A rangka bailey adalah komponen jembatan panel baja prefabrikasi yang dibangun dari tali segitiga atas dan bawah, tiang vertikal, dan penyangga diagonal, dirancang untuk direkatkan di lokasi tanpa derek, pengelasan, atau pondasi cor. Setiap panel adalah Panjangnya 3,048 meter (10 kaki). dan tingginya kira-kira 1,4 hingga 2,15 meter tergantung pada pabrikannya, dan beberapa panel digabungkan berdampingan dan bertingkat untuk membentuk balok yang cukup kuat untuk menahan lalu lintas kendaraan, kereta api atau pejalan kaki. Sistem ini awalnya dikembangkan untuk penyeberangan sungai militer, namun logika panel yang sama kini mendasari sebagian besar jembatan baja modular yang dijual untuk jalan pedesaan, rute pengangkutan pertambangan, bantuan bencana, dan jalan memutar sementara.
Ciri khas dari bailey truss adalah dapat dipertukarkan. Setiap panel dari seri tertentu memiliki lubang pin yang sama, sehingga kontraktor dapat memperpanjang bentang, menambahkan baris kedua untuk lebar ekstra, atau menumpuk lantai kedua untuk kekuatan ekstra menggunakan stok suku cadang yang sama. Keputusan desain tunggal itulah yang menjadi alasan mengapa format bailey truss tetap digunakan selama lebih dari delapan dekade sementara konsep jembatan sementara lainnya datang dan pergi.
Secara praktis, bailey truss menjawab tiga pertanyaan yang biasanya ditanyakan tim proyek terlebih dahulu: seberapa cepat dapat naik, berapa banyak yang dapat dibawa, dan dapatkah digunakan kembali di tempat lain setelahnya. Karena panel merupakan blok penyusun standar dan bukan fabrikasi khusus, ketiga jawaban tersebut cenderung lebih baik daripada apa yang dapat ditawarkan oleh desain baja atau beton spesifik lokasi dalam jangka waktu yang sama.
Konsep jembatan panel ditelusuri kembali ke persyaratan masa perang untuk sistem penyeberangan yang dapat dibangun oleh infanteri di bawah kondisi lapangan dengan peralatan dasar dan tanpa alat berat. Ide intinya, panel triangulasi berulang yang digabungkan dengan satu jenis pin, memecahkan dua masalah sekaligus: menghilangkan kebutuhan akan pengelasan di lokasi, dan membiarkan stok suku cadang yang sama digunakan kembali pada lusinan panjang bentang yang berbeda.
Apa yang membuat format ini tetap relevan lama setelah tujuan aslinya memudar adalah kenyataan bahwa logika panel berskala di kedua arah. Satu baris panel menangani jembatan penyeberangan; tiga baris ditumpuk setinggi dua lantai, diperkuat tali busur, menangani truk jalan raya yang penuh muatan. Sangat sedikit sistem struktural yang menawarkan katalog satu suku cadang, itulah sebabnya kontraktor sipil, operator pertambangan, dan lembaga bantuan bencana saat ini masih menentukan tata letak rangka bailey dibandingkan balok baja yang dipesan lebih dahulu.
| Zaman | Penggunaan Utama |
|---|---|
| Maksud desain asli | Penyeberangan sungai yang cepat, dirakit dengan tangan tanpa derek |
| Rekonstruksi pasca konflik | Mengganti perlintasan jalan dan perlintasan kereta api sipil yang rusak |
| Penggunaan komersial saat ini | Akses pedesaan, jalan angkut pertambangan, tanggap bencana, jalan memutar, penyeberangan pejalan kaki dan utilitas |
Jembatan rangka bailey yang sudah jadi adalah tumpukan sejumlah kecil bagian yang berulang. Memahami fungsi masing-masing bagian akan memudahkan Anda membaca daftar suku cadang pemasok atau gambar pendirian lokasi.
