BAB V PERANCANGAN STRUKTUR JEMBATAN

Transkripsi

1 V - 1 BAB V PERANCANGAN STRUKTUR JEMBATAN 5.1. ALTERNATIF PEMILIHAN JENIS STRUKTUR Struktur atas jembatan Jembatan Tanggi direncanakan dengan bentang 30,80 meter. Hal ini akan memberikan beberapa alternatif pemilihan jenis jembatan yang akan direncanakan untuk mengganti jembatan lama. Adapun alternatif bahan tersebut dengan mempertimbangkan segi biaya dan waktu adalah sebagai berikut : Tabel 5.1. Jenis Tipe Jembatan No Type jembatan Bentang ( m ) 1 Jembatan Komposit I Gelagar baja + plat beton Jembatan beton bertulang Gelagar beton ( konv ) balok T 3 Jembatan beton bertulang Gelagar beton ( konv ) box Jembatan gelagar prategang I Jembatan gelagar pratekan T terbalik Jembatan gelagar pratekan T Jembatan gelagar pratekan V Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP Tabel 5.. Alternatif Struktur Bangunan Atas No Tipe Sruktur Atas Jembatan Bentang ( m ) 1 Rangka lantai bawah dengan papan kayu 0 50 Rangka lantai atas dengan papan kayu Gelagar baja dengan lantai papan kayu Gelagar baja dengan lantai baja Gelagar baja dengan lantai beton komposit Gelagar beton T Gelagar beton boks Gelagar I dengan lantai komposit Gelagar T pasca penegangan Gelagar boks pasca penegangan dengan lantai komposit Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP

2 V - Dari beberapa altenatif tersebut diatas, jembatan Tanggi menggunakan tipe jembatan dengan struktur atas berupa gelagar prategang I dengan lantai komposit bentang sederhana. Jembatan tipe ini dipilih karena proses dapat dikerjakan dipabrik atau dilokasi pekerjaan dengan menggunakan beton ready mix sehingga mutunya terjamin ( seragam ). Selain itu, jembatan tipe ini mudah dalam pelaksanaan dan biaya pemeliharaan lebih rendah Struktur Bawah Jembatan Pangkal Jembatan ( Abutment ) Jenis abutment yang dipilih dilihat dari tinggi badan abutment tersebut. Bentuk alternatif abutment tertera seperti dibawah ini : Tabel 5.3. Jenis Abutment Jembatan Jenis Abutment Tinggi ( meter ) Pangkal Tembok Penahan kantilever 0-8 Pangkal Tembok Penahan Gravitasi 3 4 Pangkal Tembok Penahan Kontrafort 6-0 Pangkal Kolom Spill Through 0 0 Pangkal Balok Cap Tiang Sederhana 0 0 Pangkal Tanah Bertulang 5-15 Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP Dari beberapa alternatif tersebut diatas dipilih tipe abutment tembok penahan kontrafort dengan bahan beton. Abutmen tipe ini dipilih karena kemampuan abutment menahan beban, kekuatan bahan abutment dan pelaksanaannya mudah. Pondasi Penentuan jenis pondasi dilihat dari kedalaman lapisan tanah pendukung. Bentuk alternatif pondasi tertera pada tabel dibawah ini : Tabel 5.4. Jenis jenis pondasi Jenis Pondasi Pondasi langsung Pondasi sumuran Pondasi tiang beton Pondasi tiang baja Kedalaman Lap. Pendukung 0 3 m 3 15 m m 7 - ~ m Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP Pada analisa penyelidikan tanah didapat kedalaman lapisan tanah pendukung ( tanah keras ) adalah 3 3,6 m Dari berbagai alternatif jenis pondasi tersebut diatas, dipilih jenis pondasi sumuran.

