Fungsi, Bahan, kelemahan dan kelebihan Bantalan rel Kereta Api

4
311
Bantalan Beton
Bantalan Beton

BANTALAN REL KERETA API

Keretapedia – Bantalan rel kereta api atau disebut juga Sleepers merupakan salah satu komponen pendukung dalam konstruksi jalur kereta api. Bantalan rel kereta api (sleepers) memiliki peran penting dalam penyebaran beban kereta api (axle load) yang melintas diatasnya.

Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas tentang apa itu bantalan rel kereta api, apa fungsi dan kegunaan dari bantalan rel kereta api, dan apa jenis jenis dari bantalan rel kereta api, serta apa saja macam-macam bantalan beton yang digunakan pada jalur rel kereta api.

Serta kita juga akan membahas tentang bantalan kereta api terbuat dari bahan apa saja. Adapun perbandingan dari beberapa bantalan rel kereta api kelemahan dan kelebihannya antara bantalan kayu bantalan beton dan juga bantalan besi. Mari simak penjelasan dibawah ini.

FUNGSI BANTALAN REL :

Berikut ini adalah beberapa fungsi dari Bantalan rel kereta api, yaitu :

  • Memberi tumpuan dan tempat pemasangan kaki rel dan penambat.
  • Menahan beban-beban rel dan menyalurkan serata mungkin ke balas.
  • Menjaga lebar spur dan kemiringan rel 4.
  • Harus tahan terhadap pengaruh mekanis dan cuaca dalam jangka waktu yang lama.

Baca juga :
Penambat Rel (Fastening Rail) di Jalur Kereta Api

BANTALAN REL KERETA API (SLEEPERS) YANG DIGUNAKAN ADA 3 (TIGA) JENIS :

Kita sering melihat bantalan rel kereta api saat ini hanya bantalan rel yang terbuat dari beton. Tahukah kamu bahwa bantalan rel kereta api memiliki 3 jenis bantalan yaitu :

  • Bantalan kayu;
  • Bantalan Beton; dan,
  • Bantalan Besi.

Bantalan kayu dan bantalan besi pada jalur rel kereta api dahulu menjadi bantalan utama pada lintas raya, Namun saat ini bantalan kayu dan besi mulai diganti menjadi bantalan beton karena harga dan kualitas yang sangat baik. Bantalan kayu saat ini hanya digunakan pada wesel dan jembatan kereta jenis rangka baja.

Berikut kita akan membahas satu-satu bantalan rel kereta api. mari simak baik-baik.

BANTALAN KAYU (WOODEN SLEEPERS)

Mendengar namanya sepertinya kalian sudah tahu. Bantalan kayu pada jalur kereta api terbuat dari bahan utama kayu yang tebal dan baik. Pada saat ini, penggunaan Bantalan kayu pada umumnya digunakan pada jembatan kereta api dan wesel kereta api. Berikut ini adalah ukuran dari bantalan kayu serta kelebihan dan kekurangan dari bantalan kayu.

UKURAN BANTALAN KAYU :

  • Bentuk Prisma;
  • Tebal       : 130 mm;
  • Lebar      : 220mm;
  • Panjang : 2000 mm;
  • Berat       : + 100 kg.

KELEBIHAN BANTALAN KAYU :

  • Meredam getaran dari kereta sehingga tidak menimbulkan noice yang besar.
  • Lebih elastis
  • Tidak menggunakan rubber pad.

KEKURANGAN BANTALAN KAYU :

  • Sulit didapat;
  • Tidak tahan pada kondisi cuaca berubah;
  • Umur bantalan cenderung pendek.

