EVALUASI KAPASITAS DUKUNG DAN NILAI PCN RUNWAY UTARA SISTEM CAKAR AYAM BANDAR UDARA SOEKARNO-HATTA DENGAN PERMODELAN ELEMEN HINGGA (Studi Kasus: Untuk Dilewati oleh Pesawat B777-300ER)

Taqia Rahman, Prof. Dr. Ir. Hary Christady Hardiyatmo, M.Eng., DEA.

2014 | Tesis | S2 Mag. S. & T.Transportasi

Kebutuhan transportasi udara di Indonesia berkembang sangat pesat dalam 10 tahun terakhir ini. Hal ini menuntut peningkatan sarana dan prasarana transportasi udara yang lebih baik dan effisien. PT. Garuda Indonesia sebagai penyedia sarana transportasi udara, pada tahun 2013 berencana untuk menggunakan pesawat jenis baru yaitu B777-300ER dalam kondisi MTOW. Rencana ini mengalami kendala besar, karena daya dukung Runway utara Bandar Udara Soekarno-Hatta disinyalir belum mampu untuk digunakan oleh pesawat tersebut. Bandar Udara Soekarno-Hatta dengan tanah dasar kategori D diklaim memiliki PCN 120, sedangkan untuk melayani pesawat B777-300ER dalam kondisi MTOW, runway setidaknya harus memiliki PCN 132. Evaluasi daya dukung Bandar Udara Soekarno-Hatta ini perlu dilakukan untuk mengetahui kebenaran klaim PCN Runway utara Bandar Udara Soekarno-Hatta tersebut, mengingat lebih dari 25 tahun tidak dilakukan evaluasi. Evaluasi dilakukan dengan memodelkan landasan Bandar Udara Soekarno-Hatta dengan menggunakan Metode Elemen Hingga 3D untuk Sistem fondasi Cakar Ayam, sebagaimana landasan ini dibangun pada tahun 1978. Pada penelitian ini disimulasikan dua model: (1) model beban HWD dan (2) model Boeing B-777-300ER (MTOW). Kedua model tersebut mensimulasikan pengaruh beban terhadap respon lendutan dan momen. Model pertama disimulasikan untuk keperluan verifikasi dan validasi model, setelah model pertama valid, model kedua disimulasikan untuk melakukan cek apakah akibat beban MTOW tersebut tegangan tekan pada beton maupun tegangan tarik pada tulangan baja masih mampu didukung oleh material. Bila dengan beban MTOW, kapasitas dukung slab terlampau, maka dilakukan simulasi dengan beban RTOW (Restricted Take Off Weight), untuk mengetahui seberapa besar beban maksimum (maximum allowable gross weight) yang dibolehkan untuk pesawat Boeing B-777-300ER melakukan take off di Runway utara Bandara Soekarno-Hatta. Beban maksimum ini kemudian dikonversikan menjadi nilai ACN. Nilai ACN terbesar inilah yang merupakan PCN Runway utara Bandara Soekarno-Hatta. Hasil simulasi model pertama (beban HWD) menunjukkan respon lendutan dan momen yang mendekati hasil uji HWD di lapangan, sehingga valid untuk mewakili perilaku Sistem Cakar Ayam di Runway utara BSH yang ada saat ini. Model kedua (Boeing B-777-300ER) menunjukkan bahwa untuk beban MTOW (351 ton), momen yang terjadi adalah sebesar 21,92 s/d 22,38 kNm/m’. Momen tersebut lebih besar dibanding kapasitas (Mu) yang mampu didukung slab saat ini, yaitu 19,35 kNm/m’, sehingga Runway utara Bandara Soekarno- Hatta saat ini belum bisa melayani beban MTOW pesawat Boeing B-777-300ER. Beban RTOW Boeing B-777-300ER yang diizinkan untuk take off di Runway Utara Bandara Soekarno-Hatta saat ini adalah 320 ton, dan PCN saat ini adalah: 114/R/D/W/T. Kata kunci: Sistem Cakar Ayam, Pesawat B777-300ER MTOW, Metode Elemen Hingga 3D, Bandara Soekarno-Hatta

Air transportation need in Indonesia is growed very rapidly in the last 10 years. This requires better infrastructure in air transportation. PT. Garuda Indonesia as a provider of air transport, in 2013 planned to operate a new type of aircraft: B777-300ER in MTOW condition. This plan faced a major obstacle, because the bearing capacity of North Runway of Soekarno-Hatta International Airport (SHIA) is supposed not strong enough to be used by the aircraft. SHIA with subgrade category D claimed to have PCN 120, while the B777-300ER aircraft in MTOW condition requires runway PCN at least 132. Evaluation of the bearing capacity of SHIA is necessary to be done to prove the claims of the PCN number of North Runway Soekarno-Hatta, considering that no evaluation has been done over 25 years since it built. Evaluation is done by modeling runway Soekarno-Hatta using 3D Finite Element Method for „Sistem Cakar Ayam”, as the foundation was built in 1978. In this study simulated two models: (1) Model HWD load and (2) model of the Boeing B -777-300ER (MTOW). Both of these models simulate the effect of the load deflection response and torque. The first model is simulated for verification and validation of the model, after the first model is valid, the second model simulated to check whether the MTOW due to load on the concrete compressive stress and tensile stress in the reinforcing steel is still able to be supported by the material. If the bearing capacity of North Runway of SHIA is lower that the required bearing capacity for MTOW condition, then RTOW (Restricted Take Off Weight) load is modelled, to determine how much the maximum load (maximum allowable gross weight) which allowed for the Boeing B-777-300ER to take off on North Runway of SHIA. The maximum load is then converted into the number of ACN. The biggest ACN number is assigned to be the PCN of North Runway of SHIA. The results of the first model (HWD load) show that the deflection (mm) and moment (kNm/m‟) response is approaching the HWD test results on the field, so it is valid to represent the behavior of “Sistem Cakar Ayam” in Nort Runway existing of SHIA. The second model (Boeing B-777-300ER) shows that for load MTOW (351 tons), the applied moment is 21.92 up to 22.38 KNM / m '. It is larger than the moment capacity (Mu) of North Runway of SHIA which is 19.35 KNM / m‟. It can be concluded that North Runway of SHIA is not able to support the Boeing B-777-300ER load with MTOW condition. The model also show that RTOW load of Boeing B-777-300ER which is currently allowed to take off in North Runway of SHIA is 320 tons, and PCN is: 114/R/D/W/T. Keywords: Sistem Cakar Ayam, B777-300ER aircraft (MTOW), 3D Finite Element Method, Soekarno-Hatta Airport

Kata Kunci : Sistem Cakar Ayam, Pesawat B777-300ER MTOW, Metode Elemen Hingga 3D, Bandara Soekarno-Hatta