IT
USA
DE
FR
ES
ID
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
AR
KR
PL
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
HU
NO
HI
FA
Saat mengamati jembatan Golden Gate yang mengapung di atas Lautan Pasifik, mata anda mungkin akan tertuju pada sistem kabel gantungnya yang indah. Apa yang akan terjadi pada jembatan jika sistem kabel ini tidak ada? Singkatnya, semua akan menjadi bencana.
Yuk kita menantang arus mematikan Samudra Pasifik dan membangun jembatan Golden Gate bersama kepala teknisi desainnya, serta mengagumi prestasi teknik memukaunya. Jembatan Golden Gate adalah jembatan gantung.
Sebuah jembatan gantung yang sangat sederhana bisa dibangun dengan cara berikut: mendirikan dua menara di kedua ujung laut dan menggantung kabel panjang di antara menara tersebut. Kabel ini bisa dibilang mendekati sebagai parabola. Jalan beton akan terhubung ke ujung dek jalan. Ketika kita menghubungkan kabel suspensi antara kabel utama dan dek jalan, jembatan pun tertopang sehingga dek jalan tidak akan runtuh seperti yang kita lihat sebelumnya.
Ini adalah desain dasar di balik jembatan gantung. Sebelum menjelajahi lebih lanjut tentang jembatan Golden Gate, mari kita pahami dulu mengapa para teknisi memilih desain suspensi untuk tempat ini. Jarak antara dua garis pantai Golden Gate adalah 2,7 km.
Mari kita bangun jembatan balok konvensional di sini. Anda bisa melihat bahwa dek jalan didukung oleh berbagai dermaga. Keberadaan dermaga ini menghalangi pergerakan kapal di bawahnya. Seperti yang bisa anda bayangkan, membangunnya sedalam 300 kaki di dalam air akan sangat mahal. Dengan demikian, desain balok tidak masuk akal di sini.
Sekarang mari kita bayangkan sebuah jembatan melengkung. Jembatan jenis ini pasti akan memberikan lorong-lorong untuk kapal. Namun, untuk mempertahankan bentuk kelengkungan, jembatan harus sangat tinggi. Struktur seperti itu akan cukup rumit untuk dibangun. Itulah sebabnya Mr Joseph memilih desain suspensi: jembatan yang bisa mengatasi semua kekurangan yang telah kita bahas dengan cara yang sangat efisien.
Sekarang mari kita masuk ke detail desain jembatan gantung. Desain ini memiliki satu masalah mencolok. Jika anda membangun jembatan seperti ini, menara akan menekuk ke dalam seperti yang ditunjukkan. Kabel utama berada di bawah beban tarik yang besar. Ia mengaplikasikan gaya pada menara. Ketika anda mengatasi gaya ini, bisa terlihat bahwa ada gaya horizontal yang tidak seimbang yang bekerja ke dalam menara. Ini Menjelaskan mengapa menara menekuk.
Dapatkah anda menemukan solusi untuk masalah ini? Untuk membatalkan gaya horizontal ini, kita membutuhkan gaya yang sama yang bekerja dalam arah yang berlawanan. Solusi langsungnya adalah dengan memperpanjang kabel utama dan menambatkannya ke tanah melalui sistem penjangkaran.
Namun, kita bisa mengoptimalkan sumber daya finansial yang dibutuhkan untuk membangun jembatan ini dengan ide sederhana. Yang perlu kita lakukan adalah memindahkan menara lebih dekat satu sama lain. Sekarang panjang dek jembatan yang tidak didukung berkurang. Karena hal ini, tegangan pada kabel akan berkurang. Jelas, ini akan menyebabkan kabel dengan luas penampang yang lebih kecil.
Lebar kabel utama lebih dari setengah tinggi manusia rata-rata. Sebagai objek wisata, seutas kabel utama yang mengesankan ini didemonstrasikan di dekat jembatan Golden Gate. Namun, jika anda membangun jembatan dengan desain yang seperti ini, akan mengalami kematian dini. Bisakah anda menebak mengapa hal ini terjadi?