| Komponen | Fungsi | Bahan Khas |
|---|---|---|
| akord panel | Membawa gaya tarik dan tekan utama sepanjang bentang | Baja saluran ganda |
| Pos vertikal | Mentransfer beban dek ke akord dan menjaga panel tetap persegi | Bagian balok 8 gauge I |
| Penjepit diagonal | Melengkapi pola segitiga yang memberikan kekakuan pada panel | Bagian baja yang digulung |
| pin panel | Bergabung dengan panel yang berdekatan pada lug jantan dan betina | Baja paduan tempa, masing-masing kira-kira 3 kilogram |
| jendela di atas pintu | Membentang di antara dua garis rangka dan membawa geladak | Balok baja yang digulung |
| Penjepit goyang dan penyapu | Menahan beban angin dan getaran lateral, mencegah goyangan samping | Batang pengikat baja |
| Catur dan stringer | Bentuk permukaan geladak lari untuk kendaraan atau lalu lintas pejalan kaki | Pelat pemeriksa kayu atau baja |
| Bantalan dan tiang akhir | Memindahkan reaksi rangka penuh ke abutment | Baja tuang atau baja fabrikasi |
Pada tali bagian bawah setiap panel, empat pelat tempat duduk balok menahan jendela di atas pintu pada posisinya, dan dua lubang oval di ujung saluran menerima sambungan penahan goyangan. Karena ukuran pin dan jarak lubang yang sama berulang di seluruh panel, kru dapat membongkar jembatan rangka bailey dan membangunnya kembali dalam panjang bentang yang sama sekali berbeda menggunakan inventaris yang sama, yang merupakan alasan utama armada persewaan dibangun dengan format ini.
Kekuatan rangka bailey tidak berasal dari satu bagian yang berat, melainkan dari geometri. Segitiga adalah satu-satunya poligon yang tidak dapat berubah bentuk tanpa mengubah panjang salah satu sisinya, jadi setelah penyangga diagonal, garis vertikal, dan tali busur disematkan menjadi segitiga, panel akan tahan terhadap tekukan tanpa memerlukan jaringan pelat baja padat.
Hal ini mempunyai dua konsekuensi praktis yang penting bagi siapa pun yang menentukan suatu proyek:
Para insinyur mendeskripsikan efisiensi ini dengan menggunakan rasio kekuatan terhadap berat, dan inilah alasan mengapa panel seberat 300 kilogram, jika digabungkan dengan panel lain dalam konfigurasi yang tepat, dapat menopang kendaraan berbobot banyak ton.
Geometri panel adalah salah satu dari sedikit hal yang hampir tidak berubah di seluruh pabrikan sejak desain asli Inggris, itulah sebabnya suku cadang dari era berbeda dan pabrik berbeda sering kali masih kompatibel. Panel tali busur yang diperkuat dan panel bertingkat ganda hanya mengubah jalur muatan, bukan selubung dasar.
| Parameter | Nilai Khas |
|---|---|
| Panjang panel | 3,048 m (10 kaki), lubang pin ke lubang pin |
| Tinggi panel | 1,45 m hingga 2,15 m tergantung seri |
| Berat panel | 270kg menjadi 349kg |
| Lebar jalan standar | Jalur tunggal 3,27 m, lebar jalur 4,25 m |
| pin panel weight | Sekitar 3 kg per pin |
| Rentang praktis yang jelas | 6 m hingga lebih dari 90 m dengan dermaga perantara untuk lintasan yang lebih panjang |
Karena setiap panel berbobot di bawah 350 kilogram, kru yang terdiri dari empat hingga enam orang dapat mengangkat dan menyematkan panel dengan tangan, yang menjadikan format ini praktis untuk lokasi yang tidak dapat dijangkau oleh mobile crane. Potongan dek dan jendela di atas pintu yang lebih berat biasanya digulung ke tempatnya dengan roller sementara daripada dibawa.
