Jembatan merupakan struktur yang dibuat untuk menyeberangi jurang atau rintangan seperti
sungai, rel
kereta api
ataupun jalan raya. Jembatan dibangun untuk penyeberangan pejalan kaki,
kendaraan atau kereta api di atas halangan.Jembatan juga merupakan
bagian dari infrastruktur transportasi darat yang sangat vital dalam
aliran perjalanan (
traffic flows). Jembatan sering menjadi
komponen kritis dari suatu ruas jalan, karena sebagai penentu beban
maksimum kendaraan yang melewati ruas jalan tersebut.
Sejarah
Jembatan pertama yang dibuat dengan titian kayu untuk menyeberangi
sungai. Ada juga orang yang menggunakan dua utas tali atau rotan, yang
diikat pada
bebatuan
di tepi sungai. Seterusnya, batu digunakan, tetapi cuma sebagai rangka.
Jembatan gerbang berbentuk melengkung yang pertama dibuat semasa zaman
Emperor Roma, dan masih banyak jembatan dan saluran air orang Roma yang kenal hingga hari ini. Orang-orang Roma juga mempunyai
pengetahuan, yang mengurangkan perbedaan kekuatan batu
2 yang berbeda. Jembatan bata dan mortar dibuat pada zaman kaisar Romawi, karena sesudah zaman tersebut,
teknologi pengetahuan telah hilang. Pada
Zaman Pertengahan, tiang-tiang jembatan batu biasanya lebih besar sehingga menyebabkan kesulitan kepada
kapal-kapal yang lalu-lalang di sungai tersebut.
Pada
abad
ke-18, mulai banyak pembaruan dalam pembuatan jembatan kayu oleh Hans
Ulrich, Johannes Grubenmann dan lain-lain. Dengan kedatangan Revolusi
Industri pada abad
ke-19, sistem rangka (
truss system) menggunakan
besi untuk memajukan untuk pembuatan jembatan yang lebih besar, tetapi besi tidak mempunyai kekuatan ketegangan (
tensile strength)
yang cukup untuk beban yang besar. Apabila mempunyai kekuatan
ketegangan yang tinggi, jembatan yang lebih besar akan dibuat,
kebanyakannya menggunakan idea
Gustave Eiffel, yang pertama kali dipertunjukkan di
Menara Eiffel di
Paris,
Perancis. Yang sesuai digunakan untuk pembuatan jembatan yang panjang karena ia mempunyai kekuatan-kepada-berat yang tinggi, tetapi
konkrit pula mempunyai kos penjagaan yang lebih murah. Jadi, selalunya "konkrit diperkuat" (
reinforced concrete) digunakan - kekuatan ketegangan konkrit yang lemah diisi oleh kabel tembaga yang ditanam di dalam konkrit itu.
Jenis-jenis jembatan boleh dikelaskan mengikut kegunaannya ataupun struktur binaannya.
Dari segi kegunaan
Suatu jembatan biasanya dirancang sama untuk kereta api, untuk
pemandu jalan raya atau untuk pejalan kaki. Ada juga jembatan yang
dibangun untuk pipa-pipa besar dan saluran air yang bisa digunakan untuk
membawa barang. Kadang-kadang, terdapat batasan dalam penggunaan
jembatan; contohnya, ada jembatan yang dikususkan untuk
jalan raya
dan tidak boleh digunakan oleh pejalan kaki atau penunggang sepeda. Ada
juga jembatan yang dibangun untuk pejalan kaki (jembatan
penyeberangan), dan boleh digunakan untuk penunggang sepeda.
Jembatan upacara dan hiasan
Setengah jembatan dibuat lebih tinggi daripada yang diperlukan, agar
pantulan jembatan itu akan melengkapkan sebuah bulatan. Jembatan seperti
ini, yang selalunya dijumpai di taman oriental, dipanggil "Jembatan
Bulan", kerana jambatan itu dan pantulannya menyerupai sebuah
bulan purnama.
Adalah biasa di
istana2
jembatan dibuat sungai tiruan sebagai simbol perjalanan ke tempat
ataupun keadaan minda yang penting. Ada satu set yang terdiri daripada
lima jambatan yang merentasi satu sungai yang berbelit-belit di salah
sebuah laman penting di
Bandar Terlarang (
Forbidden City) di
Beijing,
Cina. Jambatan yang tengah hanya boleh dilalui oleh
Maharaja,
Permaisuri dan dayang-dayang mereka.
