MODIFIKASI PERENCANAAN JEMBATAN MALANG SARI MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA BATANG STATIS TAK TENTU

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PS-1380 MODIFIKASI PERENCANAAN JEMBATAN MALANG SARI MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA BATANG STATIS TAK TENTU LINTANG PRIMA D. NRP Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Djoko Untung JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

2 TUGAS AKHIR PS-1380 MODIFIKASI PERENCANAAN JEMBATAN MALANG SARI MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA BATANG STATIS TAK TENTU LINTANG PRIMA D. NRP Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Djoko Untung JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

3 FINAL PROJECT PS-1380 DESIGN MODIFICATION OF MALANG SARI BRIDGE USING CONTINOUS TRUSS SYSTEM LINTANG PRIMA D. NRP Supervisor : Dr. Ir. Djoko Untung DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING Faculty of Civil Engineering and Planning Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2009

4 MODIFIKASI PERENCANAAN JEMBATAN MALANG SARI MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA BATANG STATIS TAK TENTU TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Bidang Studi Struktur Program Studi S-1 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Oleh : LINTANG PRIMA D. NRP Disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir : Dr.Ir. Djoko Untung SURABAYA, 28 JULI 2009

5 i MODIFIKASI PERENCANAAN JEMBATAN MALANG SARI MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA BATANG STATIS TAK TENTU Nama mahasiswa : Lintang Prima D. NRP : Jurusan : Teknik Sipil Dosen Pembimbing : Ir. Dr. Djoko Untung Abstrak Tugas akhir ini berisikan analisa perhitungan dari perencanaan jembatan rangka dengan desain lantai kendaraan berada di bawah. Perencanaan ini dimulai dengan penjelasan mengenai latar belakang pemilihan tipe jembatan, perumusan tujuan perencanaan hingga lingkup pembahasan, dan diikuti dengan dasar dasar perencanaan dimana analisa didasarkan pada peraturan BMS dan AISC LRFD. Dari data awal yang ada, jembatan didesain dengan mengambil bentang 120 m untuk Rangka Batang dan 15 meter untuk jembatan balok pratekan. Konstruksi statis tak tentu dicoba untuk diaplikasikan pada tugas akhir ini karena dengan bentang statis tak tentu dianggap lebih ekonomis dari bentang dua tumpuan karena momen yang terjadi pada bentang yang nantinya akan dijadikan beban titik pada rangka akan lebih kecil. Setelah itu dilakukan preliminary desain dengan menentukan dimensi dimensi jembatan menggunakan bahan baja. Tahap awal perencanaan adalah perhitungan lantai kendaraan dan trotoar. Kemudian dilakukan perencanaan gelagar memanjang dan melintang, sekaligus perhitungan shear connector. Memasuki tahap konstruksi pemikul utama, dilakukan perhitungan beban beban yang bekerja, kemudian dianalisa dengan menggunakan program SAP Setelah didapatkan gaya gaya dalam yang bekerja dilakukan perhitungan kontrol tegangan dan perhitungan sambungan. Bersamaan dilakukan

6 ii perhitungan konstruksi pemikul utama juga dilakukan perhitungan konstruksi sekunder yang meliputi ikatan angin atas, bawah, dan portal akhir. Kemudian memasuki tahap akhir dari perencanaan struktur atas dilakukan perhitungan dimensi perletakan. Setelah selesai analisa dari struktur atas jembatan, dilakukan analisa perencanaan struktur bawah jembatan (abutment). Dari data tanah yang ada, substructure jembatan tersebut menggunakan pondasi tiang pancang, Dari analisa data tanah yang ada, maka dipilih pondasi dalam karena lapisan tanah yang kompeten untuk menerima beban adalah di atas 10 m. Kata kunci : Jembatan Rangka, Baja,Statis tak Tentu, Abutment

