Cara mengukur lengkung jalur rel kereta api

0
84
cara ukur lengkung kereta
cara ukur anak panah rel kereta

Keretapedia – Beberapa hari yang lalu ada pertanyaan dari salah satu mahasiswa dari Univeritas di Jakarta. Dia menanyakan bagaimana cara ukur lengkung jalur rel kereta api. Apakah sama cara mengukur lengkung jalan rel kereta api dengan cara mengukur lengkung jalan raya.

Kita coba membahas tentang cara ukur lengkung jalan rel kereta api. Ada beberapa sumber dan bahan dari temen-temen baik di operator dan regulator serta akademisi. Jika ada salah atau kurang, mohon bantuan koreksinya dari teman-teman.

Pengertian Lengkung

Arti dari lengkung jalur rel kereta api adalah keluk atau sesuatu yang berkeluk seperti bentuk busur.

Fungsi Lengkung

Fungsi dari lengkung dibuat untuk menghubungkan dua garis lurus yang berpotongan, sehingga untuk konstruksi jalan rel, perpindahan arah gerakan kereta api menjadi halus (tidak menimbulkan akselerasi yang besar). Perubahan arah gerakan kereta api melalui lengkung akan menimbulkan gaya keluar lengkung (centrifugal) dan menimbulkan akselerasi horizontal yang besar. Inilah yang membuat penumpang merasa tidak nyaman atau bahkan berbahaya untuk perjalanan kereta api.

Untuk mengimbangi gaya centrifugal dan memperkecil akselerasi horizontal maka berdasarkan perhitungan-perhitungan, desain lengkung dibuat dengan ketentuan sebagai berikut:

  1. Untuk jalan rel, radius lengkung diusahakan sebesar mungkin.
  2. Bila R > 0,164V2, lengkung dibuat TANPA LENGKUNG PERALIHAN
  3. Bila R ≤ 0,164V2, lengkung harus dibuat dengan LENGKUNG PERALIHAN

Fungsi dan kegunaan lengkung peralihan jalan rel kereta api dibuat untuk mengeliminasi perubahan gaya sentrifugal sedemikian rupa sehingga penumpang didalam kereta api tetap merasa nyaman. Panjang dari lengkung peralihan merupakan fungsi dari perubahan gaya sentrifugal per satuan waktu, kecepatan dan jari-jari lengkung.

Contoh Lengkung TANPA lengkung peralihan

Alignmen Lengkung TANPA Lengkung Peralihan

• Garis A-P dan garis P-D berpotongan di P membuat sudut a(sudut puncak)
• Tentukan besar jari-jari (R) yang diinginkan, yang memenuhi syarat untuk tanpa peralihan
• Hitung panjang tangen (T) = R.tg½a
• Hubungkan titik B dan titik C dengan garis lingkar berjari-jari R, untuk dilapangan gunakan persamaan lingkaran : x2-2yR+y2=0

Contoh Lengkung DENGAN lengkung peralihan

Lengkung jalur rel kereta dengan lengkung peralihan | sumber : Diklap Perawatan lengkung (Dedi k)

Buat seperti konstrusi lengkung tanpa lengkung peralihan
• Hitung Panjang Lengkung Peralihan (PLA)
• Posisikan PLA pada garis AP dengan ½ PLA ke titik MBA (Mulai Busur Peralihan) dan ½PLA ke titik ABA
• Buat garis lengkung peralihan dengan persamaan: y = x3/6LR dengan titik MBA sebagai koordinat 0,0 nya dan berujung di titik ABA (Akhir Busur Peralihan).
• Buat garis lengkung penuh dengan jari-jari R dari titik ABA ke titik ABA berikutnya.
• PERHATIKAN BESARNYA GESERAN BUSUR DARI LENGKUNG TANPA PERALIHAN
KE LENGKUNG DENGAN PERALIHAN

RUMUS-RUMUS LENGKUNG :

  • Peninggian rel luar (h) :
    hmin = 8,8 V2/R – 53,54
    hmax = 110 mm
    hnormal = 5,95 V2/R
  • Panjang lengkung peralihan : PLA = 0,01.hn.V
  • Persamaan lengkung peralihan : y = x3/6LR ………….. (L=PLA)
  • Geser Busur : GB = L2/24R
  • Pelebaran rel dalam : W = d2/2R (d= jarak gandar)