Dari segi struktur
Perancangan dan bahan asas pembinaan jambatan bergantung kepada
lokasi dan juga jenis muatan yang akan ditanggungnya. Berikut adalah
beberapa jenis jambatan yang utama:
Jembatan batang kayu (log bridge)
Jembatan kayu di Desa Betao, Kecamatan Pituriawa, Kabupaten Sidenreng Rappang
Jambatan yang terawal adalah apabila manusia mengambil kesempatan
dari pohon kayu yang tumbang merentasi sungai. Jadi, tak heranlah jika
jembatan yang pertama dibuat ialah pokok yang sengaja ditumbangkan
meintasi sungai. Kini, jambatan seperti itu hanya digunakan secara
sementara, contohnya di tempat
2 pembalakan, yang mana jalan
yang dibuat hanyalah untuk sementara dan kemudian ditinggalkan. Ini
karena jembatan seperti ini mempunyai jangka waktu yang pendek
disebabkan oleh pohon menyentuh tanah (yang basah) hingga menyebabkannya
mereput, serta serangan
anai-anai dan
serangga-serangga
lain. Jembatan batang kayu yang tahan lama boleh dibuat dengan
menggunakan tapak konkrit yang tidak ditakungi air dan dijaga dengan
baik.
Jembatan lengkung (arch bridge)
Jembatan lengkung memiliki abutment pada setiap ujungnya. Beban
jembatan didorong ke abutment pada kedua sisi. Jembatan lengkung tertua
di dunia dibuangun oleh orang Yunanu, termasuk Jembatan Arkadiko.
Dengan rentang sejauh 220 meter, Jembatan Solkan di atas Sungai Soča
di Solkan, Slovenia, adalah jembatan batu kedua terbesar di dunia dan
jembatan batu trek kereta terpanjang. Selesai dibangun pada tahun 1905.
Lengkungannya yang terdiri dari 5,000 ton blok batu diselesaikan hanya
dalam 18 hari, merupakan lengkungan baru kedua terbesar di dunia,
dikalahkan hanya oleh Friedensbrücke (Syratalviadukt) di Plauen, dan
lengkungan batu trek kereta terbesar. Lengkungan Friedensbrücke, yang
dibangun pada tahun yang sama, merentang sepanjang 90m dan melewati
lembah Sungai Syrabach. Perbedaan keduanya adalah Jembatan Solkan dibuat
dari blok batu, sedangkan Friedensbrücke dibuat dari batu yang
dihancurkan dicampur dengan semen mortar.
Jembatan lengkung terbesar saat ini adalah Jembatan Chaotianmen di
atas Sungai Yangtze dengan panjang 1,741m dan rentangan sejauh 552 m.
Jembatan ini dibuka pada tanggal 20 April 2009 di Chongqing, China.
Jembatan alang (Beam bridge)
Jembatan ini juga bisa disebut keturunan langsung jambatan batang
kayu, jambatan alang biasanya dibuat dari alang keluli "I", konkrit
diperkuat atau konkrit telah-tertegang (
post-tensioned concrete)
yang panjang. Ia kurang digunakan sekarang kecuali untuk jarak yang
dekat. Jembatan ini selalu digunakan untuk jembatan pejalan kaki dan
juga jembatan-jembatan yang merintangi hutan.
Jembatan kerangka (Truss bridge)
Jika alang
2 itu disusun dalam bentuk
kekisi,
contohnya segitiga, supaya setiap alang hanya menampung sebagian berat
struktur itu, maka ia dinamakan jembatan kerangka. Jika dibandingkan
dengan jembatan alang, jembatan kerangka adalah lebih hemat dalam
penggunaan bahan. Kerangka bisa menahan beban yang lebih berat untuk
jarak yang lebih jauh menggunakan
elemen
yang lebih pendek daripada jambatan alang. Ada berbagai jenis cara
untuk membuat kerangka ini, namun begitu, semuanya menggunakan prinsip
penggiliran elemen tegangan dan tekanan. Sekiranya satu-satu elemen itu
telah diketahui - melalui analisis kejuruteraan - hanya akan mengalami
ketegangan tanpa tekanan atau kenduran, maka ia bisa dibuat dari batang
keluli yang lebih langsing. Bagian atas kerangka selalunya mengalami
tekanan, manakala bagian bawahnya mengalami tegangan.
Jembatan ini selalu dibuat dengan menggunakan dua kerangka yang
dihubungkan dengan elemen-elemen penjuru yang mendatar untuk membentuk
sebuah struktur berbentuk kotak. Jalan yang akan dilalui boleh terjadi
daripada sebagian elemen-elemen atas atau bawah, atau juga boleh
digantung di tengah-tengah. Jika jambatan itu harus menyeberangi jurang
yang sangat dalam, kerangka itu boleh diimbangi. Ini selalunya terjadi
jika tebing yang betul-betul bertentangan membuatkan kerja-kerja
pembuatan lebih sukar.