7 iii DESIGN MODIFICATION OF MALANG SARI BRIDGE USING CONTINOUS TRUSS SYSTEM Name of Student : Lintang Prima D. NRP : Departement : Civil Engineering Supervisor : Ir.Dr. Djoko Untung. Abstract In this final Assigment comprise the calculation analysis from alternative of planning of Continous trusses bridge construct by design dance the vehicle of below. This planning is started with the clarification of concerning background of election of bridge type, formulation of planning target till solution scope, and followed of planning base where analysis relied on regulation BMS and AISC LRFD. From data of early existing, direct bridge is designed by taking to unfold 120 m and prestress bridge to unfold 15 m. Continous construction tried to applied in order to reduces weigh of structure because of reducing moment of structure. After it is conducted by preliminary design with determining bridge dimension use the steel substance. Early stage of planning is calculation dance the vehicle and pavement. Entering especial taker construction phase, done by of laboring burden calculation, then analysed by using program SAP After got reactions conducted calculation control the tension and extension calculation. At the same time conducted a especial taker construction calculation and also conducted calculation of construction sekunder covering wind tying for, wind tying of under, and end frame. Later to enter the phase of is end of upper structure planning, conducted by calculation of placement dimension. After finishing analysis from upper structure bridge, conducted by analysis of substructure planning (abutment). From existing land, the substructure bridge use the pilling foundation,.

8 iv From the ground data analysis is hence selected by the pilling foundation because geology which competence to accept the burden is above 10 m, is also seen from big of burden and energy support its land pursuant to method of Luciano de Court. After finishing dimension of abutment and restating, have been continued with the control of stability abutment Keyword : Trusses Bridge, Steel, Continous construction, Abutment.

9 v Assalamu alaikum Wr. Wb KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan segala kemudahan dan hidayah-nya sehingga penulis bisa menyelesaikan penulisan tugas akhir ini tanpa hambatan yang berarti. Pada kesempatan ini ijinkanlah penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya atas bimbingan dan dorongan tiada henti kepada : 1. Bapak Djoko Untung,Ir. Dr. sebagai dosen pembimbing yang dengan sabar membimbing dan meluangkan waktu serta sharing pengalamannya sebagai referensi dalam pengerjaan tugas akhir ini. 2. Bapak Hidayat Soegihardjo, Ir. MS. Dr. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, FTSP ITS Surabaya. 3. Bapak Soetoyo sebagai dosen wali yang selalu memberikan motivasi dan semangat selama menempuh pendidikan di Teknik Sipil ITS. Tulisan ini masih jauh dari sempurna, maka dari itu segala saran yang bersifat konstruktif sangat penulis harapkan demi tercapainya hasil yang terbaik bagi kita semua. Surabaya, juni 2009 Lintang prima D.

10 vi Halaman ini sengaja dikosongkan

11 vii LEMBAR PERSEMBAHAN Dalam kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan laporan tugas akhir ini sampai selesai, antara lain : 1. Kepada Allah SWT yang selalu memberikan jalan dan petunjuk-nya dalam menjalani hidup ini. 2. Nabi Muhammad SAW yang dengan ijin-nya telah mengubah dunia menjadi sangat indah melalui tuntunan ajaran Islam. 3. Keluargaku tercinta (papa, mama, mas serta adik - adikku) yang tiada henti memberikan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan studinya di ITS. 4. Kepada seluruh dosen dan karyawan Teknik Sipil FTSP- ITS. 5. Spesial thanks to Akh Sudarto yang tidak pernah lelah memotivasi dan membantu penulis selama kuliah di ITS. 6. Kepada teman2 yang pernah menjadi partnerku Uwi (as roommate), Memed ( as jembatanmate), Miftah, Nora, Sari, Ike (as partner di HMS maupun diberbagai kegiatan), ida (as betonmate), dan teman-teman satu kontrakan, lets do the best for get the best. 7. Kepada Seluruh teman-teman S47 yang membantu dan menemani penulis selama kuliah di jurusan Teknik Sipil ITS. 8. Kepada rekan-rekan fungsionaris HMS berbagai angkatan rek soft skill dan Hard skill kudu seimbang. 9. Kapada rekan-rekan Aktivis se-its dimanapun berada, keep fight. Masih banyak pihak yang penulis tidak bisa sebutkan satu per satu. Namun walau tidak disebutkan, penulis akan selalu mengingat peranan masing-masing pihak selamanya. Selain itu, banyak juga pihak yang mungkin merasa dirugikan baik sengaja