Sambungan adalah bagian terlemah dalam sistem struktural. Sambungan langsung dari suspender baja dengan dek beton akan menyebabkan pembentukan retakan karena beton bersifat getas. Mari kita lihat bagaimana masalah ini diatasi.
Mr Stross memutuskan menghubungkan suspender ke struktur baja. Sambungan baja ke baja selalu kuat. Detail sambungan antara suspender dan struktur baja diilustrasikan di sini. Dek jalan ditempatkan pada struktur ini. Mr Stross menjaga lebar jalan menjadi 27 meter untuk memperhitungkan kebutuhan lalu lintas saat ini dan di masa mendatang.
Merakit struktur seperti ini bukanlah tugas yang mudah karena kondisi lokasi yang berkabut dan berangin. Untuk memfasilitasi prosesnya, para pekerja membuat fabrikasi setiap bagian rangka dan membawanya ke lokasi dengan kapal. Perakitan bagian individu dilakukan dengan menggunakan derek, dan sambungannya diamankan dengan paku keling.
Untuk memastikan keselamatan para pekerja, jaring dipasang di bawah dek jembatan. Seiring perkembangan pembangunan jembatan, mereka secara bersamaan menghubungkan struktur dengan kabel utama menggunakan kabel gantung. Selain itu, untuk mempertahankan beban yang sama pada kabel, pekerja harus merakit sistem ini secara bersamaan dan merata di dua arah untuk setiap menara.
Dengan demikian, Golden Gate menjadi jembatani. 250 pasang kabel vertikal digunakan, dan mereka menggantung seluruh dek jembatan ke kabel utama. Setelah konstruksi struktur baja, para pekerja mengecat jembatan dengan warna oranye internasional khusus.
Selanjutnya, mari kita cermati beberapa detail konstruksi jalan beton di atas struktur kokoh ini. Pekerja pertama-tama meletakkan bekisting kayu. Mereka memasang batang baja, mengelasnya ke bagian baja di bawahnya, dan kemudian menuangkan serta memadatkan beton menggunakan vibrator jarum.
Jembatan terlihat sempurna sekarang. Tapi apakah sudah siap mendukung pergerakan kendaraan? Belum.
Yuk kita menantang arus mematikan Samudra Pasifik dan membangun jembatan Golden Gate bersama kepala teknisi desainnya, serta mengagumi prestasi teknik memukaunya. Jembatan Golden Gate adalah jembatan gantung.
Sebuah jembatan gantung yang sangat sederhana bisa dibangun dengan cara berikut: mendirikan dua menara di kedua ujung laut dan menggantung kabel panjang di antara menara tersebut. Kabel ini bisa dibilang mendekati sebagai parabola. Jalan beton akan terhubung ke ujung dek jalan. Ketika kita menghubungkan kabel suspensi antara kabel utama dan dek jalan, jembatan pun tertopang sehingga dek jalan tidak akan runtuh seperti yang kita lihat sebelumnya.
Ini adalah desain dasar di balik jembatan gantung. Sebelum menjelajahi lebih lanjut tentang jembatan Golden Gate, mari kita pahami dulu mengapa para teknisi memilih desain suspensi untuk tempat ini. Jarak antara dua garis pantai Golden Gate adalah 2,7 km.
Mari kita bangun jembatan balok konvensional di sini. Anda bisa melihat bahwa dek jalan didukung oleh berbagai dermaga. Keberadaan dermaga ini menghalangi pergerakan kapal di bawahnya. Seperti yang bisa anda bayangkan, membangunnya sedalam 300 kaki di dalam air akan sangat mahal. Dengan demikian, desain balok tidak masuk akal di sini.
