Perbandingan Desain Dermaga Terapung Pada Sistem Konstruksi Melintang dan Memanjang “Studi Kasus Dermaga Pelabuhan Tideng Pale Kabupaten Tana Tidung”

## Edy Utomo
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Borneo Tarakan, E-mail: edyutomo99@gmail.com
Received 16 April 2018; Reviewed 3 Mei 2018; Accepted 20 Mei 2018 http://jurnal.borneo.ac.id/index.php/borneoengineering

## Abstract
Floating port is a barge made of rectangular steel or concrete that can float to adjust the water lavel. Barge is a cargo ship type do not have a propulsion system. So, design of floating port preferably aqual to ship design. There are 3 types of barge construction system, that are longitudinal system, transversal system and mixed construction. To get the optimal design of floating port, comparison of design based on the construction system is needed. Case study in this research ia a Tideng Pale-KTT floating port. Deformation and stress analysis using FEA method on 2 models of construction system, that are transversal and longitudinal. Based on results, both of construction system produce a good strength value. However, there are some construction component which does not match the placement of the construction system. Results of construction costs have 5,51% deviation, longitudinal sytem is more expensive. So, produce the hypotheses to do a combination for both of construction systems.
Keywords : Barge, Construction costs, Construction system, Floating port, Plate stress .

## Abstrak
Dermaga terapung merupakan ponton yang terbuat dari kotak baja atau beton dan dapat mengapung menyesuaikan perubahan muka air. Ponton merupakan jenis kapal barang namun tidak memiliki alat penggerak,  sehingga  perencanaan  dermaga  apung  sebaiknya  adalah  sama  dengan  perancangan kapal. Terdapat 3 jenis sistem konstruksi pada ponton, yaitu sistem konstruksi melintang, memanjang dan campuran. Agar mendapatkan rancangan yang optimal, maka diperlukan perbandingan desain dermaga apung berdasarkan sistem konstruksinya. Studi kasus dalam penelitian ini adalah dermaga apung pelabuhan Tideng Pale-KTT. Analisa tegangan dan deformasi dilakukan dengan metode FEA pada 2 model sistem konstruksi, yaitu melintang dan memanjang. Berdasarkan hasil penelitian, kedua sistem  konstruksi  menghasilkan  nilai  kekuatan  yang  baik.  Namun,  terdapat  beberapa  komponen konstruksi  yang  tidak  sesuai  penempatannya.  Biaya  konstruksi  yang  dihasilkan  memiliki  selisih 5,51%, dimana sistem konstruksi memanjang lebih mahal. Sehingga, menghasilkan hipotesa untuk melakukan kombinasi terhadap kedua sistem konstruksi tersebut.
Kata Kunci : Biaya konstruksi, Dermaga terapung, Ponton, Sistem konstruksi, Tegangan pelat.

## 1. Pendahuluan
Perkembangan  pembangunan  di  daerah  Kalimantan  Utara  yang  merupakan  provinsi  baru  di Indonesia  memberikan  pengaruh  kehidupan  perekonomian  untuk  daerah-daerahnya,  termasuk perkembangan  kehidupan  ekonomi  di  wilayah  Kabupaten Tana Tidung  (KTT)  dengan  pusat  roda pemerintahan saat ini berada di Desa Tideng Pale Kecamatan Sesayap. Perkembangan ekonomi di daerah  tersebut  dianggap  perlu  diselaraskan  dengan  peran  infrastrukturnya  terutama  adalah infrastrukur  transportasi  sebagai  penghubung  kegiatan  ekonomi  masyarakat.  Salah  satu  peran transportasi  yang  sangat  berpengaruh  dalam  perkembangan  ekonomi  di  KTT  adalah  transportasi laut.  Wilayah  KTT  yang  terletak  di  jalur  sungai  sesayap  sangat  memerlukan  infrastruktur pendukung  transportasi  laut  untuk  menunjang  kegiatan  pembangunannya.  Salah  satunya  adalah keperluan dermaga di daerah tersebut. Saat ini pelabuhan utama di KTT adalah Pelabuhan Tideng Pale yang merupakan pelabuhan dengan tipe dermaga terapung.
Dermaga  terapung  merupakan  dermaga  berupa  ponton  ( Barge ) terbuat  dari  kotak  baja  atau  beton yang  dapat  mengapung  menyesuaikan  perubahan  elevasi  muka  air  laut.  Ponton  dan  sisi  daratan dihubungkan  dengan  jembatan  yang  kedua  ujungnya  ditumpu  pada  sendi  putar,  sehingga  dapat menyesuaikan dengan perubahan posisi dermaga. Pada umumnya dermaga apung digunakan pada daerah perairan yang memiliki pasang surut tinggi berkisar antara 4 sampai 5 meter (Triatmojo. B, 2009). Barge secara  harfiah  merupakan  jenis  kapal  muatan  barang  campuran  namun  tidak dilengkapi dengan sistem penggerak, sehingga perancangan konstruksi barge adalah sama dengan perancangan kapal, terlebih lagi pembangunan dermaga dengan barge umumnya tidak dilakukan di lokasi  dermaga  melainkan  di  lokasi  lain  misalnya  galangan  kapal.  Hal  ini  akan  mengakibatkan adanya  pembebanan  yang  dihasilkan  dari  gerakan barge saat  di  mobilisasi.  Oleh  sebab  itu perancangan  dermaga  apung  lebih  baik  mengadopsi  standar  perancangan  kapal  yang  berlaku. Perancangan  struktur barge mencakup  proses  bertahap  dan  iteratif.  Selama  proses  ini,  perancang mengembangkan  suatu  konfigurasi  sruktur  yang  dapat  berdasarkan  pengalaman,  ituisi  dan imajinasi,  yang  selanjutnya  melakukan  suatu  analisa  struktur  untuk  menilai  hasil  rancangannya (Rosyid.D  &  Setyawan.D,  2000).  Konfigurasi  konstruksi  pada  suatu  kapal  juga  sangat  bervarian, setidaknya  terdapat 3  konfigurasi  konstruksi  pada  perancangan  kapal,  yaitu  konstruksi  melintang, memanjang  dan  konstruksi  campuran.  Dimana  setiap  konfigurasi  konstruksi  tersebut  tentu memiliki  hasil  yang  berbeda  baik  dari  segi  kekuatan,  ekonomis  dan  ketahanan  (Rosyid.D  & Setyawan.D, 2000).
Berdasarkan  hal  tersebut,  dalam  penelitian  ini  akan  melakukan  analisis  terhadap  desain  dermaga terapung  dengan  menggunakan barge sebagai  dermaganya  pada  sistem  konstruksi  melintang  dan memanjang, serta melakukan perbandingan dari beberapa hal yang dianggap berpengaruh terhadap kekuatan konstruksi dermaga yang memberikan nilai ekonomis pada pelaksanaan pembangunannya.  Desain barge dilakukan  berdasarkan  standarisasi  desain  menurut  Biro Klasifikasi  Indonesia  (BKI,  2006)  untuk  detail  desain  konfigurasi  sampai  dengan  pembebanan. Analisa  struktur  dari  konstruksi Barge dilakukan  dengan  pendekatan  menggunakan  metode  FEA ( Finite Element Analysis) .