12 viii maupun tidak selama penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya. Tugas Akhir ini tentu tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan. Namun penulis telah berusaha semaksimal mungkin sesuai dengan kemampuannya. Oleh karena itu, penulis meminta maaf jika terdapat hal yang tidak sesuai dengan apa yang dikehendaki oleh pembaca. Bila ada yang kurang berkenan di hati, penulis meminta maaf. Penulis mengharapkan segala kritik dan saran yang bersifat membangun untuk penyempurnaan Tugas Akhir ini di masa yang akan datang. Surabaya, Juni 2009 Lintang Prima D

13 ix DAFTAR ISI ABSTRAK KATA PENGANTAR LEMBAR PERSEMBAHAN DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR i v vii ix xiii xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Maksud dan Tujuan Batasan Masalah 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum Definisi Keuntungan Jembatan Rangka Bagian bagian Jembatan Deck Gelagar 8 BAB III METODOLOGI 3.1 Diagram Alir Metodologi Pengumpulan Data Studi Literatur Pembebanan Beban Tetap Beban Lalu-Lintas Beban Lingkungan Sambungan Pengelasan Sambungan Baut 24

14 x BAB IV PERENCANAAN LANTAI KENDARAAN DAN TROTOAR 4.1 Perencanaan Lantai Kendaraan Pembebanan Penulangan Lantai Kendaraan Kekuatan Pelat Lantai Terhadap Geser Perencanaan Trotoar dan Sandaran Perhitungan Trotoar Perhitungan Sandaran 32 BAB V PERENCANAAN GELAGAR JEMBATAN 5.1 Perencanaan Gelagar Memanjang Pembebanan Kontrol Kekuatan Lentur Kontrol Lendutan Kontrol Geser Perencanaan Gelagar Melintang Pembebanan Menentukan Lebar Efektif Pelat Beton Cek Kriteria Penampang Menentukan Letak garis netral Perhitungan Momen Gaya Geser Kontrol Lendutan Perhitungan Shear Connector Kekuatan Stud Connector Jarak Pemasangan Shear Connector 56 BAB VI KONSTRUKSI PEMIKUL UTAMA 6.1 Umum Konstruksi Rangka Bentuk geometric Rangka Penampang Rangka Pembebanan 60

15 xi Beban Mati Beban Hidup Beban Angin Beban Gempa Desain Rangka dan Kontrol Stabilitas Rangka Batang Horisontal Atas Batang Horisontak Bawah Batang Diagonal Kontrol Lendutan 72 BAB VII KONSTRUKSI SEKUNDER 7.1 Ikatan Angin Atas Sambungan Ikatan Angin Bawah Sambungan Portal Akhir Balok Portal Akhir Kolom Portal Akhir 93 BAB VIII PERHITUNGAN SAMBUNGAN DAN PERLETAKAN 8.1 Sambungan Gelagar Melintang Gelagar Memanjang Sambungan Gelagar Melintang Batang Horizontal 106 Bawah 8.3 Sambungan Konstruksi Rangka Sambungan Batang Atas Sambungan Batang Bawah Sambungan Batang Diagonal Kontrol Pelat Simpul Perencanaan Perletakan 118 BAB IX STRUKTUR BAWAH JEMBATAN 9.1 Abutment Tepi ( arah Glenmore) Analisa Data tanah Ketentuan dan Data Perencanaan Pembebanan 128

16 xii Desain Abutmen Kontrol Stabilitas Abutmen Perhitungan tiang Pondasi Perencanaan Tulangan Pilar Tengah Analisa Data Tanah Desain Pilar Pembebanan Kontrol Stabilitas Pilar Penulangan Pilar 154 BAB XI PENUTUP 11.1 Kesimpulan 159 DAFTAR PUSTAKA 161 LAMPIRAN 163 GAMBAR PERENCANAAN

17 xiii DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Jumlah lajur lalu lintas rencana 16 Tabel 3.2 Koefisien seret Cw 21 Tabel 3.3 Kecepatan angin rencana Vw 17 Tabel 8.1 Muller-Breslau 118 Tabel 9.1 Nilai SPT B3 Terhadap Parameter Tanah 125 Tabel 9.2 Perhitungan berat abutment dan momen 135 Tabel 9.3 Nilai V, Mx, My Perletakan Tepi 141 Tabel 9.4 Daya dukung tanah BH-1 berdasarkan Luciano Decourt (Ø60 cm) 143 Tabel 9.5 Nilai SPT B4 Terhadap Parameter Tanah 151 Tabel 9.6 Berat Pilar Tengah dan Momen yang Terjadi 152 xiii