Sekarang mari kita bayangkan sebuah jembatan melengkung. Jembatan jenis ini pasti akan memberikan lorong-lorong untuk kapal. Namun, untuk mempertahankan bentuk kelengkungan, jembatan harus sangat tinggi. Struktur seperti itu akan cukup rumit untuk dibangun. Itulah sebabnya Mr Joseph memilih desain suspensi: jembatan yang bisa mengatasi semua kekurangan yang telah kita bahas dengan cara yang sangat efisien.
Sekarang mari kita masuk ke detail desain jembatan gantung. Desain ini memiliki satu masalah mencolok. Jika anda membangun jembatan seperti ini, menara akan menekuk ke dalam seperti yang ditunjukkan. Kabel utama berada di bawah beban tarik yang besar. Ia mengaplikasikan gaya pada menara. Ketika anda mengatasi gaya ini, bisa terlihat bahwa ada gaya horizontal yang tidak seimbang yang bekerja ke dalam menara. Ini Menjelaskan mengapa menara menekuk.
Dapatkah anda menemukan solusi untuk masalah ini? Untuk membatalkan gaya horizontal ini, kita membutuhkan gaya yang sama yang bekerja dalam arah yang berlawanan. Solusi langsungnya adalah dengan memperpanjang kabel utama dan menambatkannya ke tanah melalui sistem penjangkaran.
Namun, kita bisa mengoptimalkan sumber daya finansial yang dibutuhkan untuk membangun jembatan ini dengan ide sederhana. Yang perlu kita lakukan adalah memindahkan menara lebih dekat satu sama lain. Sekarang panjang dek jembatan yang tidak didukung berkurang. Karena hal ini, tegangan pada kabel akan berkurang. Jelas, ini akan menyebabkan kabel dengan luas penampang yang lebih kecil.
Lebar kabel utama lebih dari setengah tinggi manusia rata-rata. Sebagai objek wisata, seutas kabel utama yang mengesankan ini didemonstrasikan di dekat jembatan Golden Gate. Namun, jika anda membangun jembatan dengan desain yang seperti ini, akan mengalami kematian dini. Bisakah anda menebak mengapa hal ini terjadi?
Sambungan adalah bagian terlemah dalam sistem struktural. Sambungan langsung dari suspender baja dengan dek beton akan menyebabkan pembentukan retakan karena beton bersifat getas. Mari kita lihat bagaimana masalah ini diatasi.
Mr Stross memutuskan menghubungkan suspender ke struktur baja. Sambungan baja ke baja selalu kuat. Detail sambungan antara suspender dan struktur baja diilustrasikan di sini. Dek jalan ditempatkan pada struktur ini. Mr Stross menjaga lebar jalan menjadi 27 meter untuk memperhitungkan kebutuhan lalu lintas saat ini dan di masa mendatang.
Merakit struktur seperti ini bukanlah tugas yang mudah karena kondisi lokasi yang berkabut dan berangin. Untuk memfasilitasi prosesnya, para pekerja membuat fabrikasi setiap bagian rangka dan membawanya ke lokasi dengan kapal. Perakitan bagian individu dilakukan dengan menggunakan derek, dan sambungannya diamankan dengan paku keling.
Untuk memastikan keselamatan para pekerja, jaring dipasang di bawah dek jembatan. Seiring perkembangan pembangunan jembatan, mereka secara bersamaan menghubungkan struktur dengan kabel utama menggunakan kabel gantung. Selain itu, untuk mempertahankan beban yang sama pada kabel, pekerja harus merakit sistem ini secara bersamaan dan merata di dua arah untuk setiap menara.
Dengan demikian, Golden Gate menjadi jembatani. 250 pasang kabel vertikal digunakan, dan mereka menggantung seluruh dek jembatan ke kabel utama. Setelah konstruksi struktur baja, para pekerja mengecat jembatan dengan warna oranye internasional khusus.
Selanjutnya, mari kita cermati beberapa detail konstruksi jalan beton di atas struktur kokoh ini. Pekerja pertama-tama meletakkan bekisting kayu. Mereka memasang batang baja, mengelasnya ke bagian baja di bawahnya, dan kemudian menuangkan serta memadatkan beton menggunakan vibrator jarum.