## 2. Metode dan Studi Literatur

## 2.1. Data Umum Penggunaan Dermaga Dan Lingkungan Perairan Pelabuhan
Ponton  yang  difungsikan  sebagai  dermaga  tentu  dirancang  berdasarkan  kapasitas  penggunaannya dan  kondisi  perairan  di  daerah  opersional  dermaga.  Beberapa  data  yang  telah  dihimpun  untuk keperluan desain ponton disajikan dalam Tabel 1 sebagai berikut :

## Tabel 1. Data umum penggunaan dermaga dan lingkungan perairan pelabuhan.
Jenis Data Penggunaan dan Lingkungan Perairan Keterangan atau Nilai Tinggi pasang surut 5 Meter Kecepatan angin maksimum 25 Knots or Pa = 39,375 kg/m 2 Kecepatan arus perairan maksimum 1,00 m/s Berat jenis air (air payau) 1,03 ton/m 3 Kapasitas muatan sementara :  Penumpang + Barang Bawaan 2,460 ton ; 41,00 kg/m 2 Kapal sandar pada dermaga (Speed Boat) :  LOA, max ; Panjang total kapal 15,00 Meter  LWL, max ; Panjang garis air 13,00 Meter  B, max ; Lebar total kapal 4,50 Meter  T, max ; Draft kapal 1,00 Meter  H, max ; Tinggi kapal 2,00 Meter  Vs, max ; Kecepatan Rancang 12 Knots  GT, max ; Gross Tonage kapal 28  Cb, max ; Koeffisien blok 0,60 – 0,65  Δ, max ; Displacement 37,16 Ton
Sumber : Hasil survey desain, CV. Graha Mitra Nusantara Konsultan.

## 2.2. Ukuran Utama Dermaga Terapung ( Barge )
Ukuran  utama  dermaga  disesuaikan  dengan  kebutuhan  penggunaan  sehari-hari.  Adapun  ukuran dimensional dermaga ditunjukkan pada Tabel 2 berikut ini :
Tabel 2 : Ukuran utama dermaga terapung ( Barge ).
Item dimensional Nilai dimensional LOA (Panjang total dermaga) 10,00 Meter LWL (Panjang garis air) 10,00 Meter B (Lebar dermaga/ponton/ barge ) 6,00 Meter H (Tinggi dermaga/poton/ barge ) 1,20 Meter T (Draft dermaga/ponton/ barge ) 0,30 Meter Cb (Koeffisein blok dermaga/ponton/ barge ) 1,00
Sumber : Data desain dermaga terapung, CV. Graha Mitra Nusantara Konsultan

## 2.3. Konfigurasi Konstruksi Ponton ( Barge )
Ponton  yang  merupakan  jenis  kapal  pada  dasarnya  terdiri  dari  komponen-komponen  konstruksi yang letaknya arah melintang dan memanjang. Beberapa cara umum yang biasa digunakan dalam penyusunan  komponen-komponen  tersebut  yaitu  sistem  konstruksi  melintang,  sistem  konstruksi memanjang dan sistem konstruksi kombinasi/campuran, (Rosyid.D & Setyawan.D, 2000).
Sistem  konstruksi  melintang  merupakan  konstruksi  dimana  beban  yang  bekerja  pada  konstruksi diterima oleh pelat kulit dan diuraikan pada hubungan-hubungan kaku/balok memanjang dari kapal dengan bantuan balok yang melintangi kapal. Sedangkan sistem konstruksi memanjang merupakan konstruksi  dimana  bekerja  beban  yang  diterima  oleh  rangka  konstruksi  dan  diuraikan  pada hubungan-hubungan  kaku  melintang  kapal  dengan  pertolongan  balok  memanjang.  Kedua  sistem konstruksi tersebut memiliki kekurangan dan kelebihannya masing-masing, seperti yang diuraikan pada Tabel 3 .
Adanya  kekurangan  pada  setiap  sistem  konstruksi  yang  dijelaskan  dalam Tabel  3 ,  maka memunculkan  penggunaan  sistem  konstruksi  campuran.  Dalam  sistem  konstruksi  campuran penggunan konstruksi memanjang digunakan pada geladak utama dan dasar kapal. Sedangkan pada
konstruksi  bagian  lain,  seperti  konstruksi  lambung  dan  bagian  ujung-ujung  kapal  menggunakan sistem konstruksi melintang (Rosyid.D & Setyawan.D, 2000).
Tabel 3 : Kekurangan dan kelebihan sistem konstruksi melintang dan memanjang.
Sistem Konstruksi Kelebihan Kekurangan Sistem Konstruksi Melintang  Bentuk Konstruksi Sederhana  Mudah dalam pembangunannya  Kekuatan melintang baik  Kestabilan dari pelat kulit kecil  Kekuatan memanjang jelek
 Diperuntukkan pada kapal- kapal yang pendek Sistem Konstruksi Memanjang  Kekuatan memanjang baik  Kekakuan konstruksi lebih stabil  Pembangunan kapal lebih sulit  Konstruksi melintang jelek Sumber : Kekuatan struktur kapal, (Rosyid.D & Setyawan.D, 2000).