3 V PERANCANGAN STRUKTUR Data - Data Perancangan 1. Nama Jembatan : Jembatan Tanggi. Lokasi Jembatan : Ruas Jalan Salatiga Boyolali KM SMG atau Sta Jenis Jembatan : Lalu Lintas Atas 4. Status Jalan : Jalan Arteri Primer Kelas 1 5. Konstruksi Jembatan : Jembatan Prategang I dengan Lantai Komposit 6. Data Konstruksi Jembatan : Bentang Jembatan : 30,80 m (tanpa pilar) Lebar Jembatan : 9,00 m ( lajur) Lebar Jalur : 3,5 m Lebar Bahu Jalan : 1,00 m 7. Bangunan bawah : abutment tembok penahan kontrafort 8. Tipe pondasi : pondasi sumuran 5... Spesifikasi bahan untuk struktur a. Beton Struktur utama dalam perencanaan ini hampir seluruhnya menggunakan konstruksi dari beton bertulang. Mutu beton yang digunakan dalam perencanaan konstruksi jembatan dapat dilihat dibawah ini : a. Gelagar Prategang K 500 b. Plat lantai, plat injak dan diafragma K 350 c. Deck slab, cincin pondasi, wingwall, sandaran K 5 d. Abutment K 50 b. Baja Tulangan Tulangan yang digunakan dalam perencanaan ini adalah tulangan yang ada dipasaran dengan alasan mudah didapat dan umum bagi pelaksana dilapangan. Mutu baja yang digunakan : a. Kuat tarik ulur baja prestress kg/cm b. Baja tulangan D > 13 mm menggunakan U 39 c. Baja tulangan D < 13 mm menggunakan U 4 d. Mutu baja railing mengikuti SK-SNI yang ada atau Standard ASTM c. Balok Prategang Balok prategang yang digunakan dipesan dari PT.Wijaya Karya dengan dimensi yang sudah ada dengan tinggi balok 170 cm dan panjang 30,80 m. Adapun untuk spesifikasi dimensi yang sudah ada adalah sebagai berikut :

4 V - 4 Gambar 5.1. Dimensi Balok Girder d. Kabel Prategang ( Tendon ) Kabel prategang yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut: Diameter nominal ½ Tegangan ultimate minimum ( fpu ) 190 kg / mm Tegangan leleh minimum ( fpy ) 160 kg / mm Nominal section Ap 98,71 kg / mm Kabel tendon yang digunakan Seven Wire Strand e. Elastomer Dimensi elastomer yang digunakan dalam perencanaan ini dapat didimensi sendiri, kemudian dipesankan lepada pihak suplier. Dimensi rencana yang digunakan dalam perhitungan adalah (40 x 45 x 45) cm. f. Pipa Baja Pipa baja digunakan dalam sandaran. Dipasang pada jarak tepi 150 cm dan jarak tengah setiap 00 cm. Diameter pipa yang digunakan Ø 7,63 cm PERHITUNGAN STRUKTUR Perhitungan Pembebanan Berdasarkan buku Panduan Perencanaan Teknik Jembatan Bridge Manajemen System tahun 199 data pembebanan terdiri dari : 1) Beban berat sendiri (beban mati) ) Beban mati tambahan 3) Beban kendaraan rencana (beban truk T ) 4) Beban lajur D dan beban garis KEL 5) Gaya rem

5 V - 5 6) Beban pejalan kaki 7) Beban angin 1) Beban mati Berat jenis bahan untuk batas ultimate (ULS) dalam perhitungan konstruksi sebesar : Beton bertulang 5 *1,3 kn/m 3 3,5 T/m 3 Beton aspal *1,0 kn/m 3 (BMS-199 vol. 1, hal -15), T/m 3 Beton prategang 6*1, kn/m 3 (BMS-199 vol. 1, hal -15) 3,1 T/m 3 Beton konvensional 5*1, kn/m 3 (BMS-199 vol. 1, hal -15) 3,0 T/m 3 ) Beban kendaraan rencana (beban truk T ) Untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau sistem lantai kendaraan jembatan harus digunakan beban T, yaitu beban yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton. 3) Beban lajur D dan beban garis KEL Beban D Untuk bentang 30,8 meter, menurut BMS-199 hal - perhitungannya menggunakan rumus : q 15 8,0. (0,5+ ) kpa L 15 8,0. (0,5+ ) kpa ,896 kpa 0,79 T/m Karena jembatan termasuk kelas I (BM 100) maka pembebanannya menjadi: q 1 x T/m Menurut BMS 199 hal -4, untuk jembatan dengan lebar lantai >5,5 m beban D didistribusikan seperti gambar dibawah ini :