Keuntungan terbesar dari sistem rangka bailey adalah bahwa kapasitas beban merupakan masalah blok penyusun daripada masalah desain ulang. Alih-alih merekayasa jembatan baru untuk setiap bentang dan beban gandar, panel yang sama diulangi dalam kombinasi baris dan tingkat yang berbeda.
| Konfigurasi | Baris x Cerita | Kesesuaian Khas |
|---|---|---|
| SS | 1x1 | Jembatan penyeberangan, lahan pertanian dan penyeberangan utilitas ringan |
| DS | 2x1 | Jalan pedesaan kendaraan ringan |
| TS | 3x1 | Ruas jalan raya satu lajur bentang sedang |
| DD | 2x2 | Bentang yang lebih panjang dengan lalu lintas kendaraan yang cukup padat |
| TD | 3x2 | Bentang panjang, beban jalan raya penuh, jalur angkut pertambangan |
Pemilihan konfigurasi ini tergantung pada dua hal: bentang bersih yang dibutuhkan lokasi dan desain kendaraan atau beban rel yang harus diangkut jembatan. Sebagai pola umum, menggandakan jumlah baris rangka akan menggandakan kapasitas lentur, sementara menambahkan lantai kedua terutama membantu bentang yang lebih panjang di mana defleksi, bukan kekuatan mentah, menjadi faktor pembatas.
Kebanyakan jembatan rangka bailey yang dibangun saat ini dirancang berdasarkan model beban jalan raya standar seperti HS-20, HL-93 atau kotak muatan kendaraan berat yang sebanding , dan pemilihan konfigurasi memungkinkan satu jenis panel mencakup berbagai hasil. Konfigurasi single-single umumnya cocok untuk bentang hingga sekitar 30 meter yang dilalui lalu lintas ringan, sedangkan tata letak double-double atau triple-double yang diperkuat tali busur dapat mendorong bentang yang dapat digunakan jauh melampaui 60 meter sambil tetap memikul beban jalan raya penuh.
Kisaran beban yang dilaporkan di seluruh pemasok saat ini biasanya berada di antara keduanya 30 dan 70 ton tergantung pada konfigurasi, rentang, dan jumlah lantai, menurut literatur produk pabrikan. Dua aturan praktis yang selalu muncul dalam dokumen perencanaan proyek:
Untuk penyeberangan multi bentang, tiang perantara hanya ditambahkan pada interval panjang panel, yang berarti tata letak rangka bailey, pada prinsipnya, dapat diperpanjang tanpa batas waktu selama jarak tiang dan kondisi tanah memungkinkan. Tim perencanaan biasanya mengkonfirmasi tiga masukan sebelum menyelesaikan konfigurasi: desain berat kendaraan dan jarak gandar, jarak bebas yang diperlukan untuk penyeberangan, dan daya dukung tanah yang tersedia untuk abutmen atau tiang perantara.
Dua detail teknik memisahkan proyek bailey truss yang terencana dengan baik dari proyek yang tidak direncanakan dengan baik: kontrol defleksi dan pra-camber. Dengan bertambahnya panjang bentang, rangka yang mengalami beban bergerak akan mengalami defleksi yang lebih besar meskipun secara teknis cukup kuat untuk menahan beban, dan defleksi yang berlebihan akan menyebabkan pengendaraan yang kasar dan kelelahan jangka panjang pada sambungan pin.
Untuk mengimbangi hal ini, bentang yang lebih panjang biasanya dibangun dengan pra-camber kecil ke atas, yang berarti rangka yang tidak dibebani ditempatkan sedikit lebih tinggi di bagian tengah dibandingkan di bagian ujungnya, sehingga di bawah beban lalu lintas penuh, rangka tersebut berada pada profil yang rata dan nyaman, bukannya terlihat melorot. Tim lokasi juga memeriksa tiga detail pendukung sebelum membuka penyeberangan:
Akord dan tiang biasanya digulung dari baja paduan rendah dengan tegangan tinggi, dengan pin panel ditempa dari baja paduan seperti 30CrMnTi untuk ketahanan aus pada titik sambungan. Karena rangka bailey diharapkan diletakkan di luar ruangan, seringkali di dekat air, perlindungan terhadap korosi bukanlah suatu hal yang diabaikan, ini adalah bagian dari spesifikasi dasar.