Jambatan kerangka boleh dibuat dari hampir semua bahan yang keras dan
kuat, termasuk batang kayu, keluli ataupun konkrit diperkuat. Konsep
kerangka ini juga digunakan dalam jembatan-jembatan yang lain ataupun
komponen-komponen jembatan seperti struktur geladak jambatan gantung.
Jembatan gerbang tertekan (Compression arch bridge)
Jembatan berbentuk ini adalah antara jambatan yang paling awal yang
dapat merintangi jarak yang jauh menggunakan batu bata ataupun konkrit.
Bahan-bahan ini boleh menerima tekanan yang tinggi tetapi tidak boleh
menahan tegangan yang kuat. Jambatan ini berbentuk pintu gerbang - maka
sebarang tekanan menegak akan turut menghasilkan tekanan mendatar di
puncak gerbang itu.
Di kebanyakan jembatan gerbang, jalan diletakkan di atas struktur
gerbang itu. Saluran air orang-orang Roma dahulu menggunakan kaedah
untuk menyusun beberapa jembatan gerbang - daripada jembatan panjang
kepada jembatan pendek apabila ketinggian ditambahkan - untuk mencapai
ketinggian sambil mengekalkan ketegaran struktur itu, dengan mengelakkan
pembinaan elemen menegak yang tinggi dan langsing. Jembatan gerbang ini
masih digunakan di terusan-terusan air dan jalan raya kerana ia
mempunyai bentuk yang menarik, terutamanya apabila ia menyeberangi air
kerana pantulan gerbang itu membentuk kesan
visual berbentuk bulatan dan bujur.
Kebanyakan jembatan gerbang tertekan
moden
dibuat daripada konkrit diperkuat. Untuk pembuatannya, pendukung
sementara bisa didirikan untuk mendukung bentuk jembatan itu. Apabila
konkrit telah mengeras, barulah pendukung sementara itu dibuang.
Salah satu variasi kepada jembatan jenis ini adalah apabila gerbang
jembatan itu naik lebih tinggi daripada jalan. Dalam kes ini, kabel
tembaga menghubungkan jalan dengan gerbang itu.
Jembatan gantung (Suspension bridge)
Jembatan gantung di atas sungai Bila, Pituriase, Sidenreng Rappang
Jembatan gantung adalah satu lagi jenis jembatan yang pertama, dan
masih lagi dibuat menggunakan bahan asli, seperti tali jerami di
setengah daerah di Amerika Selatan. Sudah semestinya jembatan ini
diperbarui secara berkala kerana bahan ini tidak tahan lama, dan di
sana, bahan-bahan ini dibuat oleh keluarga-keluarga sebagai sumbangan
masyarakat. Sejenis variasi yang lebih kekal, sesuai untuk pejalan kaki
dan kadang kala penunggang kuda boleh dibuat daripada tali biasa. Puak
Inca di Peru juga pernah menggunakan jembatan ini pada abad ke-16 untuk
jarak sejauh 60 meter. Bagi jembatan ini, laluan jalan akan mengikut
lengkungan menurun dan menaik kabel yang membawa beban. Tali tambahan
juga diletakkan pada paras yang lebih tinggi sebagai tempat berpegang.
Untuk berjalan di jembatan seperti ini, dengan cara berjalan seperti
meluncur, karena cara berjalan yang biasa akan menghasilkan gelombang
bergerak yang akan menyebabkan jembatan dan pejalan kaki bergoyang
atas-ke-bawah atau kiri-ke-kanan.
Jembatan gantung modern yang mampu membawa kendaraan menggunakan dua
menara menggantikan pokok. Kabel yang merentangi jembatan ini perlu
ditambat dengan kuat di kedua belah ujung jembatan, karena sebagian
besar beban di atas jembatan akan dipikul oleh tegangan di dalam kabel
utama ini. Sebagai jalannya dihubungkan ke kabel utama dengan
menggunakan jaringan kabel-kabel lain yang digantung menegak. Jembatan
seperti ini hanya cocok digunakan untuk jarak yang jauh, atau tidak
memungkinkan didirikan tiang penahan karena arus deras dan berbahaya.
Jembatan seperti ini juga selalu menjadi suatu pemandangan yang bagus.
jembatan ini tidak sesuai untuk digunakan oleh kereta api karena akan
melentur disebabkan oleh beban kereta.