6 V - 6 q 0,5 q 0,5 q 0,5 m 5,5 m 0,5 m b Gambar 5.. Distribusi Beban D Ket. : beban D seluruhnya (100 %) dibebankan pada lebar jalur 5,5 m, sedangkan selebihnya dibebani 50 % D. Pada Jembatan Tanggi, balok prategang yang digunakan sebanyak 5 buah, tentunya dalam perencanaan digunakan balok yang pembebanannya paling berat yaitu balok tengah, maka beban D yang digunakan akan sebesar 0,79 T/m karena dalam wilayah balok tersebut persebaran beban D masih 100%. Beban KEL Menurut BMS 199 hal -, beban garis KEL sebesar p KN/m, ditempatkan dalam kedudukan sembarang sepanjang jembatan dan tegak lurus pada arah lalu lintas. q P 44 kn/m 4,4 T/m Pada beban KEL terdapat faktor beban Dinamik (DLA) yang mempengaruhi, maka besarnya DLA jembatan Tanggi : BM 100 q P 100%. 4,4 4.4 T/m L 90 m DLA 30 % L 50 m DLA 40 % L 30,8 m DLA 40 % Dengan DLA 40 % maka q P (100% + 40%). 4,4 6,16 T/m P 6,16. 1,85 11,396 T 4) Gaya rem Pengaruh rem dan percepatan lalu lintas harus dipertimbangkan sebagai gaya memanjang. Gaya ini tidak tergantung pada lebar jembatan, tetapi gaya ini tergantung pada panjang struktur yang tertahan atau bentang jembatan. Berdasar Tabel.0., besarnya gaya rem untuk bentang 30,80 m : Gaya Rem bentang < 80 m 50 KN Gaya Rem bentang > 100 m 300 KN Gaya Rem Balok Tanggi 50 kn 5 T

7 V - 7 5) Beban angin Berdasarkan BMS 199 hal -44, karena Jembatan Tanggi didaerah jauh dari pantai ( > 5 km ), maka rencana kecepatan angin yang digunakan sebesar 5 m/dt sedang C w yang digunakan sebesar : 7,0 +,0 b/d jembatan Tanggi 1,6 + 0,07 + 0,0 + 0,5 + 0,05 + 0,95 3,5 C w untuk b/d adalah 1,5 C w untuk b/d 6 adalah 1,5 ( 1,5 1,5 ) ( 6 3,5 ) C w untuk b/d 3,5 adalah 1,5 + ( 6 ) 1,655 Dianggap ada angin yang lewat bekerja merata di seluruh permukaan struktur atas jembatan, maka T ew (beban angin) yang digunakan sebesar: T ew 0,0006 C w (V w ) A b kn...bms 199 hal -43 0, , (3,1) 1,94 kn/m 194 Kg/m, Beban angin per m : T ew 0,0006 C w (V w ) kn 0, , ,61 kn/m 0,061 T/m Perhitungan Struktur Atas Sandaran Pipa Sandaran Gambar Detail Dimensi Sandaran

8 V - 8 Spesifikasi teknis : Muatan Horizontal 100 kg/m Jarak tiang sandaran 00 cm Tinggi tiang sandaran 50 cm Dimensi tiang sandaran pipa baja galvanis Ø 76,3 mm BJ-37 ( σ ijin 1600 kg/cm ) Dari tabel baja diperoleh : T,4 mm G 4,73 kg/m W 9,98 cm 3 Pembebanan : Beban Vertikal Beban mati 4,73 kg/m ( berat pipa ) Beban hidup 100 kg/m qvertikal ( qv ) ( 1, x 4,73 ) + ( 1,6 x 100 ) 165,68 kg/m Beban Horizontal 100 kg/m R cm Gambar Resultan gaya pada pipa sandaran H Perhitungan : R ( qv + H ) R (165, ) 193,5 kg/m Cek kekuatan pipa : M max 1/8 x R x L 1/8 x 193,5 x 9676 kg.m Tegangan yang terjadi : M 9676 σ 969,54 kg/cm W 9, kg/cm...aman!!! Tiang Sandaran