Dua pendekatan pelapisan mendominasi produksi saat ini. Galvanisasi hot-dip menimbulkan korosi sekitar sepertiga puluh tingkat baja telanjang di lingkungan yang sama dan secara luas didokumentasikan memberikan masa pakai bebas perawatan selama beberapa dekade pada struktur baja luar ruangan. Alternatifnya adalah sistem primer anorganik kaya seng, yang memberikan perlindungan kuat dengan bobot pengiriman lebih rendah namun umumnya memerlukan siklus pengecatan ulang lebih cepat daripada pelapisan celup panas penuh. Pin dan pengencang yang lebih kecil hampir selalu digalvanis secara terpisah, karena penampangnya yang kecil menjadikannya bagian rakitan yang paling cepat menimbulkan korosi jika tidak dilapisi.
Untuk lingkungan pesisir, laut, atau lingkungan garam yang banyak menghilangkan lapisan es, spesifikasi proyek semakin memerlukan sistem dupleks, yang berarti lapisan dasar galvanis di atasnya dengan lapisan cat yang kompatibel, karena paparan garam mempercepat konsumsi seng jauh lebih cepat dibandingkan lokasi pedalaman pada umumnya.
| Pelapisan | Lingkungan yang Paling Sesuai | Kehidupan Pelayanan Relatif |
|---|---|---|
| Galvanisasi hot-dip | Kelembapan umum di luar ruangan, di dalam negeri, dan sedang | Lama, seringkali berpuluh-puluh tahun sebelum pemeliharaan pertama |
| Cat primer kaya seng | Tugas yang lebih ringan, proyek yang sensitif terhadap biaya | Sedang, siklus pengecatan ulang diperlukan lebih cepat |
| Dupleks (galvanis plus cat) | Paparan garam berat di wilayah pesisir, laut, dan laut | Yang terpanjang, menggabungkan kedua mekanisme perlindungan |
Urutan peluncuran adalah alasan lain mengapa sistem ini tetap populer untuk pekerjaan darurat dan di lokasi terpencil: sistem ini tidak bergantung pada derek berat yang mencapai titik persimpangan.
Karena setiap panel memiliki berat di bawah 350 kilogram dan setiap sambungan menggunakan pin dan bukan las, kru yang terlatih dapat mendirikan jembatan rangka bailey dengan bentang sedang dalam hitungan hari dengan menggunakan perkakas tangan dan derek pendukung kecil untuk komponen dek, dibandingkan dengan waktu berminggu-minggu yang biasanya diperlukan untuk penyeberangan beton cor.
Meskipun format bailey truss awalnya dibangun untuk penggunaan militer sementara, instalasi yang dirawat dengan baik secara rutin tetap beroperasi selama beberapa dekade, termasuk di jalan umum yang dilalui lalu lintas reguler. Studi lapangan pada komponen jembatan baja galvanis hot-dip telah mencatat bahwa sebagian besar struktur masih bebas perawatan 50 tahun atau lebih di lingkungan pedalaman yang khas.
| Periksa | Frekuensi | Apa yang Harus Diperhatikan |
|---|---|---|
| Kekencangan pin dan baut | Setelah musim pertama, lalu setiap tahun | Putar atau gerakkan pada sambungan panel |
| Pelapisan condition | Setiap tahun | Goresan, logam telanjang, atau karat berdarah |
| Jalur drainase | Secara musiman | Genangan air berlawanan dengan tali busur bagian bawah |
| Pengencang dek | Setiap tahun | Piring catur longgar atau catur kayu usang |
Tak satu pun dari tugas-tugas ini memerlukan lembaga sertifikasi khusus atau alat berat, sehingga biaya siklus hidup tetap rendah dibandingkan dengan struktur permanen dengan rentang yang sama.
