Kerusakan struktur jembatan bisa diakibatkan adanya beberapa faktor diantaranya beban berlebih    (overload), perencanaan    atau pelaksanaan yang tidak sesuai standar dan spesifikasi, penggunaan material yang tidak sesuai dengan persyaratan, maupun faktor lingkungan yang belum diantisipasi.

Pentingnya Sambungan Baut untuk Kekuatan Jembatan
Pada jembatan dengan struktur rangka baja, sambungan menjadi bagian paling rentan karena harus menahan beban dinamis yang bisa menyebabkan kelelahan material. Oleh karena itu, sambungan baut berkualitas tinggi dengan sistem cengkraman friksi sangat penting untuk menjaga kekuatan struktur. Prinsip kerja sambungan baut mutu tinggi pada struktur jembatan menghasilkan gaya jepit akibat gaya tarik (tension) baut, sehingga  gaya  friksi  antara  pelat yang dijepit berfungsi sebagai penahan beban yang bekerja. Kekuatan jembatan rangka baja sangat dipengaruhi oleh kekuatan sambungan. Beberapa standar mengatur sambungan, termasuk sambungan jenis baut. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah posisi penempatan baut (meliputi jarak antar baut, jarak tepi minimum baut maupun jarak tepi maksimum baut).
Tipe kerusakan baut diantaranya, lubang baut yang bulat memanjang yang terjadi jika pelat sudah mencapai tegangan leleh ataupun fraktur. Selain itu, kerusakan ini juga bisa terjadi karena ketidakpasan lubang baut saat pemasangan pada profil siku maupun pelat buhul, yang akhirnya menyebabkan pelemahan struktur. Artikel ini akan membahas perbandingan kekuatan kekencangan baut dengan dan tanpa menggunakan ring pengunci baji bergerigi (washer).
- Kekuatan Baut
Menurut Sutarso (1991), baut berfungsi sebagai pengikat/penyambung dua elemen disamping sambungan las dan keling. Umumnya, baut akan mengalami beberapa bentuk pembebanan yang terjadi, seperti beban puntir, beban geser, dan beban tarik, sehingga baut akan mengalami kerusakan. Kerusakan dapat disebabkan oleh beban tekan sehingga mengakibatkan terjadinya konsentrasi tegangan dan membuat pergesaran pada pelat (Gambar 1).

Berdasarkan Gambar 1, kekuatan sambungan bergantung pada posisi baut sesuai beban. Jika beban melebihi kekuatan baut, sambungan bisa gagal atau deformasi. Deformasi tersebut berupa putus karena tarikan, puntiran, geser pada baut. Menurut Devi, dkk (2010), ada dua bentuk patahan baut yang terjadi akibat beban fatik, yaitu patah lelah dan patah getas. Patah getas terjadi karena baut tidak lagi mampu menahan beban yang bekerja setelah terjadinya awal patahan (patah lelah).
- Ring Pengunci Baji (Washer)
Washer adalah salah satu alat pengunci yang berfungsi untuk mengunci dan mengencangkan antar komponen yang akan disatukan.
Washer di Indonesia dikenal dengan sebutan ring, karena bentuknya yang menyerupai cincin. Washer adalah bagian dari alat sambung baut. Menurut Spesifikasi Khusus Interim “Ring Pengunci Baji (Wedge Locking Washer) untuk Sambungan Baut Mutu Tinggi pada Jembatan Baja”, SKh.1.8.22 Tahun 2024, bahwa ring pengunci baji adalah sistem pengunci sambungan baut mutu tinggi pada jembatan baja yang merupakan sepasang ring yang saling mengunci bagian bajinya (Gambar 2).

Bentuk washer secara detil ditunjukkan dalam gambar 3 berikut.

Ring pengunci baji dapat diterapkan pada pembangunan jembatan baja yang baru atau sedang tahap rehabilitasi, untuk menjaga sambungan baut mutu tinggi agar tetap kencang saat terjadi getaran. Menurut hasil penelitian, ring pengunci baji dibuat bergerigi dapat meningkatkan kekuatan, kekakuan, dan daktilitas sambungan baut (Gambar 4).

Washer berfungsi untuk mengunci kepala baut agar tidak longgar, meratakan beban, dan mencegah korosi. Jenisnya berbeda sesuai fungsi, terutama untuk beban diam atau benda yang mengalami getaran.

Metode Pemasangan dan Pengencangan Baut pada Jembatan Baja
Metode pemasangan dan pengencangan baut mengacu pada Surat Edaran Nomor 14/ SE/M/2015 tentang Pedoman Pemasangan Baut Jembatan. Sesuai pedoman resmi, baut mutu tinggi dipasang dari tengah ke tepi secara menyilang untuk hasil lebih kuat.

Baut yang telah digunakan tidak boleh digunakan kembali. Pengencangan ulang baut yang longgar tidak diperbolehkan. Namun, saat pemasangan, pengencangan ulang baut yang longgar akibat pengencangan baut di sebelahnya masih diperbolehkan, karena bukan dianggap penggunaan kembali (reuse).
Berdasarkan SE No.14/SE/M/2015, ada lima metode pengencangan baut:
1.    Metode putaran mur (turn of nut)
2.    Metode ring indikator tarik (direct tension indicators washer)
3.    Metode baut indikator tarik (direct tension indicators bolt)
4.    Metode kontrol torsi dengan kunci torsi (torque wrench)
5.    Metode putaran dengan baut kontrol gaya tarik (twist-off type tension control bolt/ TC Bolt)
Setiap baut yang sudah terpasang, perlu diperiksa kekencangannya dengan ketentuan sebagai berikut,
1.    Pada konstruksi jembatan baru, pelaksana harus memastikan pemasangan dan pengencangan baut telah sesuai dengan prosedur yang ditentukan. Baut dan mur yang rusak berdasarkan pemeriksaan visual harus diganti;
2.    Jumlah sampel baut yang diperiksa minimum 10% dari seluruh baut pada satu sambungan tetapi tidak boleh kurang dari dua buah baut;
3.    Pemeriksaan terhadap gaya tarik baut menggunakan kunci torsi yang terkalibrasi.
Pemasangan ring pengunci baji harus memperhatikan kondisi tanpa karat, bengkok, retak, atau patah. Pengencangan harus sesuai standar (Tabel 1 dan 2) jika tidak, ring harus diganti dan kunci torsi dikalibrasi.