Jembatan terlihat sempurna sekarang. Tapi apakah sudah siap mendukung pergerakan kendaraan? Belum.
Pertama-tama, kita harus mengatasi tantangan rekayasa besar lainnya: ekspansi termal. Beton dan struktur baja terkait akan mengembang atau menyusut berdasarkan variasi suhu lingkungan. Jika kita membangun jembatan ini sebagai satu kesatuan, pada hari yang cerah dan terik jembatan akan melebar dan menyebabkan tekanan yang luar biasa pada menara dan juga pada jalan.
Akhirnya, jembatan itu akan mengalami kerusakan. Jika anda pernah mengunjungi Golden Gate, anda mungkin melihat sambungan aneh di jalan. Sambungan ini, yang disebut sambungan ekspansi jari, adalah solusi Mr Stross untuk memecahkan masalah ekspansi termal.
Mr Stross membagi dek menjadi tujuh bagian terpisah. Anda bisa melihat jembatan ini memiliki tiga cradle. Sambungan ekspansi jari dipasang di antara celah. Selama peningkatan suhu yang ekstrem, panjang dek jalan meningkat dan sambungan ini bergerak hampir 1,2 meter. Sungguh solusi yang elegan untuk masalah yang serius.
Namun, masih ada masalah kecil yang harus diselesaikan. Ekspansi termal baja sedikit lebih besar daripada beton. Pemuaian diferensial ini bisa menyebabkan masalah pada dek beton, yang terdiri dari campuran beton dan batang baja. Tetapi masalah pemuaian ini bisa diabaikan jika panjangnya kecil. Inilah sebabnya mengapa Golden Gate berisi sambungan ekspansi kecil setiap 15 meter.
Tantangan desain hebat lainnya yang dihadapi Mr Stross adalah ketinggian menara. Mari kita lakukan percobaan untuk lebih memahaminya. Ada dua desain jembatan: desain menara tinggi dengan kemiringan tinggi, lalu ada desain menara pendek dengan kemiringan yang tidak terlalu tinggi.
Pertanyaannya, jembatan gantung mana yang lebih kuat? Mari kita uji desain pertama dengan dek jalan. Dek jalannya sangat berat. Saat dek jalan dipasang, desain berdiri kokoh. Yang ini aman.
Lalu, pasang bobot yang sama pada desain lainnya, desain menara pendek. Jembatan ini tiba-tiba rusak. Bahkan saya terhenyak melihatnya. Jadi, singkatnya kita buktikan secara eksperimental bahwa desain menara tinggi adalah yang terbaik untuk jenis jembatan gantung. Ia lebih kuat.
Pertanyaannya, mengapa? Agar tahu jawabannya, kita undang teknisinya Mr Joseph Stross ke dalam video. Perbedaan utama antara kedua desain ini adalah sudut kabel. Pada keduanya, beban yang harus dipikul adalah sama. Komponen vertikal tegangan kabel menyeimbangkan berat ini.
Karena desain menara kecil memiliki sudut yang rendah, kabel harus menghasilkan lebih banyak tegangan untuk menyeimbangkan berat. Inilah sebabnya mengapa menara pendek rusak saat percobaan. Menara yang tinggi jelas akan mengurangi tegangan pada kabel, tetapi membangunnya akan lebih mahal.
Itulah mengapa Mr Stross menghitung ketinggian menara optimal, 227 meter, rata-rata untuk skenario keduanya.
Sekarang mari masuk ke bagian paling menarik dari video ini: pembangunan jembatan Golden Gate di lingkungan yang tidak bersahabat. Pertama, kita mulai dengan pembangunan menara. Tahukah anda bahwa konstruksi menara sisi selatan lebih keras daripada menara sisi utara?