Keekonomian proyek rangka bailey jarang bergantung pada tonase baja saja. Tiga faktor yang biasanya menentukan apakah jembatan panel atau struktur tetap lebih cocok untuk penyeberangan tertentu:
Untuk penyeberangan yang benar-benar permanen dan berlokasi di pusat, struktur tetap sering kali unggul dalam kesederhanaan pemeliharaan jangka panjang. Untuk segala sesuatu yang bersifat sementara, terpencil, atau dapat berubah pola lalu lintas, kemampuan untuk merelokasi rangka bailey di kemudian hari sering kali menjadi faktor penentu daripada biaya material di muka.
Daftar aplikasi telah berkembang jauh melampaui peran militer asli sistem tersebut. Penggunaan umum saat ini meliputi:
Berbagai kasus penggunaan inilah yang menjadi alasan mengapa stok panel, dibandingkan desain jembatan tetap tunggal, telah menjadi cara standar pemasok memikirkan lini produk bailey truss: inventaris yang sama melayani jalur pertanian pada satu bulan dan jalan memutar pada bulan berikutnya.
Rangka adalah struktur panel segitiga yang memikul beban; jembatan bailey yang lengkap juga mencakup dek, jendela di atas pintu, penyangga dan sambungan abutment yang dibangun dari rangka tersebut.
Tata letak bentang tunggal biasanya mencapai 30 hingga 60 meter tergantung pada konfigurasinya, dengan tata letak baris ganda atau tiga baris yang diperkuat tali busur mampu melampaui kisaran tersebut sebelum dermaga perantara diperlukan.
Ya. Menambahkan baris, penambahan lantai atau penguatan chord meningkatkan kapasitas, dan konfigurasi yang dinilai untuk model beban jalan raya standar seperti HS-20 atau HL-93 adalah hal yang umum dalam spesifikasi pabrikan saat ini.
Panel yang dibuat dengan jarak pin dan pola lubang standar yang sama, seperti geometri tipe 321 yang banyak digunakan, umumnya dapat dipertukarkan, itulah sebabnya banyak armada persewaan mencampur stok dari proses produksi yang berbeda.
Dengan komponen galvanis hot-dip dan perawatan dasar, layanan selama beberapa dekade adalah hal yang realistis, dan beberapa instalasi telah didokumentasikan sebagian besar tetap bebas perawatan selama lebih dari 50 tahun.
Struktur ini memerlukan titik tumpu yang rata dan stabil di setiap tepian dibandingkan dengan pondasi penuh, yang merupakan alasan utama mengapa struktur ini dapat dipasang jauh lebih cepat dibandingkan dengan struktur yang dicor di tempat.
Ya, ini adalah salah satu keunggulan inti format ini. Panel dipasang dengan pin, bukan dilas, sehingga rangka lengkap dapat dibongkar dan dipasang kembali pada panjang bentang atau lokasi berbeda dengan menggunakan stok yang sama.
Penyangga goyangan atau sambungan pin yang kendor adalah penyebab paling umum. Memutar kembali penahan torsi dan mengonfirmasi pengikatan pin penuh biasanya mengatasi pergerakan yang terlihat.
Jembatan panel telah digunakan untuk perlintasan kereta api sementara, meskipun konfigurasi, penghiasan, dan detail bantalannya berbeda dari pemasangan jalan raya dan dirancang secara terpisah untuk pemuatan rel.
Kru yang terdiri dari enam hingga sepuluh orang dapat mendirikan bentang sedang dengan menggunakan perkakas tangan, karena masing-masing panel berbobot di bawah 350 kilogram dan sambungannya dipasang dengan pin, bukan dilas.