## 2.4. Analisis Pembebanan Konstruksi
Menghitung  kekuatan  suatu  konstruksi  sangat  tergantung  pada  beban  yang  bekerja  di  konstruksi tersebut. Terdapat beberapa cara untuk menggolongkan beban yang direncanakan sanggup ditahan oleh bagian konstruksi sebuah kapal. Beberapa beban terpenting adalah beban dinamis dalam artian bahwa  bekerjanya  beban  tersebut  berubah  bersamaan  dengan  perubahan  waktu,  seperti  beban gelombang.  Akan  tetapi  beban  gelombang  memiliki  frekuensi  rendah,  jika  dibandingkan  dengan frekuensi  asli  dari  bagian  konstruksi,  sehingga  biasanya  beban  tersebut  dapat  diperhitungkan sebagai beban statis. (Santosa. B, 2013).
Perhitungan beban juga perlu diperhatikan berdasarkan penggunaan konstruksi yang direncanakan. Pada suatu dermaga baik yang bersifat tetap maupun dapat bergerak dengan frekuensi yang rendah, memiliki beban-beban utama yang bekerja padanya. Beban tersebut biasanya disebut dengan istilah gaya. Gaya-gaya yang bekerja pada dermaga dapat dibedakan menjadi gaya vertikal dan horisontal. Gaya  vertikal  meliputi  berat  sendiri  bangunan  dermaga,  beban  hidup,  beban  peralatan  bongkar muat, dll. Gaya horisontal dapat dibedakan meliptuti gaya benturan kapal ketika kapal merapat ke dermaga  (gaya  sandar, breathing  forces )  dan  gaya  tambat  ( mooring  forces ),  yaitu  gaya  yang ditimbulkan  ketika  kapal  bertambat  didermaga  yang  disebabkan  oleh  angin,  arus  dan  gelombang (Triatmojo. B, 2009).
Gaya-gaya  vertikal  pada  dermaga  terapung  yang  paling  utama  selain  berat  sendiri  konstruksi dermaga  dan  muatan  sementara  di  atasnya  adalah  gaya  tekan  air  ke  atas.  Gaya  tekan  ke  atas merupakan  reaksi  massa  air  terhadap  dermaga  yang  tidak  lain  adalah displacement dermaga  itu sendiri.  Dimana  nilai displacement tersebut  sama  dengan  massa  total  dermaga,  demikian  juga resultan  gaya  tekan  ke  atas  tersebut  harus  tepat  satu  garis  vertikal  dengan  resultan  gaya  berat, (Santosa.  B,  2013).  Penentuan  gaya  tekan  ke  atas  ini  dapat  menggunakan  persamaan  sebagai berikut :
𝑏(𝑥) =  𝜌. 𝑔. 𝑎(𝑥) (1)
dimana, b ( x ) = gaya tekan ke atas (ton/m) ρ = massa jenis air (1,031 ton/m 3 ) a ( x ) = luas station di potongan sejauh x dari Ap (m 2 )
Karena  gaya  tekan  ke  atas  dipengaruhi  oleh displacement dermaga,  dan displacement dermaga secara  langsung  dipengaruhi  oleh  dimensional  dermaga  beserta  berat  konstruksi  dan  muatannya,
maka pada kondisi air tenang terapungnya dermaga harus memenuhi persamaan kestabilan benda apung sebagai berikut :
𝑤(𝑥) =  𝑏(𝑥)
(2)
dimana,
w ( x ) = gaya tekan ke bawah akibat penyebaran berat konstruksi dan muatan (ton/m)
Selain  tekanan  air  ke  atas  akibat  terapungnya  dermaga,  beban  lain  yang  perlu  diperhitungkan adalah  beban-beban  pada  setiap  sisi  dermaga  yang  dipengaruhi  oleh  arus  gelombang  diperairan (BKI,  2006).  Beban-beban  ini  terdiri  dari  beban  luar  yang  arah  gelombangnya  searah  atau berlawanan  dengan  arah  maju  dermaga,  jika  dermaga  bergerak  maju  dan  beban  luar  yang  arah gelombangnya  melintang  arah  maju  dermaga,  jika  dermaga  bergerak  maju,  dan  termasuk penambahan tekanan quasi-statis akibat kemiringan dermaga. Adapun persamaan-persamaan untuk perkiraan beban tersebut ditunjukkan sebagai berkut :
𝑃 𝑠 = 𝑝 0 . 𝐶 𝐹 20 10+𝑧−𝑇 (3)
𝑃 𝑠2 = 𝑝 01 20 5+𝑧−𝑇 . |𝑦| 𝐵 (4)
dimana,
P s =  beban sisi dermaga untuk arah gelombang searah atau berlawanan dengan arah maju dermaga, jika dermaga bergerak maju, (kN/m 2 ).
P s2 =   beban  sisi  dermaga  untuk  arah  gelombang  melintang  arah  maju  dermaga  termasuk penambahan  tekanan  quasi-statis  akibat  kemiringan  dermaga,  jika  dermaga  bergerak maju, (kN/m 2 ).
p 0 =  beban luar  dinamis  untuk arah  gelombang  searah  atau  berlawanan dengan  arah maju dermaga, (kN/m 2 ), yang ditentukan dengan [2,1.(C B +0,7).c 0 .c L .f.c RW ].
p 01 =   beban  luar  dinamis  untuk  arah  gelombang  melintang  arah  maju  dermaga,  (kN/m 2 ), yang ditentukan dengan [2,6.(C B +0,7).c 0 .c L ].
z =   jarak vertikal pusat beban konstruksi di atas garis dasar, (m).
y =   jarak horisontal antara pusat beban dan garis tengah, (m).
T =   draft dermaga, (m).
C F
=   faktor distribusi untuk beban laut pada sisi dermaga, = 1,0.
C B
=   koefisien blok, dimana tidak boleh diambil kurang dari 0,60. c 0 =   koefisien gelombang, yang ditentukan dengan [L/25 + 4,1], untuk L < 90 m. c L =   koefisien gelombang, yang ditentukan dengan [(L/90) 0,5 ], untuk L < 90 m. c RW =   koefisein daerah pelayaran, diambil 0,60 (dermaga dibuat hanya disekitar pelabuhan).
f =   faktor peluang,diambil 1,0 (untuk panel pelat-pelat lambung sisi luar).
Beban-beban  yang  dikalkulasikan  berdasarkan  persamaan  (3)  dan  (4)  perlu  untuk  ditambahkan dengan  tekanan  hidrostatis  pada  setiap  sisi  dermaga,  yang  ditentukan  dengan  persamaan  sebagai berikut :
𝑃 ℎ = 𝜌. 𝑔. 𝑇 (5)
dimana,
P h = tekanan hidrostatis, (N/m 2 ) untuk sisi dermaga yang tercelup air. ρ = massa jenis air, (1030 kg/m 3 )
g
= percepatan gravitasi, (10 m/s 2 ) T = draft dermaga, (meter).
Gaya  akibat  benturan  kapal  yang  harus  ditahan  dermaga  harus  tergantung  pada  energi  benturan yang diserap oleh sistem fender yang dipasang pada dermaga (Triatmojo. B, 2009). Gaya tersebut dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
𝐸 = 𝑊𝑉 2 2𝑔 𝐶 𝑚 𝐶 𝑒 𝐶 𝑠 𝐶 𝑐 (6)
dimana,
E = energi benturan kapal (ton meter) V = kecepatan kapal saat membentur dermaga (m/s), diambil 0,25 m/s. W = displacement (Δ) berat kapal, (ton) g
= percepatan gravitasi, (10 m/s 2 ) C m = koefisien massa, ditentukan dengan 1 + 𝜋 2𝐶 𝐵 𝑇 𝐵 C e = koefisien eksentrisitas, ditentukan dengan 1 1+(𝑙/𝑟) 2 l
=  panjang  titik  kontak  pertama  antara  kapal  dan  dermaga,  ditentukan  dengan  ¼  dari panjang total kapal.
r = jari-jari putaran di sekeliling pusat berat kapal pada permukaan air, diambil 0,23 untuk C b 0,60 s/d 0,65.
C s
= koefisien kekerasan, diambil 1,00.
C c = koefisien bentuk dari tambatan, diambil 1,00.
Gaya  akibat  tambat  pada  dermaga  ( mooring  forces ),  terdiri  dari  2  akibat  gaya,  yaitu  gaya  akibat angin  dan  gaya  akibat  arus.  Perhitungan  gaya  juga  dipengaruhi  oleh  arah  datang  angin  terhadap kapal  yang  tertarik.  α  =  0°  merupakan  arah  angin  yang  datang  dari  arah  haluan  kapal,  α  =  180° merupakan angin yang datang dari arah buritan kapal, α = 90° merupakan angin yang datang dari arah  lebar  kapal.  Kalkulasi  pembebanan  yang  bekerja  akibat  angin  ditentukan  dengan  persamaan berikut ini :
𝛼 = 0° ; 𝑅 𝑤 = 0,42𝑃 𝑎 𝐴 𝑤
(7)
𝛼 = 180° ; 𝑅 𝑤 = 0,50𝑃 𝑎 𝐴 𝑤 (8)
𝛼 = 90° ; 𝑅 𝑤 = 1,1𝑃 𝑎 𝐴 𝑤 (9)
dimana,
R w = gaya akibat angin, (kg) P a = tekanan angin, ditentukan dengan 0,063 V 2 , (kg/m 2 ) V
= kecepatan angin, (m/s)
A w = proyeksi bidang yang tertiup angin, ditentukan 70% dari luas bagian kapal diatas garis air, (m 2 )
Arus  yang  bekerja  pada  bagian  kapal  yang  terendam  air  juga  akan  menyebabkan  terjadinya  gaya pada  kapal  yang  kemudian  diteruskan  pada  alat  penambat  dan  dermaga.  Besarnya  gaya  yang ditimbulkan oleh arus diberikan oleh persamaan sebagai berikut :
𝑅 𝑎 = 𝐶 𝐶 . 𝜌. 𝐴 𝐶 . ( 𝑉 𝐶
2 2𝑔 ) (10)
Dimana,
R a
= gaya akibat arus, (kg) A c = luas tampang kapal yang terendam air, (m 2 ) ρ = massa jenis air, (1030 kg/m 3 ) V c = kecepatan arus, (m/s)
C c = koefisien tekanan arus, diambil 0,20 s/d 0,60.