Ini karena pembangunan menara selatan harus mengantisipasi Lautan Pasifik yang ganas. Fondasi menara harus dibangun di atas batuan dasar yang kuat, yang disebut lapisan keras. Untuk sisi selatan, lapisan keras berada 50 kaki di bawah permukaan laut dan memiliki dasar yang curam. Kita perlu menggali sedalam ini dan membangun fondasi RCC untuk menara selatan.
Untuk melakukannya, pertama, menyewa penyelam profesional untuk meledakkan bom di bawah air. Para penyelam membersihkan puing-puing ledakan dan menghaluskan permukaan. Setelah itu, tiba saatnya membangun kerangka baja dan kayu di atas permukaan ini. Para penyelam jelas melakukan pekerjaan luar biasa di sini.
Sekarang mari kita lihat penampang struktur yang mereka bangun. Kemudian, beton dituangkan untuk membuat sesuatu yang disebut dinding fender. Setelah itu, semua air di dalam dipompa keluar.
Setelah dinding spotbor siap, bisakah para pekerja masuk ke dalam dan mulai menggali lapisan keras? Inilah masalahnya. Arus laut sangat deras sehingga dinding spotbor harus menanggung tekanan ke dalam yang besar dan bisa runtuh. Konstruksi semacam ini sangat tidak aman.
Mr Stross punya ide yang cerdas. Awalnya, mereka memasang tabung peledakan, shaft pekerja, dan shaft material di dalam dinding fender. Caranya adalah dengan membangun pelat beton bertulang yang tebal sehingga pekerja bisa bekerja di bawahnya.
Cara pekerja mencapai ruang pekerja cukup menarik: melalui poros pekerja. Mereka terus-menerus mengebor batu-batu besar dan menggali di bawah lempengan RCC. Lempengan RCC ini menopang dinding spotbor dan melindungi pekerja di bawahnya dari arus mematikan.
Selama proses ini, seluruh struktur dinding fender dibiarkan tenggelam secara perlahan. Anda bisa melihat bentuknya yang seperti pisau.
Akhirnya, mereka mencapai lapisan keras yang berbatu. Setelah meratakan lapisan keras, mereka mulai membangun struktur baja dan membangun fondasi RCC. Konstruksi fondasi lengkap kini jadi cukup mudah. Anda bisa melihat bagaimana dinding spotbor melindungi fondasi utama dari gelombang maut.
Akhirnya, jembatan itu akan mengalami kerusakan. Jika anda pernah mengunjungi Golden Gate, anda mungkin melihat sambungan aneh di jalan. Sambungan ini, yang disebut sambungan ekspansi jari, adalah solusi Mr Stross untuk memecahkan masalah ekspansi termal.
Mr Stross membagi dek menjadi tujuh bagian terpisah. Anda bisa melihat jembatan ini memiliki tiga cradle. Sambungan ekspansi jari dipasang di antara celah. Selama peningkatan suhu yang ekstrem, panjang dek jalan meningkat dan sambungan ini bergerak hampir 1,2 meter. Sungguh solusi yang elegan untuk masalah yang serius.
Namun, masih ada masalah kecil yang harus diselesaikan. Ekspansi termal baja sedikit lebih besar daripada beton. Pemuaian diferensial ini bisa menyebabkan masalah pada dek beton, yang terdiri dari campuran beton dan batang baja. Tetapi masalah pemuaian ini bisa diabaikan jika panjangnya kecil. Inilah sebabnya mengapa Golden Gate berisi sambungan ekspansi kecil setiap 15 meter.
Tantangan desain hebat lainnya yang dihadapi Mr Stross adalah ketinggian menara. Mari kita lakukan percobaan untuk lebih memahaminya. Ada dua desain jembatan: desain menara tinggi dengan kemiringan tinggi, lalu ada desain menara pendek dengan kemiringan yang tidak terlalu tinggi.
Pertanyaannya, jembatan gantung mana yang lebih kuat? Mari kita uji desain pertama dengan dek jalan. Dek jalannya sangat berat. Saat dek jalan dipasang, desain berdiri kokoh. Yang ini aman.