Batas Peninggian rel dan kecepatan di lengkung (untuk gauge 1067 mm) :

Rumus peningginan: hnormal = 5,95 V2/R

Batas Peninggian rel dan kecepatan di lengkung (untuk gauge 1435 mm) :

Rumus peningginan jalur 1435mm: hnormal = 8,1 V2/R

Peninggian Rel

  • Peninggian rel diperlukan untuk mengimbangi gaya sentrifugal pada kereta saat memasuki lengkung horizontal.
  • Berdasarkan stabilitas kereta api pada saat berhenti di bagian lengkung. Kemiringan maksimum dibatasi hingga 10% dari lebar sepur atau hmak = 110mm dengan faktor keamanan guling (SF) = 3.325
  • Peninggian rel lengkung posisi sisi luar rel kereta.

Lengkus “S”

  • Lengkung S terjadi bila dua lengkung dari satu lintasan yang berbeda arah terletak bersambung.
  • Antara kedua lengkung harus ada bagian lurus minimal 20 meter diluar lengkung peralihan.

Contoh Kasus :

1. Perubahan Desain Lengkung untuk peningkatan kecepatan :

Desain Awal :

  • Desain awal menggunakan lengkung dengan R = 300 M;
  • Kecepatan rencana awal (V) = 60 KM/JAM;

Maka berdasarakan Rumus-rumus yang ada :

  • T (Pertinggian) = 5,95 x 60^2/300 = 71,4 mm ~ 75 mm.
  • PLA (Panjang busur peralihan) minimum = 0,01 x 60 x 75 = 45 M
  • GB (pergeseran busur) = PLA^2/(24.R) = 0,281 M.

Peningkatan Kecepatan dari 60 Km/Jam menjadi 70 KM/JAM pada lengkung diatas,
harus dilakukan perubahan-perubagan sebagai berikut :

  • T (Pertinggian) = 5,95 x 70^2/300 = 97,2 mm ~ 100 mm.
  • PLA (Panjang busur peralihan) = 0,01 x 70 x 100 = 70 M.
  • GB (pergeseran busur) = PLA^2/(24.R) = 0,681 M.

Untuk meningkatkan kecepatan pada suatu lengkung harus diperhatikan:

  • Lahan untuk menggeser lengkung ke arah dalam, untuk contoh di atas lengkung
    penuh digeser sebanyak : 0,681 M – 0,281 M = 0,40 M,
  • Lahan untuk perpanjangan lengkung peralihan (PLA), untuk contoh di atas PLA
  • bertambah: 70 M – 45 M = 25 M. Atau dari titik MBA lama sebanyak 25/2 M = 12,5 M.
  • Untuk lengkung-lengkung S, tetap harus diperhitungkan panjang lurusan 20 M.

Lihat Gambar Berikut :

2. Cara Perawatan Lengkung

cara ukur anak panah lengkung
Pengambilan Anak Panah menggunakan alat.

a. Jadwal Pemeriksaan Lengkung (Opname)

Pengukuran lengkung harus dilakukan secara berkala. Buat Jadwal Pemeriksaan dan Perbaikan
Lengkung berdasarkan besarnya jari-jari lengkung yaitu:
• R < 300 m setiap 3 bulan sekali
• 300 m < R < 1000 m setiap 6 bulan sekali
• R > 1000 m setiap tahun sekali
Jadwal tersebut bisa diperpendek dengan melihat passing tonage dan kondisi materialnya.

b. Pemeriksaan Lengkung (Opname)

1). Unsur-unsur geometri jalan rel yang diperiksa/diukur pada pemeriksaan lengkung adalah:
• Lebar Sepur
• Pertinggian
• Anak panah lengkung
• Lebar alur dwang rel serta tingginya dari kop rel
• Keausan rel

2). Alat-alat yang digunakan dalam pemeriksaan lengkung:
• Catatan (bentuk) Pemeriksaan Lengkung
• Mal lebar sepur
• Timbangan rel
• Mistar “Perjana” lengkap dengan talinya
• Mal pengukur keausan rel
• Meteran