Keterangan untuk Tabel 1 dan Tabel 2:
-    Pasta Cu/C adalah pasta tembaga/grafit;
-    GF adalah rasio titik hasil. Bila pengencangan dilakukan sesuai panduan dan tanpa penyimpangan, ini adalah pra- tekanan yang dicapai dan dinyatakan dalam % dari titik hasil;
-    μth adalah koefisien gesek ulir;
-    μh adalah koefisien gesek di bawah kepala baut;
-    Koefisien gesek ulir memiliki nilai teoretis, tetapi diverifikasi melalui pengujian;
-    Koefisien gesek di bawah kepala baut telah ditetapkan dengan pengujian.
Pemasangan baut sebelumnya dilakukan pembersihan permukaan dari kotoran dan karat dengan menggunakan sikat kawat, jika  diperlukan  beri  lapisan  pelindung.
pembersihan ini agar mencegah korosi sebelum dipasang dan bagian luar ring pengunci baji dapat mencengkeram permukaan komponen jembatan baja. Peralatan yang digunakan meliputi pembersih karat, kunci torsi terkalibrasi, dan scaffolding. Jangan menambahkan ring pelat pada ring pengunci baji pada saat pemasangan (Gambar 5).

Kondisi baut dalam keadaan lurus sebelum dilakukan pengencangan dengan kunci torsi (Gambar 6).

Evaluasi dan Penggantian Ring Pengunci Baji pada Jembatan Citarum
Penggantian ring pengunci baji pada jembatan rangka baja Citarum yang berada pada ruas jalan Propinsi Kabupaten Bandung Jawa Barat dilakukan untuk mengantisipasi terjadinya penurunan kinerja sambungan baut. Jembatan ini sudah memiliki umur layan mencapai lebih dari 20 tahun. Dibangun pada tahun 1995 menggunakan tipe RBR rangka baja Austria. Selanjutnya tahun 2014, lantai jembatan tersebut menggunakan pelat baja ortrotopik.


Teknis Jembatan Citarum dijelaskan secara detil dalam Tabel 3.

Jembatan Citarum kini kondisi sambungan baut sebagian besar sudah hilang dan kendur. Hilangnya salah satu baut akan merubah struktur kestabilan jembatan.

Gambar 8 menunjukkan kondisi baut yang hilang pada Jembatan Citarum dalam masa layannya. Untuk mengantisipasi baut yang kendur maupun hilang, dilakukan uji mockup pemasangan baut dengan washer. Tahapan uji mockup terdiri dari:
1.    Menempatkan ring pengunci baji (washer) di kedua sisi;
2.    Memastikan lubang sambungan baut antar baja jembatan lurus;
3.    Mengencangkan sambungan baut sesuai Tabel 1 dan Tabel 2;
4.    Mengulangi langkah 2 (dua) untuk memastikan torsi pada sambungan baut;
5.    Membuat garis torsi pada kepala baut dan badan mur (Gambar 9);
6.    Memeriksa secara visual apakah terdapat baut yang kendur atau kerusakan pada baut;
7.    Memeriksa secara visual apakah garis pemeriksaan torsi rusak.

Sebanyak 10 baut mutu tinggi M12 dan M16 dipasang dengan ring pengunci baji biasa dan bergerigi. Pengujian torsi dan visual garis torsi dilakukan enam bulan setelah pemasangan, dengan hasil ditunjukkan pada Tabel 3 dan 4.

Uji mockup menunjukkan momen torsi baut M22 dengan ring pengunci baji biasa tidak teridentifikasi. Baut M16 mencapai 290 Nm, sementara M22 dengan ring bergerigi mencapai 780 Nm.

Tabel 4 menunjukkan jumlah perbandingan untuk kondisi garis torsi. Pada baut M16 dan M22 dengan washer jumlah garis torsi tetap lurus atau dalam kondisi baik sebanyak 80%, sementara 20% garis torsi dalam kondisi sudah tidak lurus.
Baut M16 dengan ring pengunci baji biasa hanya 50% yang berkondisi baik. Baut M22 hanya 40% garis torsi masih dalam kondisi lurus. Kondisi garis torsi masih dalam keadaan lurus menunjukkan bahwa tidak terjadi pergeseran pada garis penanda untuk sambungan yang menggunakan ring pengunci baji bergerigi (washer).
Kondisi garis torsi dalam keadaan tidak lurus menunjukkan bahwa baut mengalami kekenduran akibat terjadinya getaran dan beban dinamis pada jembatan. Kondisi garis torsi ditunjukkan dalam Gambar 10.


Penggunaan washer menjadi teknologi yang lebih efektif dalam mencegah kekenduran baut, meningkatkan kestabilan jembatan, dan memberikan kinerja sambungan rangka baja tetap optimal meski terpapar frekuensi getaran dan beban dinamis dibandingkan ring pengunci baji biasa.
 

Sumber : BINEKA, Vol. 6 Edisi April 2024 (Hal 8-16)