Pengujian statik pelat komposit pracetak beton normal dengan overtopping beton serat untuk lantai jembatan

GUNAWAN, Indra, Dr. -Ing. Ir. Djoko Sulistyo

2009 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Kerusakan pada pelat lantai jembatan komposit dapat disebabkan karena terjadinya pemisahan antara pelat pracetak dengan overtopping yang dapat mengakibatkan pengurangan kapasitas lentur pada pelat jembatan, akibatnya masa layan pelat ini tidak seperti yang diharapkan. Solusi alternatif yang ditawarkan untuk mengatasi persoalan tersebut adalah dengan penggunaan serat yang terbuat dari kawat bendrat. Adanya penambahan serat membuat permukaan pelat jadi kasar dan meningkatkan kuat tarik beton, sehingga kapasitas lentur meningkat, kuat geser friksi bertambah dan mencegah retak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sejauh mana besarnya pengaruh penambahan serat kawat bendrat pada kekuatan pelat lantai jembatan komposit pracetak beton normal–overtopping beton serat kawat bendrat, akibat beban statik terpusat pada tengah bentang dan tepi bentang. Model benda uji dalam pengujian berukuran p x l x t berturut-turut 1850 x 500 x 35 mm (skala 1 : 2) yang dibuat berjumlah 4 buah, dengan ketebalan beton pracetak 35 mm dan beton overtopping 65 mm dan terdiri dari 2 bentang. Benda uji kelompok 1 terdiri dari 2 buah benda uji pracetak beton normal–overtopping beton normal (KB-NN1 dan KB-NN2) dan Benda uji kelompok 2 terdiri dari 2 buah benda uji pracetak beton normal–overtopping beton serat kawat bendrat (KB-NS1 dan KB-NS2) dengan konsentrasi serat 1% dan aspek rasio (l/d = 66,67), setiap benda uji dipasang 4 strain gauge baja, yaitu 2 dipasang di daerah lapangan dan 2 dipasang di daerah tumpuan. Metode pengecoran beton serat seperti pada beton normal. Penelitian ini menggunakan fc’ yang sama sebesar 30 MPa, dimana karakteristik beton serat meningkat dibandingkan dengan beton normal, yaitu εc=28,25% (0,00313–0,00395), σlentur=38,71% (4,435–6,059), σtarik=12,89% (2,986–3,371). Terjadi kenaikan kuat geser frisi antar lapisan beton untuk lapisan beton normal-serat sebesar 30,81% (0,396-0,518 N/mm2) dibandingkan lapisan beton normal-normal. Pada saat pengujian akibat beban statik terpusat di tengah bentang benda uji KB-NN dibandingkan KB-NS terjadi penambahan kekuatan sebesar 18,69% (42,8 kN-50,8 kN) saat Pcr, kekakuan sebesar 88,49% (19,37 kN/mm-36,51 kN/mm), daktilitas sebesar 55,55% (1,8-2,8) dan penurunan kekuatan sebesar 9,52% (141,8 kN-128,3 kN) saat Pf akibat timbulnya delaminasi antara pracetak dengan overtopping. Sedangkan saat pengujian akibat beban statik terpusat di tepi bentang benda uji KB-NN dibandingkan KB-NS, terjadi penambahan kekuatan sebesar 25,55% (54,8 kN-68,8 kN) saat Pcr dan sebesar 16,93% (141,8 kN-165,8 kN) saat Pf, kekakuan sebesar 76,70% (28,84 kN/mm-50,96 kN/mm) dengan daktilitas relatif sama sebesar 2.

Separation of precast layer and the overtopping in the precast concrete system could cause damage on the composite bridge deck plate. Furthermore, it causes reduction of flexure capacity of the bridge deck and decrease serviceability of the plate. The alternative solution to minimize the effect of these problems is to use fibers concrete made of “bendrat” wire. Due to the addition of fiber, plate surface will automatically roughen and is expected to be able to increase friction effect and strengthen the composite action. Therefore, the phenomena could increases the flexure capacity, tensile and shear strength, and prevent cracks. The purposes of this experiment is to measure the effect of addition of fiber bendrat wire on the strength and serviceability of the composite precast normal concrete bridge deck plates with fiber concrete overtopping compared with composite precast normal concrete bridge deck plates with normal concrete overtopping which support concentrated static load on the mid-span and end-span. Model tests used in the experiment have the dimension of l x w x h at 1850 x 500 x 35 mm respectively (scale 1: 2) made in 4 samples, with precast and overtopping thickness of 35 mm and 65 mm respectively consists of 2 spans. Test object group 1 consists of 2 samples of composite precast normal concrete bridge deck plates with normal concrete overtopping (KB-NN1 and KB-NN2) and test object group 2 consists of 2 samples of composite precast normal concrete bridge deck plates with fiber concrete overtopping (KB-NS1 and KB-NS2) with a fiber concentration of 1% and aspect ratio (l / d = 66.67). Four steel strain gauges used in each test object, 2 of them are installed in the mid-span area and 2 in the end-span area. Moulding method for the fiber concrete is the same as in normal concrete. By the use of equal compression strength of 30 MPa in this experiment, the characteristics of fibers concrete increased compared to normal concrete : εc = 28.25% (0.00313-0.00395), σb = 38.71% (4.435-6.059 MPa), σt = 12.89% (2.986-3.371MPa). Inter layer shear friction strength of normal concrete-fiber concrete is increased 30.81% (0.396-0.518 N/mm2) compared to normal concrete-normal concrete. The strength increase due to a concentrated static load on mid-spans test for KB-NS1 compared to KB-NN1 is 18.69% (42.8-50.8 kN) at Pcr, the stiffness of 88,49% (19.32-36.73), ductility of 55.55% (1.80-2.80) and decrease in the strength of 9,52% (141.8-128.3 kN) at Pf because of separation between precast with the overtopping (delamination). Whereas the strength increase due to a concentrated static load on end-spans test for KB-NS2 compared to KB-NN2 is 25.55% (54.8 -68.8 kN) at Pcr and 16.93% (141.8-165.8 kN) at Pf, stiffness of 76.70% (28.85-51.14) with relatively similar ductility of 2.

Kata Kunci : Pracetak,Overtopping,Serat kawat bendrat,First crack,Failure, pracetak, overtopping, serat kawat bendrat,