Jembatan kabel-penahan (Cable-stayed R bridge)
Jembatan kabel-penahan adalah agak baru.ekaan jambatan ini
menggunakan beberapa kabel yang berasingan yang menghubungkan jalan
dengan menara. Kabel
2 pepenjuru ini diikat dengan tegang dan
lurus (tidak melentur kecuali disebabkan oleh berat sendiri) ke beberapa
tempat yang berlainan di sepanjang jalan. Kabel
2 itu boleh
diikat di tengah-tengah jalan (satu jaringan) atau di tepi jalan (dua
jaringan). Biasanya dua menara digunakan, dan kabel-kabel disusun dalam
bentuk
kipas.
Kelebihan jembatan ini dibanding jembatan gantung adalah tambatan
yang kukuh di ujung jembatan untuk menahan tarikan kabel tidak
diperlukan. Ini disebabkan oleh geladak jambatan itu senantiasa berada
di dalam keadaan tekanan. Ini menjadikan jambatan ini sebagai jambatan
pilihan di tempat
2 yang keadaan tanahnya kurang baik, asalkan menara-menaranya boleh dipasak dengan baik.
Antara contoh jambatan kabel penahan yang terkenal di Malaysia termasuklah
Jambatan Pulau Pinang,
Jembatan Kedua Muar dan
Jambatan Sungai Johor (yang bakal dibuka pada tahun 2010).
Jembatan penyangga (Cantilever bridge)
Jembatan penyangga biasanya digunakan untuk mengatasi masalah
pembuatan apabila keadaan tidak praktikal untuk menahan beban jembatan
dari bawah semasa pembuatan. Disebabkan ia agak keras/tidak mudah
bergoyang, ia sesuai digunakan untuk membawa landasan kereta api.
Walaupun dari segi seni bina penyangga selalunya mempunyai cuma satu
bagian, untuk jembatan biasanya dua bahagian (sepasang) yang serupa
dibuat.
Satu kelebihan jambatan ini ialah ia boleh dibina dengan cuma bekerja menggunakan
caisson
sementara – ini dilakukan dengan membuat kedua-dua bagian sekaligus
untuk memastikan keseimbangan jembatan itu. Kebanyakan jembatan
penyangga menggunakan sepasang struktur yang serupa, setiap satu dengan
satu menara dan dua penyangga yang terjulur keluar. Kemudian, apabila
siap, jembatan itu biasanya akan ditambat di ujungnya, untuk mengelakkan
penyangga tadi terjungkit, dan menghasilkan celah yang lebar di antara
kedua-dua penyangga tadi. Setelah itu, satu jalan yang telah siap dibina
awal-awal diangkat dan diletakkan di tengah-tengah jambatan itu
menggunakan kabel untuk meyambung kedua-dua bagian. Jika tidak, bagian
tengah jalan itu bisa dibuat ketika itu juga daripada bagian-bagiannya.
Prinsip penyangga ini biasa digunakan dalam pembuatan jembatan
gerbang tertekan. Dalam kebanyakan pembuatan jembatan jarak jauh moden,
menara dan kabel sementara digunakan untuk menahan bagian-bagian gerbang
yang dibuat secara bertingkat. Cara ini agak sama dengan cara pembuatan
jembatan kabel-penahan. Penggunaan menara sementara ini mengurangi
jumlah bahan yang diperlukan dan memudahkan perancangan.
Jembatan angkat (bascule bridge)
Jembatan bisa pindah
Jembatan gerak (
movable bridge) membolehkan benda-benda yang
tinggi seperti layar kapal melaluinya, ataupun ia boleh digunakan untuk
merentasi jarak yang tinggi atau jaraknya boleh berubah. Jembatan ini
biasanya boleh diputarkan ke atas (
drawbridge) atau ke tepi (
swing bridge). Bagi setengah jembatan pula, bagian tengahnya boleh diangkat menegak ke atas (
lift bridge). Ada juga jembatan yang digelar jembatan pengangkut (
transporter bridge), ia cuma digunakan di tempat-tempat yang tidak banyak kendaraan.
Untuk jembatan-jembatan yang kecil, pergerakan ini mungkin boleh dilakukan tanpa menggunakan
dinamo.
Setengah jembatan boleh dikawal oleh pengguna, terutamanya yang
mempunyai bot, sesetengah yang lain dikawal oleh pengawal jambatan,
kadang-kadang dari jauh dengan menggunakan
kamera video dan
pembesar suara. Selalunya terdapat
lampu isyarat untuk pengguna
2 jalan dan air, dan tambahan pengadang jalan untuk para pemandu.
Jembatan gerak yang lebih kecil yang dipanggil
jetway, juga digunakan di lapangan terbang, untuk memperbolehkan penumpang menaiki
kapal terbang yang berbagai
2 saiz dan jarak dari bangunan
terminal.