JENIS BANTALAN KAYU YANG DIGUNAKAN :

  • Mutu kayu yang dipergunakan untuk bantalan kayu, harus memenuhi ketentuan Peraturan Bahan Jalan Rel Indonesia (PBJRI);
  • Kayu yang keras sehingga mampu mehan beban yang besar, bantalan ini juga digunakan pada wesel dan Jembatan.
  • Pada wesel memiliki panjang yang berbeda, sampai ukuran panjangnya 7,5 m dan harus benar-benar rata agar dapat dipasang wesel.
  • Umur bantalan kayu tergantung dari jenis kayunya, untuk pinus sekitar 20-25 tahun, Beech 30-40 tahun, Oak 40-50 tahun.
  • Bantalan kayu pada bagian tengah maupun bagian bawah rel, harus mampu menahan momen maksimum sebesar :
    Kelas kayu 1 = Momen maksimum 800 (Kg –m)
    Kelas kayu 2 = Momen maksimum 530 (Kg –m)

Contoh Gambar Bantalan Kayu :

bantalan kayu
Bantalan Kayu (Wood Sleepers)

BANTALAN BESI (STEEL SLEEPERS)

Bantalan besi dahulu sering digunakan pada jalur rel kereta api, menggunakan ukuran rel R25 sampai dengan R42 banyak menggunakan bantalan besi, seiring dengan kebutuhan daya angkut kereta yang semakin meningkat dan beberapa kesulitan pada bantalan besi, saat peningkatan jalan rel kereta api menggunakan bantalan beton.

Berikut ini adalah beberapa penjelasan mengenai ukuran dari bantalan besi dan kelebihan dan kelemahan dari bantalan besi kereta api.

UKURAN BANTALAN BESI

  • Panjang : 2000 mm
  • Lebar atas : 144 mm
  • Lebar bawah : 232 mm
  • Tebal : minimal 7 mm

KELEBIHAN BANTALAN BESI :

  • Usia pakainya lama;
  • Ketepatan ukurannya tinggi;
  • Residual valuenya positif.

KEKURANGAN BANTALAN BESI :

  • Pemasangan yang sulit;
  • Pembuatannya harus mempunyai pabrik baja;
  • Perawatan dengan mesin pecok tidak optimal;
  • Mudah korosi/berkarat karena cuaca;
  • Harganya relatif mahal;
  • Ketika terjadi Derailment / anjlogan bantalan bengkok;
  • Pada kecepatan tinggi, kereta api tidak nyaman.

JENIS BANTALAN BESI YANG DIGUNAKAN :

  • Mutu besi yang dipakai untuk bantalan besi, harus memenuhi ketentuan Peraturan Bahan Jalan Rel Indonesia (PBJRI).
  • Bantalan besi pada bagian tengah bantalan maupun pada bagian bawah rel harus mampu menahan momen sebesar = 650 kg-m.
  • Bentuk penampang melintang bantalan besi, harus mempunyai bentukan kait keluar pada ujung bawahnya.
  • Bentuk penamapang memanjang bantalan besi, harus mempunyai bentukan kait ke dalam pada ujung-ujung bawah.

GAMBAR BANTALAN BESI :

Bantalan Besi
Gambar Bantalan Besi

BANTALAN BETON (CONCRETE SLEEPERS)

Bantalan beton saat ini menjadi pilihan utama disemua lintas kereta api. Bantalan beton kereta api harus mempunyai kuat tekan karakteristik minimum 500 Kg/cm2, berdasarkan pengujian kubus 15x15x15 cm pada umur 28 hari, sesuai dengan PBI-1971 atau pengujian silinder sebagaimana ditentukan dalam ASTM-C31.

Bantalan beton kereta api sendiri memiliki beberapa jenis yaitu bantalan beton balok ganda dan bantalan beton balok tunggal. Berikut adalah beberapa penjelesan mengenai jenis-jenis bantalan beton kereta api. Kelebihan dan kekurangan bantalan beton serta bahan konstruksi pembuatan bantalan beton kereta api. Mari simak baik-baik.

bantalan beton
Bantalan Beton (Concrete Sleepers) | Wikipedia

KELEBIHAN BANTALAN BETON :

  • Relatif mudah dibuat;
  • Cara perancangan dan pembuatannya lebih bebas;
  • Berat bantalan yang besar (200-300kg) sangat berguna untuk kemantapan jalan rel.

KELEMAHAN BANTALAN BETON :

  • Kurang lentur/elastis dibanding kayu.
  • Pada tubuh jalan yang jelek dapat mengakibatkan kecrotan (mud pumping).
  • Residual valuenya negatif.
  • Beban dinamis dan tekanan balas bisa menjadi lebih besar.
  • Resiko kerusakan karena pukulan/impact besar (anjlok,mata pecok,bongkar muat).
  • Rentan terhadap pengaruh rel keriting dan hasil las yang jelek.