Lalu, pasang bobot yang sama pada desain lainnya, desain menara pendek. Jembatan ini tiba-tiba rusak. Bahkan saya terhenyak melihatnya. Jadi, singkatnya kita buktikan secara eksperimental bahwa desain menara tinggi adalah yang terbaik untuk jenis jembatan gantung. Ia lebih kuat.
Pertanyaannya, mengapa? Agar tahu jawabannya, kita undang teknisinya Mr Joseph Stross ke dalam video. Perbedaan utama antara kedua desain ini adalah sudut kabel. Pada keduanya, beban yang harus dipikul adalah sama. Komponen vertikal tegangan kabel menyeimbangkan berat ini.
Karena desain menara kecil memiliki sudut yang rendah, kabel harus menghasilkan lebih banyak tegangan untuk menyeimbangkan berat. Inilah sebabnya mengapa menara pendek rusak saat percobaan. Menara yang tinggi jelas akan mengurangi tegangan pada kabel, tetapi membangunnya akan lebih mahal.
Itulah mengapa Mr Stross menghitung ketinggian menara optimal, 227 meter, rata-rata untuk skenario keduanya.
Sekarang mari masuk ke bagian paling menarik dari video ini: pembangunan jembatan Golden Gate di lingkungan yang tidak bersahabat. Pertama, kita mulai dengan pembangunan menara. Tahukah anda bahwa konstruksi menara sisi selatan lebih keras daripada menara sisi utara?
Ini karena pembangunan menara selatan harus mengantisipasi Lautan Pasifik yang ganas. Fondasi menara harus dibangun di atas batuan dasar yang kuat, yang disebut lapisan keras. Untuk sisi selatan, lapisan keras berada 50 kaki di bawah permukaan laut dan memiliki dasar yang curam. Kita perlu menggali sedalam ini dan membangun fondasi RCC untuk menara selatan.
Untuk melakukannya, pertama, menyewa penyelam profesional untuk meledakkan bom di bawah air. Para penyelam membersihkan puing-puing ledakan dan menghaluskan permukaan. Setelah itu, tiba saatnya membangun kerangka baja dan kayu di atas permukaan ini. Para penyelam jelas melakukan pekerjaan luar biasa di sini.
Sekarang mari kita lihat penampang struktur yang mereka bangun. Kemudian, beton dituangkan untuk membuat sesuatu yang disebut dinding fender. Setelah itu, semua air di dalam dipompa keluar.
Setelah dinding spotbor siap, bisakah para pekerja masuk ke dalam dan mulai menggali lapisan keras? Inilah masalahnya. Arus laut sangat deras sehingga dinding spotbor harus menanggung tekanan ke dalam yang besar dan bisa runtuh. Konstruksi semacam ini sangat tidak aman.
Mr Stross punya ide yang cerdas. Awalnya, mereka memasang tabung peledakan, shaft pekerja, dan shaft material di dalam dinding fender. Caranya adalah dengan membangun pelat beton bertulang yang tebal sehingga pekerja bisa bekerja di bawahnya.
Cara pekerja mencapai ruang pekerja cukup menarik: melalui poros pekerja. Mereka terus-menerus mengebor batu-batu besar dan menggali di bawah lempengan RCC. Lempengan RCC ini menopang dinding spotbor dan melindungi pekerja di bawahnya dari arus mematikan.
Selama proses ini, seluruh struktur dinding fender dibiarkan tenggelam secara perlahan. Anda bisa melihat bentuknya yang seperti pisau.
Akhirnya, mereka mencapai lapisan keras yang berbatu. Setelah meratakan lapisan keras, mereka mulai membangun struktur baja dan membangun fondasi RCC. Konstruksi fondasi lengkap kini jadi cukup mudah. Anda bisa melihat bagaimana dinding spotbor melindungi fondasi utama dari gelombang maut.