9 V - 9 Tiang sandaran diasumsikan sebagai struktur jembatan yang diperhitungkan mampu menahan beban horisontal sebesar 100 kg dan mampu menahan railling sandaran. Data perhitungan : f c,5 Mpa fy 30 Mpa b 15 cm h 0 cm p 4 cm Ø Tulangan 1 mm Ø Begel 8 mm Jarak tiang sandaran m Perhitungan tulangan utama : d h p 0,5 Ø Tulangan - Ø Begel , mm Mu P. L. H (1,0 + 0,5-0,1) 30 kgm,3 knm Mn Mu ϕ ; φ 0,8 (Faktor reduksi untuk menahan momen lentur), 3,875 KNm 0, kgcm RI 0,85*f c 0,85*5 191,5 M u RI. b. d. F(1 - F ) kg cm K F (1 - F ) K Mn ( b * d * RI) *14,6 *191,5 0,047 F 1-1 K 1-1 * 0,047 0,048 Fmax 1* 450 ( fy) β 0,85*450/(600+30)

10 V - 10 Fmin 0, RI 191, 5 0,073 F maka diambil Fmin 0,073 As F * b * d * RI fy 0,073*150*146*1,915/3 95,80 mm Dipakai tulangan utama Ø1 dengan As 6 mm Checking : As tulangan yang dipakai adalah 6 mm Kontrol Rasio Penulangan ρ max β 1[450/(600+fy)]*(RI/fy) 0,85[450/(600+30)]*(19,15/30) 0, , 4 ρ min fy 1, , ρ As terpasang / (b*d) 6 / (150*146) ρ max > ρ > ρ min 0, > > 0, OK!!! Perhitungan tulangan geser : V 100 kg V 100 Vu ϕ 0, kg 1670 N Vc 0, * λ * f ' c * b * d 0,*1* 5 *150 * N > Vu 1670 N ; Maka tidak perlu tulangan geser Dipakai sengkang praktis Ø 8 00

11 V Pelat Lantai Kendaraan Gambar 5.5. Skema Pelat Lantai Kendaraan Spesifikasi teknis : Tebal lantai 0 cm Tebal perkerasan 5 cm Panjang plat beton 7,4 m Mutu beton ( fc ) 35 Mpa Mutu baja ( fy ) 80 Mpa Jarak antar girder 1,85 m Bentang 30,8 m Perhitungan koefisien momen maksimum diambil dari Tabel GTBPP hal.4 : M lap 1/11 ql M tump 1/10 ql Pembebanan : Beban Tetap ( mati ) Beban tetap per 1 m adalah sebagai berikut : Berat sendiri plat 0, x 1 x kg/m Berat pavement 0,05 x 1 x kg/m Berat air hujan 0,10 x 1 x kg/m Jumlah qd 715 kg/m qu 1, x qd 1, x kg/m 8,58 kn/m M lap M tump 1/11 x 8,58 x 1,85,67 knm 1/10 x 8,85 x 1,85 3,03 knm

12 V - 1 Beban Muatan ( T ) Untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau sistem lantai kendaraan jembatan harus digunakan beban T, yaitu beban yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton. Gambar 5.6. Gambar kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton. Gambar 5.7. Penyebaran beban satu roda Tinjauan keadaan beban satu roda : ly lx 1850 Gambar 5.8. Tinjauan pembebanan terhadap beban satu roda b x 50 + ( x 15 ) 80 cm

13 V - 13 b y L x 30 + ( x 15 ) 60 cm 1,85 m L y 30,80 m ( diafragma tidak mendukung lantai ) Jembatan Kelas I 100 % Muatan Bina Marga T 10 ton 100 kn Beban yang diterima plat : q T / 0,6 100 / 0,6 166,67 kn/m Faktor pembebanan : qu 1,6 q 1,6 x 166,67 66,67 kn/m Reaksi tumpuan : Ra x 0.8 x ( ) kn Momen maximum yang terjadi di tengah bentang : Mo Ra x ( ½ Lx ) ½ qu x ( ½ bx ) 106,67 x 0,95 133,34 x ( 0,4 ) 77,34 knm Gambar 5.9. Penyebaran beban dua roda

