Download - Kelas Jalan Dan Komponen Rel
MODUL 6
JALAN REL
TOPIK : KELAS JALAN DAN KOMPONEN STRUKTUR JALAN REL
Dalam menentukan komponen jalan rel, selau dihitung berdasarkan beban (tegangan,
passing tonnage), umur ekonomis konstruksi, jenis konstruksi dan cara pemeliharaan.
Berdasarkan hal-hal tersebut, maka struktur jalan rel dibagi menjadi lima kelas, dengan
pembagian sebagai berikut:
Tabel 6.1 Kelas Jalan Rel dan Komponennya
Kelas
Jalan
Daya Angkut
Lintas
(ton/tahun)
V maks
(km/jam)
Pmaks
gandar
(ton)
Tipe Rel Jenis
Bantalan Jarak
(mm)
Jenis
Penambat
Tebal
Balas
ALas
(cm)
Lebar
Bahu
Iblas
(cm)
I >20.106 120 18 R.60/R.54 Beton
600
EG 30 50
II 10.106 - 20.106 110 18 R.54/R.50 Beton/Kayu
600
EG 30 50
III 5.106 - 10.106 100 18 R.54/R.50/
R.42
Beton/Kayti/Baja
600
EG 30 40
IV 2,5.106 - 5.106 90 18 R.54/R.50/
R.42
Beton/Kayu/Baja
600
EG / ET 25 40
V <2,5.106 80 18 R.42 Kayu/Baja
600
ET 25 35
ET = Elastik tunggal , EG = Elastik Ganda
CONTOH PERHITUNGAN DIMENSI KOMPONEN JALAN REL
Sebagai contoh perhitungan dalam menghitung tegangan-tegangan pada komponen
jalan rel adalah sebagai berikut:
Kelas I dengan Vrencana = 150 km/jam dan beban gandar 18 ton serta rel R54,
transformasi beban roda yang dinamis ke statis ekivalen memakai persamaan
TALBOT
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB IR. ALIZAR, M.T REL
Pd = Ps + 0.01 P (V-5) ; V dalam mil/jam
Pd = [9000+0,01x9000(150/1,609-5)] kg=16940,3 kg
dimana:
y = jarak tepi bawah rel ke garis netral
M1 = 0,85 Mo akibat superposisi beberapa gandar
Ix = momen inersia terhadap sumbu x-x = 2346 cm4
= 1193,1 kg/cm2 < 1325 kg/cm2
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB IR. ALIZAR, M.T REL
Perhitungan untuk kelas lainnya dapat ditabelkan sebagai berikut :
Kelas Rel Tegangan
Dasar
rel(kg/cm2)
Tegangan Ijin
(kg/cm2)
I R60
R54
1042
1196
1325
II R54
R50
1146
1236
1325
III R54
R50
R42
1097
1183
1474
1663
IV R54
R50
R42
1048
1130
1409
1843
V R42 1343 1843
Perhitungan Dimensi Bantalan
Perhitungan merata pada tepi bawah rel yang membebani bantalan :
P = k.yo ; (yo = lenturan maksimum)
Superposisi dari bebera gandar, beban ke bantalan menjadi :
Dimana Pd = beban dinamis roda
S = jarak bantalan
Contoh dengan rel R-54 kelas I maka beban ke bantalan jika jarak bantalan 60 cm.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB IR. ALIZAR, M.T REL
Analisis tegangan pada bantalan didasarkan pada balok finite (finite beam)
dengan kekakuan balas sebagai berikut :
1.5.1 Bantalan Kayu
Keadaan balas sedang kb = 180 kg/cm2
a = 45 cm c = 55 cm 1 = 200 cm
Jika M = MD Q1 = 7879,59 kg
Q1 < Q kayu tidak dapat dipakai untuk jalan rel kelas 1, karena beban yang dapat
dipikul (Q1) lebih kecil dari beban yang tejadi (Q)
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB IR. ALIZAR, M.T REL
1.5.2 Pemecahan dengan memakai bantalan beton
Diambil data-data bantalan beton dari salah satu bantalan beton
produksi dalam negeri:
- Dipakai baja prategang sebanyak 18 buah dengan diameter 5,08 mm,
tegangan putus 16000 kg/cm2
- Pada saat kondisi transfer = 70% kapasitas maksimum, sehingga Pinitial = 18
x 2270,24 kg
- Pada saat kondisi efektif = 55% kapasitas maksimurn, sehingga Pefcktif = 18
x 1783,76 kg
- Data geometri dan besaran karakteristik penampang:
Bawah Rel Tengah Bantalan
Al = 456 cm2 A2 = 400,75 cm2
I1 = 15 139,09 cm2 I2 = 10l90,02 cm2
Penampang Bawah Rel:
Yl (a) = letak garis netral dari sisi atas = 10,368 cm
Yl (b) = letak garis netral dari sisi bawah = 9,64 cm
W1(a) = momen tahanan sisi atas = 1460,6 cm3
Wl (b) = momen tahanan sisi bawah = 157 1,26 cm3
Penampang tengah bantalan:
Y2 (a) = 9,055 cm
Y2 (b) = 8,445 cm
W2(a) = 1125,35 cm3
W2(b) = 1206,63cm3
- E = 6400 1500 = 143 108,35 kg/cm2
- Besaran :
Untuk daerah di bawah rel
Untuk daerah tengah bantalan
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB IR. ALIZAR, M.T REL
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB IR. ALIZAR, M.T REL
- Momen pada daerah di bawah re!:
-Momen pada daerah tengah bantalan:
- Analisis tegangan
* Tahap pratekan awal
a. Bawah Rel Sisi atas:
Sisi atas:
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB IR. ALIZAR, M.T REL
Sisi bawah:
Kondisi tegangan:
b. Tengah bantalanSisi atas:
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB IR. ALIZAR, M.T REL
* Tahap pratekan efektif
a. Bawah Rel:
Sisi atas:
Sisi bawah:
Kondisi tegangan:
b. Tengah Bantalan:
Sisi atas:
Sisi bawah:
Sumber-sumber dan Referensi:
1. ANP industry, Perancis
2. Esveld Coenraad, “Modern Railway Track”, Graphics Department of Thyssen Stahl
Ag, Duisburg, 1989.
3. Hay. W.W “Railroad Engineering”, John Wiley and Sons, Second Edition, New
York,
1982
4. PJKA, “Album Gambar Gerbong”
5. PJKA, “Album Gambar Kereta”
6. PJKA, “Album Gambar Lokomotif’
7. PJKA, “Penjelasan Peraturan Perencanaan Konstruksi Jalan Rel, (Penjelasan PD
NC) 10)”, PJKA, April 1986
8. PJKA, “Perencanaan Konstruksi Jalan Rel (Peraturan Dinas No.10 )“, PJKA, April
1986
9. Selig, E,T and Waters J.M, “ Track Geotechnology and Substructure Management”,
Thomas Telford Services Ltd, First published, London, 1994