Jambatan gantung vs jambatan kabel penahan / Suspension bridge vs cable-stayed bridge

Jambatan Akashi Kaikyo merupakan jambatan gantung dengan bidang utama terpanjang di dunia, dengan panjang bidang utama 1,991 m




Jambatan Sungai Johor E22 merupakan jambatan kabel penahan dengan bidang utama terpanjang di Malaysia. Dengan panjang bidang utama 500 m, ia lebih panjang daripada bidang utama Jambatan Sultan Abdul Halim Muadzam Shah E28 sepanjang 240 m

Salam sejahtera,

Dalam entri lalu, saya telah membawakan kepada anda dua batang jambatan terpanjang di Malaysia, iaitu Jambatan Pulau Pinang E36 dan Jambatan Sultan Abdul Halim Muadzam Shah E28. Persamaan paling ketara antara kedua-dua jambatan tersebut ialah kedua-duanya dibina sebagai jambatan kabel penahan. Sungguhpun demikian, rekaan jambatan kabel penahan sebenarnya tidak berupaya untuk menghasilkan bidang utama sepanjang jambatan gantung, tetapi akhirnya kerajaan memutuskan untuk memilih rekaan jambatan kabel penahan bagi kedua-dua jambatan tersebut. Apa kriteria yang mempengaruhi keputusan tersebut...? Teruskan membaca untuk mengetahuinya.

Apa itu jambatan gantung...? Jambatan gantung merupakan sejenis jambatan yang mana dek jalan raya berpaut pada sepasang kabel keluli besar melalui kabel-kabel yang lebih kecil. Kedua-dua kabel besar tersebut disangga pada menara jambatan (biasanya 2) dan seterusnya ditambat pada tebing. Maka, kekuatan utama jambatan terletak bukan pada menaranya tetapi pada kabelnya dan juga tambatan pada tanah sebagai komponen utama yang menerima sebahagian besar beban jambatan. Satu-satunya daya yang bertindak pada dek jambatan ialah daya angkat oleh kabel-kabel kecil bagi mengimbangi berat dek, membolehkan analisis daya dilakukan dengan lebih mudah berbanding jambatan kabel penahan. Sifat ini juga membolehkan dek jambatan diperbuat daripada bahan-bahan yang lebih ringan kerana tidak perlu menampung daya mampatan antara dek sebagaimana yang dialami jambatan kabel penahan. Jambatan gantung dibina dengan membina menaranya dahulu, diikuti dengan pemasangan kabel-kabel utama dan akhir sekali dek-dek akan dipasang dan dipautkan pada kabel-kabel utama melalui kabel-kabel yang lebih kecil.

Kelebihan jambatan gantung:-

1. Berupaya menghasilkan bidang jambatan yang lebih panjang daripada mana-mana jenis jambatan lain, sangat penting jika melintasi laluan perkapalan yang sibuk (bidang yang lebih panjang meminimakan bilangan tiang, dan seterusnya mengurangkan kecenderungan kapal terlanggar tiang)
2. Oleh kerana bidang yang lebih panjang serta bilangan tiang yang diminimakan, jambatan gantung merupakan rekaan jambatan yang paling ekonomik bagi lintasan laluan air yang panjang
3. Bilangan tiang yang kurang membolehkan kapal-kapal terus menggunakan laluan air yang dilintasi jambatan gantung yang sedang dalam pembinaan
4. Jambatan gantung lebih anjal berbanding kebanyakan jenis jambatan lain, menjadikannya lebih tahan gempa bumi, dibuktikan melalui kejadian gempa bumi Loma Prieta 1989 di Los Angeles, Amerika Syarikat dan gempa bumi Kansai 1995 di Kobe, Jepun

Kelemahan jambatan gantung:-

1. Dek dan kabel jambatan yang anjal menjadikannya lebih mudah mengalami getaran aeroelastik yang berpotensi merobohkan jambatan; maka, bahan yang lebih kuat serta rekaan dek yang lebih aerodinamik masih diperlukan untuk mengatasinya
2. Dek yang kurang tegar menjadikan jambatan gantung kurang sesuai untuk dijadikan sebagai jambatan kereta api
3. Sedikit lencongan laluan kapal mungkin diperlukan bagi membolehkan dek diangkat menggunakan kapal untuk dipasang
4. Kabel utama mestilah ditambat pada tanah yang kuat. Jika struktur tanah lemah, keseluruhan jambatan boleh roboh. Sifat sebegini menjadikan jambatan gantung yang panjang kurang sesuai dibina di kawasan beriklim khatulistiwa kerana curahan hujan yang berterusan pada musim tengkujuh akan melemahkan struktur tanah

Gambar rajah struktur Jambatan Sungai Johor E22

(klik untuk besarkan)

Bagaimana pula dengan jambatan kabel penahan...? Jambatan kabel penahan kelihatan seakan-akan sama seperti jambatan gantung, tetapi sebenarnya ia berbeza dari segi konsep rekaannya serta struktur penampung beban utama. Jambatan kabel penahan pula merupakan sejenis jambatan yang mana kabel-kabel yang menyokong dek jambatan disangga terus pada menara jambatan, dan menara jambatan itulah yang menjadi struktur penampung beban utama. Maka, ia tidak memerlukan tambatan ke tanah sebagaimana jambatan gantung. Berbeza dengan jambatan gantung, jambatan kabel penahan memerlukan dek yang lebih kuat dan lebih tegar kerana dek jambatan perlu menampung daya mampatan yang terhasil akibat tegangan kabel-kabel yang dipautkan pada dek, memandangkan kabel-kabel yang dipasang membentuk beberapa garisan condong dan bukannya menegak seperti jambatan gantung. Pada bahagian tengah bidang utama, dek paling tengah disokong oleh kabel yang dipautkan pada kedua-dua menara, menyeimbangkan kekuatannya. Memandangkan tiada tambatan tanah diperlukan bagi jambatan kabel penahan, maka dek pada bidang hampiran masih perlu disokong oleh tiang-tiang biasa sebagaimana jambatan galang konvensional. Tidak seperti jambatan gantung yang mana deknya perlu diangkat menegak menggunakan kapal, dek pada jambatan kabel penahan boleh dipasang terus secara menjulur dan dipasang serentak dengan pemasangan kabel.

Kelebihan jambatan kabel penahan:-

1. Jambatan kabel penahan lebih kuat dan lebih tegar daripada jambatan gantung, maka ia berupaya menahan peningkatan mendadak bilangan kenderaan yang membawa kepada peningkatan mendadak beban yang dikenakan pada jambatan
2. Dek jambatan kabel penahan boleh dipasang secara menjulur, tidak seperti jambatan gantung yang memerlukan dek diangkat secara menegak menggunakan kapal; kabel jambatan itu sendiri boleh terus memberikan sokongan kekal pada dek
3. Bagi jambatan kabel penahan berbentuk simetri [seperti Jambatan Pulau Pinang pertama (E36) dan kedua (E28)], penyeimbangan daya melintang serta tambatan pada tanah tidak diperlukan

Kelemahan jambatan kabel penahan:-

1. Panjang bidang yang terhasil adalah lebih pendek daripada jambatan gantung. Untuk mendapatkan bidang jambatan yang lebih panjang, maka menara jambatan perlu dibina lebih tinggi, sekaligus meningkatkan kos pembinaannya