14 V - 14 Tinjauan keadaan beban dua roda : Ly Lx 1850 Gambar Tinjauan pembebanan terhadap beban dua roda L x 1,85 m L y 30,80 m ( diafragma tidak mendukung lantai ) Jembatan Kelas I 100 % Muatan Bina Marga Ra 0,80 x 66,67 13,34 kn Mo ( 0,95 x Ra ) - ( 0,80 qu ) x ( 0,80/ + 10 ) ( 0,95 x 13,34 ) - ( 0,80 x 66,67 ) x ( 0, ) 66,46 knm Gambar Tampak atas penyebaran beban roda Koefisien tumpuan r /3 ( tumpuan jepit bebas ) Lebar kerja plat ( Sa ) beban sendiri di tengah 3 x r x Lx 3 x ( /3 ) x 1,85 4,165 m < L y 30,80 m Maka Sa ( ¾ ) a + ( ¾ ) r L x ( ¾ ) ( 0,80 ) + ( ¾ ) ( /3 ) ( 1,85 ) 1,55 m 15,5 cm

15 V - 15 Lebar kerja plat beban tidak berdiri di tengah L y > r L x Maka Sa ( ¾ ) a + ( ¼ ) r L x ( ¾ ) ( 0,80 ) + ( ¼ ) ( /3 ) ( 1,85 ) 0,90 m 90 cm Sb a Sb 80 cm Maka lebar kerja manfaat plat yang menentukan Sa 90 cm Sb 80 cm Momen : Gambar 5.1. Distribusi momen pada plat Dari perhitungan momen ( Mo ), ternyata Mo maximum pada saat satu roda ditengah bentang L x MLx 3Mo/ 4Sa 3 x 77,34 / 4 x 0,90 64,45 knm MTx Mo/ 3Sb x 77,34 / 3 x 0,80 64,45 knm Ly / Lx 3 MLy 40,88 knm Momen total MLx MLx 1 + MLx, ,45 67,1 knm MTx MTx 1 + MTx 3, ,45 67,48 knm MLy 40,88 knm

16 V - 16 Penulangan : Penulangan ( arah x lapangan ) Gambar Tinggi efektif penulangan plat arah x lapangan dx / 15 mm Mn MLx ,9 knm RI 0,85 fc 0,85 x 35 9,75 Mpa Fmax β fy x Fmin 0, RI ,047 K Mn bd RI 83.9 *10 1 0,1 3 [ 0.15] F 1-1 K 0,10 Maka : Fmin < F < Fmax As F b d x RI / Fy 0,1 x 1000 x 15 x ( 9,75/80 )

17 V mm Digunakan D ( As 011 mm ) Kontrol kapasitas penampang : As 011 mm F As * fy b * d * RI 011* *15 * ,15 Maka : Fmin < F < Fmax 0,047 < 0,15 < 0, OK!!!! Kontrol rasio penulangan : As 011 mm ρ As b * d 0,013 Maka : ρ min < ρ < ρ max 0,005 < 0,013 < 0,04... OK!!!! Penulangan ( arah x tumpuan ) Mu MTx , ,35 knm d / 15 mm K Mn bd RI 84,35 *10 1 0,10 3 [ 0.15] F 1-1 K 0,10

18 V - 18 Maka : Fmin < F < Fmax F 0,10 As F b d x RI / Fy 0,1 x 1000 x 15 x ( 9,75/80 ) 1938 mm Digunakan D ( As 011 mm ) Kontrol kapasitas penampang : As 011 mm F As * fy b * d * RI 011* *15 * ,15 Maka : Fmin < F < Fmax 0,047 < 0,15 < 0, OK!!!! Kontrol rasio penulangan : As 011 mm ρ As b * d 0,013 Maka : ρ min < ρ < ρ max 0,005 < 0,013 < 0,04... OK!!!! Penulangan ( Arah y Lapangan ) Mly 40,88 knm Mn MLy ,1 knm dy / 136 mm K Mn bd RI

19 V *10 1 0,09 3 [ 0.136] F 1-1 K 0,096 Maka : Fmin < F < Fmax F 0,096 As F b d x RI / Fy 0,096 x 1000 x 136 x ( 9,75/80 ) 1387, mm Digunakan D ( As 011 mm ) Kontrol kapasitas penampang : As 011 mm F As * fy b * d * RI 011* *136 * ,139 Maka : Fmin < F < Fmax 0,047 < 0,139 < 0, OK!!!! Kontrol rasio penulangan : As 011 mm ρ As b * d 0,015 Maka : ρ min < ρ < ρ max 0,005 < 0,015 < 0,04... OK!!!!