MATERIAL BANTALAN BETON HARUS MEMPUNYAI :

  • Semen Portland semen (PC) yang digunakan adalah semen type I (sesuai dengan PUBBI-1082). Semen harus terlindung dari pengaruh kelembaban dan apabila rusak, semen tersebut tidak diperbolehkan untuk digunakan dan penyimpanan paling lama selama 60 hari.
  • Air yang digunakan untuk campuran beton dan perawatan beton harus bebas dari minyak, garam, asam, alkali serta harus diadakan pengujian kualitas air terlebih dahulu sehingga dapat dinyatakan air tersebut layak digunakan untuk campuran beton.
  • Agregat halus terdiri dari pasir alam, dengan kandungan maksimum material lain yang tidak diperlukan, yaitu : Kadar Lumpur 1%,. Material lain, lolos saringan no. 4 ASTM : 4%.
    Pasir harus bebas dari kandungan material organic, dan apabila diperlukan harus diadakan pengujian lebih dahulu.
ukuran saringan bantalan rel kereta api
Persyaratan gradasi agregat halus
  • Agregat kasar terdiri dari batu pecah, dengan kandungan maksimum material lain yang tidak diperlukan yaitu :
    Kadar Lumpur   :  0.25%
    Partikel lunak   :  5%
    Material lain, lolos saringan No. 4 ASTM      :  1%
  • Agregat kasar yang hendak digunakan diuji lebih dahulu mengenai keausan dengan Los Angeles (AASHTO T96), dengan prosentase keausan/pembubukan maksimum 40% pada 500 putaran. Berikut persyaratan agregat kasar bantalan beton :
ukuran saringan bantalan rel kereta api
Agregat Kasar Bantalan Beton
  • Admixture digunakan untuk kemudahan pelaksanaan atau mempercepat  pengerasan.beton dan waktu penyimpanan admixture di gudang, maksimum 6 bulan.
  • Tendon setiap bantalan beton harus berisi baja prategang terdiri atas kawat baja mempunyai relaksasi rendah, atau mempunyai relaksasi normal tegangan tarik yang tinggi.

PARAMETER YANG DIGUNAKAN PADA BANTALAN BETON :

  • Kecepatan KA maksimum  =  120 km/jam;
  • Panjang Bantalan Beton  =  2000 mm (toleransi +4mm dan -2mm);
  • Lebar maksimum  =  260 mm (+3mm dan -1mm)
  • Tinggi Maksimum  =  220 mm (+3mm dan 0mm)
  • Bentuk penampang bantalan beton harus menyerupai trapesium dengan luas penampang bagian tengah bantalan beton tidak kurang dari 85 % dari luas penampang bagian bawah rel.
  • Luas permukaan dasar bantalan minimum 0.48 m2 dan permukaan dikasarkan.
  • Jarak tiap Bantalan Beton  = 0.60 m’ (60 cm).
  • Alat Penambat Rail  = Tipe Elastis
  • Luas Tumpuan Bantalan  = + 4800 cm2.
  • Peninggian rel maksimum  = 110 mm
  • Kemiringan dudukan rel  = 1/40
  • Beban gandar  = 18 ton
  • Mutu Beton minimum  = K-500 atau 42 Mpa
  • Metode Penarikan Tendon  = Pre-tensioning
  • Total beban awal prategang minimum  = 25,58 ton 

ADA DUA JENIS BANTALAN BETON :

Bantalan Beton Balok Ganda

  • Terdiri dari 2 buah balok beton yang dihubungkan dengan batang atau pipa yang diisi dengan beton yang diperkuat, biasa digunakan pada R.54 baru.beratnya + 210 kg.
  • Memiliki permukaan tumpu terhadap balas yang baik, adanya tahanan lateral yang tinggi pada balas karena luas permukaannya ganda.
bantalan beton balok ganda

Jenis ini terdiri atas dua buah balok beton yang diperkuat yang dihubungkan dengan batang atau pipa. NS saat ini menggunakan bantalan beton ganda dengan R 54 pada lintas yang baru. Kedua balok dihubungkan dengan pipa dari bahan sintetis yang diisi dengan beton yang diperkuat.