## 2.5. Pemodelan FEA Konstruksi Ponton ( Barge )
Analisa struktur pada dermaga yang didesain menggunakan metode FEA dengan bantuan software FEA,  dimana  dermaga  dimodelkan  dengan  menggunakan  elemen sheel pada  seluruh  komponen konstruksi,  yang  sebelumnya  dibuat  terlebih  dahulu  menggunakan 3D  CAD  software dengan menggunakan  bidang surface untuk  seluruh  komponen  konstruksi  dermaga.  Kondisi  batas ( Boundary  condition )  yang  digunakan  dalam  pemodelan  FEA  ini  adalah 3-2-1  minimal  supports , yaitu  suatu  metode  yang  umum  digunakan  pada  FEA  khususnya  analisa  linier  statis  untuk mendapatkan hasil yang realistis (Pramono. DR, et.al, 2016). Tumpuan yang digunakan pada 3-2-1 minimal  supports berjumlah  tiga  titik.  Titik  pertama  dan  kedua  diletakkan  pada  bagian  dermaga yang  terhubung  dengan movable  bridge ,  dalam  analisis  ini movable  bridge tidak  diperhitungkan. Jenis tumpuan yang digunkaan adalah jepit ( fixed ) dengan derajat kebebasan yang dikunci adalah arah  x,  y  dan  z.  Pada  bagian  sisi  samping  dermaga  yang  sejajar  dengan  letak movable  bridge di berikan jenis tumpuan jepit ( fixed ) pada bagian centerline memanjang dermaga.
Komponen  konstruksi  yang  digunakan  dalam  model  FEA  mengacu  pada  komponen  konstruksi yang  digunakan  pada  eksisting  dermaga.  Komponen  eksisiting  konstruksi  dermaga  terdiri  dari penggunaan  pelat  dengan  ketebalan  8  dan10  mm  serta  menggunakan  pengaku  berupa  profil  L. 75.75.8,  hanya  dalam  pemodelan  ini  konstruksi  dermaga  dimodifikasi  menjadi  2  jenis  sistem konstruksi yaitu melintang dan memanjang. Kombinasi pembebanan yang digunakan dalam setiap model seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4 berikut ini :

