displacement
U1 U2 U3
mm mm mm
51.93 4.53 34.02

33. Analisa Gaya Prestress Pada Struktur SFT
Fo = 0.8 x Aps x fpu
= 0,8 x 32 x 19 x 100,1 mm2 x 1860 MPa
Hasil perhitungan menunjukkan bah
= 90.560.870,5 N
Luas penampang beton adalah sebagai berikut :
Ac = 0,25 x π x ((D2)2 ̶ (D1)2)
= 0,25 x π x ((5900 mm)2 ̶ (5000 mm)2)
= 7.700.850 mm2

36. Sistem Perletakan Kabel SFT Pada Seabed

37. Analisa Vortex Pada SFT Desain
OutputCase StepType StepNum Period Frequency
Text Text Unitless Sec Hz
MODAL Mode 1 0.33 3.02
MODAL Mode 2 0.29 3.40
MODAL Mode 3 0.27 3.68
MODAL Mode 4 0.26 3.79
MODAL Mode 5 0.20 5.01
MODAL Mode 6 0.19 5.17
MODAL Mode 7 0.14 6.91
MODAL Mode 8 0.14 6.93
MODAL Mode 9 0.13 7.43
MODAL Mode 10 0.13 7.91
MODAL Mode 11 0.12 8.40
MODAL Mode 12 0.11 8.73
Dimana :
St = Strouhal Number
V = Kecepatan arus/gelombang (m/s)
St = Diameter struktur (m)

38. Kesimpulan
Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil pada studi untuk mendapatkan konfigurasi kabel yang paling efektif pada struktur SFT dan juga setelah
dilakukan analisa perencanaan lebih lanjut adalah sebagai berikut :
•Kondisi perairan di lingkungan tempat prototype SFT akan dibangun memiliki karakteristik gelombang laut yang memiliki amplitudo kecil
tetapi berhingga dimana dengan kondisi ini teori perhitungan gelombang bisa menggunakan Teori Stokes Orde 5.
•SFT adalah struktur yang dibuat untuk menggantikan jembatan konvensional, oleh karena itu pembebanan lalu-lintas yang dilakukan pada
struktur ini sama dengan jembatan konvensional tapi pada struktur SFT yang dianalisa pada studi ini tidak memperhitungkan kondisi struktur
akibat beban truck atau kendaraan berat.
•Beban gelombang otomatis pada SAP 2000 tidak bisa membebani element shell secara otomatis, oleh karena itu beban gelombang yang bekerja
pada element shell untuk pemodelan SFT pada SAP 2000 dihitung dan dimasukkan secara manual.
•Perhitungan gelombang Teori Stokes Orde 5 memiliki metode perhitungan yang sangat rumit, oleh karena itu pada perhitungan gelombang
yang bekerja pada element shell dihitung menggunakan Teori Airy yang agak lebih sederhana. Walaupun demikian, hasil analisa yang
dilakukan menggunakan contoh desain struktur yang menyerupai jacket 4 kaki (struktur fix offshore platform) menunjukkan bahwa Teori Stokes
Orde 5 memiliki gaya yang lebih kecil dibandingkan dengan Teori Airy sehingga studi analisa dan desain struktur SFT yang telah dilakukan
sudah memenuhi dalam segi keamanan struktur dari beban gelombang dan arus.

39. •Hasil analisa terhadap konfigurasi kabel menunjukkan bahwa type konfigurasi kabel yang paling efektif dalam menahan badan tunnel
ketika beban-beban lingkungan bekerja pada SFT adalah konfigurasi kabel type 1.
•Hasil studi juga membuktikan bahwa gaya prestress yang bekerja pada struktur SFT yang menggunakan penampang beton dapat
membantu struktur untuk menahan beban yang bekerja. Hal ini bertentangan dengan asumsi awal yang menjelaskan bahwa gaya
prestress yang diberikan hanya berfungsi sebagai penyambung segmen-segmen badan tunnel.
•Penggunaan kabel pada struktur SFT lebih baik jika menggunakan sling daripada tendon karena pemasangan sling lebih mudah
daripada tendon. Pemasangan tendon umumnya dilakukan pada floating structure dengan menggunaka column hull tapi pada sistem
seperti SFT tidak terdapat column hull sehingga sulit dalam pemasangan.
•Struktur SFT yang menggunakan penampang dengan material beton masih rawan untuk digunakan karena sifat beton yang getas
menjadikan struktur sangat sensitif terhadap beban tumbukan dan gesekan yang bisa diakibatkan oleh kendaraan.
•Hasil studi analisa desain perencanaan struktur SFT menghasilkan dimensi dan spesifikasi akhir dari elemen struktur seperti pada

41. Note :