Baca juga : Cara pakai alat ukur lebar rel kereta api.

c.Pelaksanaan Pemeriksaan Lengkung

  • Pembubuhan nomor titik pengukuran pada rel:
  • Pengukuran unsur-unsur geometri pada jalan rel idealnya dilakukan di setiap titik sepanjang jalan rel atau jarak pengukuran satu dengan lainnya sependek mungkin. Pengukuran semacam ini dilakukan dengan menggunakan kereta ukur geometri jalan rel (EM-120).
  • Pada saat ini jarak antara titik pengukuran dibuat 10 m, namun bisa saja dibuat lebih pendek lagi misalnya 5 m, dan untuk memudahkan perhitungan panjang tali busur untuk anak panah lengkung ditentukan 20 m.
  • Tandai dengan cat pada kaki rel luar bagian dalam titik posisi MBA, MB, AB, ABA, pangkal BH besar, as BH kecil, sisi jalan perlintasan, ujung rel lantak wesel, pangkal jarum wesel dan lainnya yang akan mempengaruhi perbaikannya nanti.
  • Bubuhkan nomor titik pengukuran setiap 10 m, juga pada kaki rel luar bagian dalam. Untuk memudahkan pengukuran selanjutnya tentukan titik 0 berimpit dengan MBA(masuk), titik dibelakang MBA(masuk) diberi tanda – (min). Usahakan titik dibelakang MBA(masuk) dan didepan MBA (keluar) tidak kurang dari 3 titik. Jarak 10 m adalah setengah talibusur (bukan panjang rel).
  • Pada lengkung bersambung atau lengkung S, dibuat penomoran menerus, agar dapat terbaca lurusan atau peralihan antara 2 lengkung tersebut.
  • Catat pada bentuk pengukuran lengkung posisi (jarak) titik-titik MBA, MB, ABA, pangkal BH besar, as BH kecil, sisi jalan perlintasan, ujung rel lantak wesel, pangkal jarum wesel dan lainnya terhadap nomor titik pengukuran. Contoh pencatatan: Titik 21 + 2,24 m = pangkal BH No. .., titik 0 = MBA(masuk), titik 28 – 2,68 m = ABA, dan seterusnya.

d. Pengukuran Lebar Jalur Rel / Lebar Sepur

  • Pengukuran Lebar Sepur dan Peninggian:
  • Alat yang digunakan untuk pengukuran lebar sepur dan peninggian biasanya menjadi satu yaitu mal sepur dan timbangan.
  • Lakukan pengukuran mulai dari titik minus yang telah dibubuhkan di rel.
  • Pada titik-titik MBA (masuk), MB, ABA, ABA, AB, MBA (keluar), pangkal BH besar, as BH kecil, ujung rel lantak wesel, pangkal jarum wesel dan lain-lain, lebar sepur dan peninggiannya harus diukur.

e. Pengukuran Anak Panah (Ap)

f. Pencatatan Hasil Pemeriksaan

Semua hasil pengukuran dicatat dalam bentuk Laporan Pemeriksaan Lengkung, yaitu:

  • Lebar Sepur
  • Pertinggian
  • Anak Panah
  • Lebar alur dwang rel (bila ada)
  • Keausan Rel.

Catatan – catatan :

  • Dari Register Lengkung: No. Lengkung, Radius Lengkung, Lokasi MB dan AB, Pertinggian
    pada lengkung penuh, Lebar sepur pada lengkung penuh, Panjang Busur Peralihan,
    Geser Busur, dan lain-lain
  • Dari hasil pengukuran: Posisi titik-titik MBA,MB, AB, ABA, pangkal BH besar, as BH kecil, Jalan perlintasan, rel lantak wesel, pangkal jarum wesel, dll.
  • Tanggal pengukuran.

g. Contoh hasil ukur lengkung rel kereta

Berikut ini adalah contoh hasil pengukuran lengkung jalur rel kereta api. Perhitungan dilakukan dengan mengunakan Metoda Tiga Titik yang sangat mudah dipahami, gunakan komputer untuk membantu hitungan serta kehalusan hitungan. Salah satunya
dapat dibuat dengan program Microsoft Excel seperti berikut :

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here