## Tabel 4 : Kombinasi pembebanan
Kombinasi Beban Koefisien Kombinasi Pembebanan Comb. 1 1,2 DL + 1,6 LL + 1,0 FE + 1,0 HF + 1,0 BF Comb. 2 1,2 DL + 1,6 LL + 1,0 FE + 1,0 HF + 1,0 MF Comb. 3 1,4 DL Comb. 4 1,2 DL + 1,6 LL Comb. 5 1,2 DL + 1,6 LL + 1,0 FE Comb. 6 1,2 DL + 1,6 LL + 1,0 FE + 1,0 HS Comb. 7 1,2 DL + 1,6 LL + 1,0 FE + 1,0 HS + 1,0 BF + 1,0 MF Note :
DL = Dead load ; LL = Live load ; FE = Floating effect ; HF = Hydrosatic force BF = Breathing force ; MF = Mooring force
Tabel 5 : Beban-beban yang bekerja pada setiap model konstruksi dan jumlah elemen
Nama/Jenis Beban Nilai Beban Tiap Sistem Konstruksi Melintang Memanjang Berat konstruksi, ( Dead Loads ) 16,0799 ton 17,3661 ton Muatan sementara, ( Live Loads ) 2,4601 ton 2,4601 ton Gaya tekan ke atas, ( Floating Effect ) 18,54 ton 18,54 ton
Tekanan hidrostatis, ( Hydrostatic Force )  Longitudinal direction barge 9,266 kN/m 2 9,266 kN/m 2  T ransvers direction barge 15,474 kN/m 2 15,474 kN/m 2 Gaya benturan kapal, ( Breathing Force ) 0,001764 ton 0,001764 ton Gaya tarik kapal, ( Mooring Force )  Longitudinal direction barge 201,065 kg 201,065 kg  Transvers direction barge 903,12 kg 903,12 kg
Tabel 5 menunjukkan nilai beban-beban yang diinputkan pada model dermaga pada setiap sistem konstruksi. Jenis pembebanan terbagi menjadi 2, yaitu pembebanan pada bidang permukaan yang langsung  bekerja  pada  pelat  dermaga  dengan  satuan  beban  per  1  m 2 dan  beban  yang  langsung bekerja  sebagai  beban  titik,  seperti  gaya  benturan  kapal  dan  beban  akibat mooring .  Bentuk
pemodelan  dari  2  sistem  konstruksi  dengan  mengunakan 3D  CAD ditunjukkan  pada Gambar  1 sebagai berikut :
Gambar 1 : (a) Model dermaga konstruksi melintang (b) Model dermaga konstruksi memanjang
Gambar  1(a) merupakan  dermaga  apung  dengan  sistem  konstruksi  melintang,  dimana  pada  arah memanjang  dermaga  pelat  lebih  dominan  ditopang  dengan  pelintang  utama  ( Web-Frame )  dan pelintang  pembagi  (Profil  L  75.75.8).  Sedangkan  pada  arah  melintang  dermaga  hanya  ditopang dengan penguat memanjang berupa pelat dengan ketebalan 8 mm dan lebar 150 mm. Gambar 1(b) merupakan  dermaga  apung  dengan  sistem  konstruksi  memanjang,  dimana  pada  arah  memanjang dermaga  komponen  pelat  lebih dominan  ditopang  oleh Web-Frame dengan tebal  8  mm  dan  lebar 150 mm serta dibantu oleh pengaku memanjang menggunakan Profil  L 75.75.8. Sedangkan arah melintangnya hanya di topang oleh gading-gading besar dengan jarak antar gading 1,20 meter.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Konvergensi Model FEA.
Konvergensi  merupakan  salah  satu  cara  yang  digunakan  untuk  melakukan  pemilihan  ukuran elemen shell yang  tepat  dalam  pembuatan  model  FEA,  sehingga  model  menghasilkan  nilai  yang valid  (Pramono.  DR,  et.al,  2016).  Konvergensi  pada  model  dilakukan  dengan  membandingkan beberapa  ukuran  elemen shell pada  setiap  model  sistem  konstruksi  untuk  satu  kombinasi pembebanan. Berikut ini ditunjukkan grafik hasil konvergensi yang dilakukan :
Gambar 2 : Grafik konvergensi model konstruksi memanjang dan melintang
201,11 223,89 150 170 190 210 230 250 270 2 0 0 x 2 0 0 1 9 0 x 1 9 0 1 8 0 x 1 8 0 1 7 0 x 1 7 0 1 6 0 x 1 6 0 1 5 0 x 1 5 0 M a x . S tr ess V -M ( M p a ) Shell Dimension (mm) Long. Const Trans. Const (a)
(b)
Berdasarkan Gambar  2 ,  kedua  model  konstruksi  dermaga  pada  awalnya  dimodelkan  dengan ukuran shell 200 x 200 mm. Pengecilan ukuran shell dilakukan sampai dengan mendapatkan nilai tegangan von-misess yang hampir mendekati sama atau yang memiliki selisih nilai tegangan antara ukuran shell tidak  melebihi  2%.  Berdasarkan  analisis  konvergensi  yang  dilakukan  dari  grafik tersebut,  menyatakan  bahwa  konvergensi  model  terjadi  pada  rentang  ukuran shell 180x180  mm sampai  dengan  150  x  150  mm  dengan  rata-rata  persentase  konvergensi  untuk  keseluruhan  sistem konstruksi  adalah  1,75  %.  Sehingga  pemilihan  ukuran  elemen shell yang  optimal  diambil  pada ukuran shell urutan kedua dari terakhir ukuran shell yang dilakukan, yaitu pada ukuran shell 160 x 160  mm  dengan  masing-masing  nilai  tegangan  maksimum  untuk  konstruksi  memanjang  201,11 Mpa dan konstruksi melintang 223,89 Mpa. Selanjutnya analisis tegangan untuk seluruh komponen konstruksi dermaga dilakukan pada ukuran elemen shell 160 x 160 mm.