18 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Perbandingan Bidang Momen Balok Statis Tak Tentu dan Statis Tertentu 2 Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi 9 Gambar 3.2 Tambahan Beban Hidup 13 Gambar 3.3 Beban lajur D 14 Gambar 3.4 Beban truck 15 Gambar 3.5 Faktor beban dinamis untuk KEL 17 Gambar 3.6 Gaya rem 18 Gambar 3.7 Pembebanan untuk pejalan kaki 18 Gambar 3.8 Jenis las tumpul 22 Gambar 3.9 Pemakaian las sudut 23 Gambar 3.10 Kombinasi las baji pasak dengan las sudut 24 Gambar 3.11 Sambungan baut 24 Gambar 4.1 Lantai kendaraan 25 Gambar 4.2 Momen distribusi arah melintang 26 Gambar 4.3 Lintasan kritis 30 Gambar 4.4 Trotoar 31 Gambar 4.5 Dimensi sandaran 33 Gambar 5.1 Detail perencanaan gelagar 37 Gambar 5.2 Pembebanan akibat beban KEL 39 Gambar 5.3 Pembebanan akibat beban truck 40 Gambar 5.4 Penampang gelagar memanjang 41 Gambar 5.5 Garis pengaruh akibat beban hidup 43 Gambar 5.6 Pembebanan hidup gelagar melintang 45 Gambar 5.7 Pembebanan gelagar melintang 46 Gambar 5.8 Pembebanan akibat beban UDL & KEL 47 Gambar 5.9 Pembebanan akibat beban truck (kondisi a) 48 Gambar 5.10 Pembebanan akibat beban truck (kondisi b) 48 Gambar 5.11 Garis netral 51 Gambar 5.12 Beban merata geser sebelum komposit 53 Gambar 5.13 Beban merata geser setelah komposit 53 Gambar 5.14 Gaya geser akibat UDL + KEL tak simetris 54 Gambar 5.15 Stud Connector 56 Gambar 5.16 Pemasangan shear connector 57 xi

19 Gambar 6.1 Bentuk Rangka 59 Gambar 6.2 Penampang Rangka 59 Gambar 6.3 Pembebanan akibat beban P (mati) 61 Gambar 6.4 Pembebanan Akibat UDL 62 Gambar 6.5 Pembebanan Akibat D 63 Gambar 6.6 Pembebanan akibat beban P (Hidup) 64 Gambar 6.7 Beban Angin Pada konstruksi 65 Gambar 7.1 Ikatan angin atas 75 Gambar 7.2 Sambungan ikatan angin atas 80 Gambar 7.3 Titik simpul 1 80 Gambar 7.4 Titik simpul 2 83 Gambar 7.5 Ikatan angin bawah 85 Gambar 7.6 Potongan I I 85 Gambar 7.7 Portal akhir 89 Gambar 7.8 Bidang N dan bidang D pada portal akhir 90 Gambar 7.9 Sambungan balok ke busur 98 Gambar 8.1 Sambungan gelagar melintang memanjang 106 Gambar 8.2 Penampang rangka 109 Gambar 8.3 Gaya yang terjadi pada palat simpul 115 Gambar 8.4 Detail sambungan pada pelat Simpul 115 Gambar 8.5 Perletakan tengah (sendi) 122 Gambar 8.6 Perletakan tepi (Rol) 123 Gambar 9.1 Letak Abutment 126 Gambar 9.2 Pembebanan akibat beban UDL & KEL 129 Gambar 9.3 Bentuk abutment 131 Gambar 9.4 Struktur bangunan bawah dan timbunan 134 Gambar 9.5 Tekanan tanah Aktif 137 Gambar 9.6 Konfigurasi tiang group 140 Gambar 9.7 potangan Gambar 9.8 Analisa tulangan dinding Abutmen 147 Gambar 9.9 Pembebanan pada pile cap 148 Gambar 9.10 Struktur Pilar jembatan 152 Gambar 9.11 Potongan 1-1(pilar) 154 Gambar 9.12 Analisa tulangan pilar 155 xii

20 xiii