20 V - 0 D D Gambar Sketsa Penulangan pada plat Lantai Kendaraan Beton Prategang Spesifikasi Teknis : Lebar Jembatan 9 meter Panjang Jembatan 30,80 meter Jarak Antar Gelagar 1,85 meter Kelas Jalan 1 Mutu Beton Balok Girder ( f c ) K-500 ( 50 Mpa ) Mutu Beton Plat Lantai ( f c ) K-350 ( 35 Mpa ) Tegangan Ijin : f c 50 Mpa f ci 0,9 x Mpa a. Tegangan Awal fci 0,6 x f ci 0,6 x 45 7 Mpa fti 0,5 f ' ci 0,5 45 3,35 Mpa b. Tegangan Akhir fci 0,45 x f c 0,45 x 50,5 Mpa fti 0,5 f ' c 0,5 50 3,54 Mpa

21 V - 1 Dalam perencanaan ini digunakan tanda positif untuk tegangan tekan (+) dan tanda negatif untuk tegangan tarik (-) Analisa Penampang Balok : 1. Sebelum Komposit Gambar Gambar Potongan Melintang Balok Girder 30,8 m Tabel 5.5. Analisa Penampang Balok Prategang No Ruas Luas Ruas (A) cm² Jarak titik B ke titik berat Ruas (cm) Statis Momen I II III IV V Jumlah Titik Berat Balok : Y B ,8 4773,75 71,138 cm Y a ,138 88,86 cm

22 V - No Ruas Tabel 5.6. Momem Inersia ( I X ) Prategang Perhitungan Momen Inersia ( I x +A x *y ) I X (cm 4 ) I 1/1*55*1, ,5*(153,75-71,138) II {1/36*18,5*7, ,75*(145-71,138) } III 1/1*18* *(85-71,138) IV {1/36*35,5* *(71,138-5,833) } V 1/1*55*1, ,5*(71,138-11,5) Σ I X (cm 4 ) W a I Y X a cm 3 88,86 W b I Y X b cm 3 71,138 Penentuan Batas inti Balok Prategang : K A K B , ,75* 71, , ,75*88,86 46,674 cm 37,365 cm. Sesudah Komposit Bmax Beff Plat Lantai 0 cm 7 cm Balok Pratekan Deck Slab 170 cm Gambar Komposit Balok Prategang

23 V - 3 Luas Plat Ekivalen Lebar efektif balok komposit : b e ¼ x L ¼ x cm b e b + 16 t 55 + ( 16 x 0 ) 375 cm b e jarak antar balok 185 cm Dipilih b e terkecil 185 cm Mutu Beton Girder ( f c ) K-500 ( 50 Mpa ) Mutu Beton Plat Lantai ( f c ) K-350 ( 35 Mpa ) Mutu Beton ekivalen ( n ) : n ,5 1,5 x0,043x x0,043x Lebar plat efektif ( bef ) : ,83 b ef n x b e 0,83 x ,55 cm Luas plat efektif ( A plat ) : A plat 0 x 153, cm Jarak plat keatas ( y plat ) : y plat h + t/ / 180 cm Luas Balok Komposit : A c 4770, ,05 cm Statis Momen : S x s x + ( Ac x y plat ) (7841,05 x 170 ) 76363,77 cm 3 Jarak dari serat atas : Y b S c A' 76363, ,05 107,9 cm Jarak dari serat bawah : Y a (170+0 ) - 107,9 7,1 cm Momen Inersia (I X ) I X I X + A c ( y b -y b ) + I plat + A plat (y b -y plat )