## 3.2. Tegangan Pada Setiap Kombinasi Pembebanan dan Komponen Konstruksi
Hasil  analisa  tegangan  yang  terjadi  pada  model  dengan  ukuran shell 160x160  mm  untuk  setiap sistem konstruksi dan kombinasi pembebanan ditunjukkan pada Gambar 3 berikut ini :

## Gambar 3 : Grafik tegangan maksimum pada setiap kombinasi pembebanan
Gambar  3 menunjukkan  hasil  tegangan  maksimum  untuk  setiap  kombinasi  pembebanan  yang diasumsikan  terjadi.  Secara  keseluruhan  nilai  tegangan  pada  setiap  kombinasi  pembebanan  untuk sistem konstruksi memanjang dan melintang masih lebih rendah dari tegangan yang diizinkan yaitu 235  Mpa  yang  disyaratkan  oleh  BKI.  Pada  sistem  konstruksi  melintang  ( Trans-Const )  tegangan maksimum  terjadi  pada  kombinasi  pembebanan  ke-4  yang  merupakan  kondisi  dermaga  belum diapungkan,  sehingga  pada  kondisi  ini  tidak  dilanjutkan  analisisnya  untuk  mengetahui  tegangan dari  setiap  komponen  konstruksi,  karena  kondisi  tersebut  bukan  merupakan  beban  layan  yang berlangsung  lama.  Kombinasi  pembebanan  yang  menggambarkan  kondisi  layan  dermaga sesungguhnya  adalah  pada  kombinasi  pembebanan  ke-1  dan  ke-2.  Pada  sistem  konstruksi melintang beban layan  kombinasi ke-2 memberikan nilai tegangan maksimum yaitu 223,89 Mpa. Sedangkan  pada  sistem  konstruksi  memanjang  ( Long-Const )  maksimum  tegangan  ditunjukkan pada kombinasi pembebanan ke-1. Dimana pada kombinasi ke-1 beban-beban yang bekerja adalah :  Berat  sendiri  konstruksi,  Muatan  di  atas  dermaga,  Tekanan  akibat  pengapungan,  Tekanan hidrostatis  bagian  sisi  dermaga  dan  Gaya  akibat  benturan  kapal.  Sedangkan  pada  kombinasi  ke-2 beban-beban  yang  bekerja  adalah  :  Berat  konstruksi,  Muatan  di  atas  dermaga,  Tekanan  akibat
201,29 201,11 138,72 184,61 200,82 201,22 201,18 223,84 223,89 158,53 233,02 224,41 223,84 223,90 Allowable σ 235 MPa 100 125 150 175 200 225 250 C o mb .1 C o mb .2 C o mb .3 C o mb .4 C o mb .5 C o mb .6 C o mb .7 M a x . S tr ess (M Pa ) Load Combination Long-Const Trans-Const Allowable Stress B e b a n LB e b a n   L
pengapungan, Tekanan hidrostatis dan Gaya tarik akibat tambatan kapal pada dermaga. Distribusi tegangan  yang  terjadi  pada  setiap  komponen  konstruksi  antara  sistem  konstruksi  melintang  dan memanjang  juga  menunjukkan  perbedaan  pola  yang  signifikan,  seperti  yang  ditunjukkan  pada
Gambar 4 berikut ini :