Permukaan atasnya mempunyai kemiringan 1:40, yaitu sesuai dengan kemiringan rel. Beratnya 210 kg. menunjukkan lintas TGV milik SNCF yang menggunakan bantalan beton balok ganda dengan penambat Nabla (Perhatikan Gambar a diatas),

Bantalan Beton Balok Tunggal

  • Bantalan ini berbentuk batang dengan ukuran yang hampir sama dengan bantalan kayu.
  • harga beton tunggal cenderung lebih murah, tahan terhadap retakan, dapat dibuat dengan konstruksi pratekan

Berbentuk batang dengan ukuran yang hampir sama dengan bantalan kayu dan menggunakan penambat Elastis (Perhatikan Gambar b diatas).

BANTALAN BETON DIBAGI JADI DUA PROSES (PD10) :

  • Proses Pra Tekan “Pretension”
    Kawat baja perkuatan ditegangkan sebelum pengecoran beon.
  • Proses Post Tekan “Posttension”
    Kawat baja perkuatan ditegangkan setelah pengecoran beton dan penarikan dilakukan sampai beton membeku.

BANTALAN BETON PRATEKAN BLOK TUNGGAL DENGAN PROSES “PRETENSION” :

  • Pada jalur lurus bantalan beton pratekan dengan proses ‘pretension’ mempunyai ukuran panjang :
    L = 1 + 2 αΦ
    Dimana  : 
    1 = jarak antara kedua sumbu vertikal rel (mm)
    α = 80 sampai 160
    Φ = diameter kabel baja prategang (mm)
  • Mutu campuran beton harus mempunyai kuat tekan karakteristik tidak kurang dari 500 kg/cm2, mutu baja untuk tulangan geser tidak kurang dari  U – 24 dan mutu baja prategang ditetapkan dengan tegangan putus minimum sebesar 17.000 kg/cm2.
  • Bantalan beton pratekan dengan proses “Pretension”, harus mampu memikul momen minimum sebesar :
BagianMomen (kg – m)
Bawah Rel+ 1500
Tengah Bantalan– 765
  • Bentuk penampang bantalan beton harus menyerupai trapesium, dengan luas penampang bagian tengah bantalan, tidak kurang dari  85% luas penampang bagian bawah rel.
  • Pusat Berat Baja Prategang diusahakan sedekat mungkin dengan Pusat Berat Beton.
  • Perhitungan kehilangan tegangan pada gaya prategang cukup diambil sebesar 25% gaya prategang awal. Kecuali jika diadakan hitungan teoritis, maka diambil lain dari 25%.

BANTALAN BETON PRATEKAN BLOK TUNGGAL DENGAN PROSES “POSTTENSION” :

  • Pada jalur lurus, bantalan beton pratekan dengan proses ‟Posttension” mempunyai ukuran panjang:
    L= l + 2y
    Di mana :
    l = jarak antara kedua sumbu vertikal rel (mm)
    y = panjang daerah regularisasi tegangan, yang tergantung jenis
    angker yang dipakai.
  • Mutu campuran beton harus mempunyai kuat tekan karakteristik tidak kurang dari 500 kg/cm2, mutu baja untuk tulangan geser tidak kurang dari mutu U-24 dan mutu baja parategang ditetapkan dengan tegangan putus minimum sebesar 17.000 kg/cm2.
  • Bantalan beton paratekan dengan proses “posttension” harus mampu memikul momen minimum sebesar :
BagianMomen (kg – m)
Bawah Rel+ 1500
Tengah Bantalan– 765
  • Bentuk penampang melintang bantalan beton harus trapesium, dengan luas penampang bagian tengah bantalan, tidak kurang dari 85 % luas penampang bagian bawah rel.
  • Pusat Berat Baja Prategang harus selalu terletak pada daerah galih sepanjang bantalan.
  • Perhitungan kehilangan tegangan pada gaya prategang cukup diambil sebesar 20 % gaya prategang awal. Kecuali jika diadakan hitungan teoritis, maka diambil lain dari 20 %.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here