24 V ,05(107,9-71,138 ) + (1/1 x 153,55 x 0 3 ) ( 107,9 170 ) ,6 cm 4 Momen lawan bagian atas komposit : ,6 W a cm 3 7,1 Momen lawan bagian bawah komposit : W b ,6 107, cm 3 Penentuan Batas inti Balok Prategang : K b K a ,6 7,1x78401, ,6 107,9x78401,05 107,9 31,94 Perbandingan modulus penampang balok dengan komposit : (Ix : Y b) m b ( I x ': Y b ') 0,89 (Ix :Y a ) m a ( I x ': Y a ') 0,476 Uraian Balok Precast Balok Composite Tabel 5.7 Resume Analisa Penampang A (cm ) y a y b I x W a W b (cm) (cm) (cm 4 ) (cm 3 ) (cm 3 ) 4773,75 88,86 71, ,1 107, Pembebanan Balok Prategang : 1. Beban Mati Berat sendiri balok prategang ( q 1 ) : q 1 Ac x γ beton pratekan ULS 0,4774 m x 3.1 t/m 3 1,489 t/m Berat plat lantai ( q ) q A plat x γ beton bertulang ULS 0,m x 1,85m x 3,5 t/m 3 1,03 t/m Berat Pavement ( q 3 ) :

25 V - 5 q 3 A x γ beton aspal ULS 0,05m x 1,85m x, t/m 3 0,04 t/m Berat diafragma ( P ) : P V diafragma x γ beton bertulang ULS 0,5 m x 1,67 m x 1,075 m x 3,5 t/m 3 1,459 t Total beban q q 1 + q + q 3 1,489 t/m +1,03 t/m + 0,04 t/m,896 t/m Total beban P 1,459 t P diafragma 0,4 m 6,00 m 6,00 m 6,00 m 6,00 m 6,00 m 0,4 m m Direncanakan dipasang 6 buah difragma dengan jarak antar diafragma 6,00m P 6 x 1,459 8,75 Ton Reaksi Perletakan : V A V B (,896*30,8+8,75)*0.5 50,148 T Momen Maximum : 1 M m ( X,896 x 30,8 1 ) + ( x 8,75 x 30,8 ) ,545 tonm. Beban Hidup q 0,79 T/m x 1,85 1,4615 T/m P 11,396 T P q 0,4 m 15,4 m 30,8 m 15,4 m 0,4 m

26 V - 6 V A ( 1,4615 x 30,8 + 11,396 ) x 0.5 8,051 T M h ( 8 1 x 1,4615 x 30,8 ) + ( 4 1 x 11,396 x 30,8 ) 61,05 tonm Momen Total : M T M m + M h 430, ,05 691,595 tonm M P momen pada prategang akibat berat sendiri balok, plat dan balok diafragma sebelum komposit berfungsi (tanpa beban aspal dan beban hidup). ( 8 1 (1, ,03) 30,8 ) + ( 4 1 x 8,75 x 30,8) 346,78 tonm Mc Momen penampang komposit M T - M P 691, ,78 345,317 tonm Perhitungan Gaya Prategang : Spesifikasi beton prategang ( K-500 ) f c f c i tegangan umur 8 hari 50 Mpa tegangan beton saat transfer (umur 14 hari) 0,9 x 50 Mpa 45 Mpa Kondisi awal (setelah transfer tegangan, sebelum kehilangan tegangan) f ti f ci - 3,35 Mpa 7 Mpa KondIisi Akhir (pada saat beban mulai bekerja) f t f c - 3,54 Mpa,5 Mpa 1. Perkiraan Awal Gaya Prategang F M T 0,65h 691, ,6 664,995 ton Kehilangan tegangan rata-rata untuk sistem post tensioning adalah 0% F O F 664,995 0,8 0, 8 831,44 ton

27 V - 7. Mencari letak eksentrisitas (CGS) e 1 fti I Y F A O X 33, ,408 88,86 831,44 7,189 cm e M G 831,44 F O 176,56 MG 1/8 x1,489 x 30,80 176,56 tm 0,1 m 1 cm e e 1 + e + K b 7, ,365 65,554 cm < Y b 71,138 cm Diambil eksentrisitas tendon (CGS), e 66 cm 3. Perhitungan gaya prategang yang dibutuhkan Gaya prategang efektif : M P + ( mb M C ) 346,78 + (0,89 345,317 ) F e + K A 0,66 + 0, ,089 ton Gaya prategang awal : 580,089 F O 75,11 ton 0,8 4. Kontrol Tegangan yang Terjadi Akibat gaya prategang awal : F CGC CGS F e 66 cm F0 e f bottom + (1 + ) A K A 75, (1 + ) 0,366 t/cm 4773,75 46,674 FO e F top + (1 ) A K B 75, (1 ) - 0,116 t/cm 4773,75 37,365 Akibat gaya prategang efektif : F CGC CGS F e 66 cm