## Gambar 4 : (a) Distribusi tegangan pada konstruksi memanjang (b) Distribusi tegangan pada konstruksi melintang
Seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar  4 di  atas,  terutama  pada  bagian  pelat  atas  ( Deck  Plate ) dermaga apung, dimana pada sistem konstruksi memanjang penyebaran tegangan dengan rentang 0 s/d 14 Mpa lebih mendominasi di setiap elemen. Sedangkan pada sistem konstruksi melintang yang ditunjukkan  pada  Gambar 4(b),  tegangan  dengan  rentang  0  s/d  15  Mpa  hanya mendominasi pada elemen-elemen shell yang  di  bawahnya  di  topang  oleh  Penumpu  memanjang  ( Side  &  Center Girder ). Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan konstruksi memanjang lebih baik diperuntukan pada  komponen  konstruksi  pelat  atas  dermaga.  Namun  perlu  untuk  dipastikan  pada  keseluruhan komponen konstruksi. Berikut ini ditunjukkan hasil keseluruhan tegangan maksimum yang terjadi pada setiap komponen konstruksi untuk masing-masing sitem konstruksi yang dibandingkan pada Tabel 6 berikut ini :

## Tabel 6 : Tegangan pada setiap komponen konstruksi
Komponen Konstruksi Nilai Tegangan Maksimum (Mpa) Rekomendasi Konstruksi Konst. Memanjang Konst. Melintang Pelat Atas (Lantai Dermaga) 97,196 120,104 Memanjang Pelat Alas ( Bottom Plate ) 140,337 81,115 Memanjang/Melintang Pelat Sisi ( Front ) – Letak Fender 113,484 72,544 Melintang Pelat Sisi ( Back ) 112,701 72,544 Melintang Pelat Sisi (Ap) 155,572 156,019 Melintang Pelat Sisi (Fp) 155,632 81,824 Melintang Web-Frame (t = 8 mm) 170,686 130,236 Memanjang/Melintang Longitudinal Frame (L Profile ) 70,664 - - Transversal Frame (L Profile ) - 92,073 - Girders ( Long-Side & Center ) 159,202 200,184 Memanjang/Melintang Penegar Sisi 82,891 65,184 Melintang
Meninjau  pada  nilai  tegangan  yang  ditunjukkan  pada Tabel  6 dan  geometrik  dari  setiap  sistem konstruksi  pada Gambar  1 sebelumnya.  Nilai  tegangan  yang  sangat  signifikan  memiliki  selisih adalah pada beberapa komponen konstruksi, seperti pada pelat lantai dermaga, pelat-pelat sisi dan penegar  sisi.  Dimana  pada  pelat  lantai  dermaga,  penggunaan  sistem  konstruksi  memanjang memberikan  nilai  tegangan  yang  lebih  kecil,  sehingga  memberikan  kekuatan  jauh  lebih  baik dibandingkan  menggunakan  konstruksi  melintang.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  pada  bagian komponen konstruksi pelat kekuatan arah memanjang dermaga menjadi faktor pengaruh yang besar untuk  diperhitungkan  akibat  bekerjanya  beban  secara  tegak  lurus  bidang  permukaan  pelat.
(a)
(b)
Sedangkan  pada  bagian  komponen  konstruksi  untuk  sisi  dermaga,  penggunaan  sistem  konstruksi melintang  jauh  memberikan  kekuatan  yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan  sistem  konstruksi memanjang, seperti beberapa nilai tegangan yang jauh lebih kecil ditunjukkan dalam Tabel 6 . Hal ini menunjukkan bahwa, absorpsi beban dari arah tegak lurus sisi pelat dan searah pelat sisi mampu diakomodir  oleh  sistem-sistem  konstruksi  melintang.  Sebagai  pembuktian  lebih  lanjut  diambil pengaruh  benturan  kapal  ( Breathing  forrces )  pada  sisi  dermaga  untuk  mengetahui  pengaruh deformasi pada keseluruhan konstruksi dermaga, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 :
Gambar 5 : (a) Deformasi pada Mid-Section konstruksi memanjang; (b) Distribusi deformasi breathing force konstruksi memanjang; (c) Deformasi pada Mid-Section konstruksi melintang; (d) Distribusi deformasi breathing force konstruksi melintang.
Akibat  adanya  benturan  di  sisi  dermaga  yang  menggunakan  sistem  konstruksi memanjang  terjadi pada  hampir  sebagian  besar  komponen  konstruksi  yang  lain,  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar 5(b) . Hal ini menunjukkan bahwa sistem konstruksi memanjang pada bagian sisi dermaga akan  meneruskan  beban  benturan  keseluruh  komponen  yang  lain,  sehingga  kerusakan  akibat benturan juga dimungkinkan terjadi pada konstruksi pelat atas dan bawah dermaga, hal ini sangat tidak  diharapkan  karena  luas  kerusakan  dermaga  akibat  benturan  akan  sangat  besar.  Bentuk kerusakan  yang  diharapkan  adalah  pada  kerusakan  setempat  di  daerah  benturan.  Seperti  yang ditunjukan pada Gambar 5(d). dimana deformasi cenderung terjadi hanya pada sisi-sisi pelat yang mengalami  benturan,  walaupun  konstruksi  bawah  dermaga  juga  mengalami  pengaruh  beban benturan,  namun  bentuk  kerusakannya  hanya  terjadi  pada  bagian  sisi  dermaga  yang  mengalami kontak  langsung,  dengan  demikian  luas  daerah  yang  mengalami  kerusakan  lebih  kecil dibandingkan  dengan  penggunaan  sistem  konstruksi  memanjang  pada  bagian  sisi  dermaga. Walaupun penggunaan sistem konstruksi melintang dan memanjang  sama-sama memberikan nilai kekuatan yang baik dalam analisis ini, namun masih terdapat kekurangan-kekurangan yang terjadi pada setiap sistem komponen konstruksi melintang dan memanjang. Sehingga, untuk mendapatkan kekuatan  yang  baik,  maka  dapat  dilakukan  perubahan  bentuk  konstruksi  dengan  melakukan kombinasi antara penggunaan sistem konstruksi melintang dan memanjang.
(a) (b) (c) (d)
15,50 16,00 16,50 17,00 17,50 Long-Const Trans-Const W ei g h t C o n st ru ct io n ( to n ) Construction System

## 3.3. Berat Konstruksi dan Biaya.
Salah  satu  faktor  terpenting  selain  tinjauan  segi  kekuatan  dalam  pembangunan  dermaga  terapung adalah  faktor  biaya  pembuatan  konstruksi  yang  pada  umumnya  dihitung  berdasarkan  berat  dari konstruksi  tersebut  yang  dikonversi  ke  dalam  luasan  dimensional  dermaga.  Perbandingan  berat konstruksi dan biaya pembuatan sesuai ditunjukkan pada diagram berikut ini :

## Gambar 6 : Diagram perbandingan biaya konstruksi dermaga
Berdasarkan hasil perhitungan biaya konstruksi sesuai dengan data analisa harga satuan pekerjaan yang  tertuang  dalam  dokumen  kontrak  kerja  (Tam  Berdikari.  CV,  2017),  didapatkan  hasil perbandingan biaya pembangunan dermaga terapung seperti yang ditunjukkan pada Gambar  6 di atas.  Biaya  konstruksi  dermaga  menggunakan  sistem  konstruksi  memanjang  lebih  tinggi  5,51% dibandingkan  biaya  konstruksi  dermaga  yang  menggunakan  sistem  konstruksi  melintang.  Hal  ini dipengaruhi oleh berat dari seluruh komponen konstruksi memanjang yang lebih besar.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  penelitian  dapat  disimpulkan  bahwa  secara  kekuatan  menyeluruh  kedua  sistem konstruksi  yang  ditinjau  memberikan  kekuatan  yang  baik,  karena  nilai  tegangan  yang  dihasilkan masih  di  bawah  tegangan  izin  material  yang  digunakan.  Namun,  ditinjau  dari  sudut  pandang kekuatan  setiap  komponen  konstruksi,  terdapat  beberapa  bagian  konstruksi  yang  tidak  tepat menggunakan  sistem  konstruksi  yang  diberikan,  seperti  pada  komponen  konstruksi  pelat  lantai dermaga pada konstruksi melintang lebih baik menggunakan sistem memanjang dan pelat-pelat sisi pada konstruksi memanjang lebih baik menggunakan sistem konstruksi melintang. Sehingga dalam hal  ini  menimbulkan  hipotesa  baru  dimana  konstruksi  perlu  ditinjau  dari  sistem  konstruksi campuran.  Selain  itu  faktor  biaya  konstruksi  yang  menjadi  pertimbangan  menunjukkan  bahwa dermaga  dengan  sistem  konstruksi  memanjang  membutuhkan  biaya  produksi  yang  lebih  tinggi 5,51%  dari  biaya  konstruksi  melintang,  diperkirakan  biaya  konstruksi  campuran  memiliki  nilai diantara kedua biaya konstruksi yang ditinjau, namun diperlukan analisis lebih lanjut mengenai hal ini.

## Daftar Pustaka
Biro Klasifikasi Indonesia, 2006, Rulles for The Classification and Construction of Seagoing Steel Ships, (Volume II, Rules for Hull ), Indonesia, BKI, hal 2.1-4.5.
Graha  Mitra  Nusantara,  2017,  Laporan  Desain  Struktur  Pekerjaan  Pemasangan  Ponton  Dermaga Tideng Pale, Kabupaten Tana Tidung.
Rp  823.139.484,75
Rp  777.804.150,25
Pramono.DR,et.al,  2016,  Analisa  Kekuatan  Memanjang Floating  Dock Konversi  Dari  Tongkang dengan Metode Elemen Hingga, Jurnal Teknik ITS, Vol.5,No.2, hal G148-G152, ISSN : 2337- 3539.
Puspita.HID, 2016, Studi Karakteristik Hidrodinamika Kapal Ikan Tradisional di Pelabuhan Puger Jember, Thesis, Surabaya, ITS, hal 25-26.
Rosyid.D  dan  Setyawan.D,  2000,  Kekuatan  Struktur  Kapal,  Surabaya,  Pradnya  Paramita Jakarta.PT, hal 11-98.
Santosa.B, 2013, Diktat Kekuatan Kapal, Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, hal 1-9.
Tam  Berdikari.CV  dan  Pemkab  KTT,  2017,  Kontrak  Pekerjaan  Pemasangan  Ponton  Dermaga Tideng Pale, Kabupaten Tana Tidung.
Triatmojo.B, 2009, Perencanaan Pelabuhan, Yogyakarta, Beta Offset, hal 195-238.