28 V - 8 f bottom + F e (1 + ) A K A 580, (1 + ) 0,93 t/cm 4773,75 46,674 F e F top + (1 ) A K B 580, (1 ) t/cm 4773, Akibat berat sendiri balok prategang : q M G f bottom - - A K A - 0,079 t/cm M G f top + + A K B 0,104 t/cm Akibat muatan total ,75 46, , q MT f bottom - - A K A t/cm 69159,5 4773,75 46,674 MT 69159,5 f top + + A KB 4773, t/cm Kombinasi tegangan : Keadaan awal (Gaya prategang awal + berat sendiri balok prategang) Serat atas (ft) - 0, ,104-0,01 t/cm 1, Mpa < - 3,35 Mpa...(ok)

29 V - 9 Serat bawah (fb) ,079 0,67t/cm 6,7 Mpa < 7 Mpa...(ok) Akibat gaya prategang efektif (Gaya prategang efektif + muatan total ) Serat atas ,137 t/cm 1,37 Mpa <.54 Mpa...(ok) Serat bawah 0, ,0174 t/cm -1,74 Mpa < -3,54 Mpa...(ok) Perhitungan Kabel Prategang ( Tendon ) 1. Ukuran tendon Digunakan untaian kawat/strand seven wire strand dengan diameter setiap strand 0,5. Luas tiap strand 19,016 mm, jumlah strand 7. Luas tampang 903,116 mm 9,031 cm Tegangan batas fpu kg/cm 19 ton/cm. Gaya pra-penegangan terhadap beban Fpu fpu x luas tampang 19 x 9, ,59 ton Tegangan baja prategang, tegangan ijin menurut ACI : Tegangan saat transfer : Tat 0,8 Tpu Tegangan saat beton bekerja : Tap 0,7 Tpu Jumlah tendon yang dibutuhkan : F O 75,11 t/cm n F O 0,7 Fpu 4 buah 75,11 4,0 0,7 171,59. Perhitungan daerah aman tendon Untuk daerah aman tendon ditinjau terhadap tiga kondisi : 1. Kondisi saat transfer dan gaya prategang awal Peninjauan dilakukan setiap interval 385 cm

30 V - 30 a 1 M G F 0 Keterangan : M G 0.5 q L x 0.5 q x q 1,489 t/m a 1 Jarak titik berat tendon dibawah kern atas ( kt ) F O 75,11 t/cm Tabel 5.8. Perencanaan daerah aman tendon saat tranfer tegangan Titik Tinjau Jarak Langsung (m) Momen (Mg) knm Jarak (a1) (cm) Batas Bawah (BB) x x x x x Kondisi saat beton bekerja penuh M T F a Keterangan : a Jarak titik berat tendon dibawah batas bawah kern ( kb ) F 580,089 t/cm M T M G + M setelah kehilangan gaya pratekan dan lantai dicor Tabel 5.9. Perencanaan daerah aman tendon saat beton bekerja penuh Titik Tinjau Jarak Langsung (m) Momen (Mg) knm Jarak (a1) (cm) Batas Atas (BA) x x x x x Perhitungan Kehilangan Gaya Prategang Kehilangan tegangan dapat diakibatkan oleh beton maupun tendonnya (bajanya). Jenis-jenis kehilangan tegangan adalah sebagai berikut : 1) Akibat tegangan elastis beton ) Akibat rangkak beton

31 V ) Akibat susut beton 4) Akibat relaksasi baja. Pada perencanaan jembatan Tanggi ini perhitungan kehilangan tegangan menggunakan rumus-rumus dan ketentuan-ketentuan pada Desain Struktur Prategang TY LIN. 1. Akibat tegangan elastis beton Dari hasil perhitungan sebelumnya diperoleh : As 6*903,1 5418,699 mm Ac 4773,75 cm mm F O Es Ec 75,11 ton N Mpa 3, Mpa Ic, mm 4 e 660 mm M G 176,56 tm 1, Nmm n Es 5,49 Ec Fpo Fo ,816 N/mm As 5418, 7 Fcs Fo Fo * e M e + * G Ac I I * * , , ,17 151, ,74 73,70 77,467 kg/cm 7,747 MPa Maka : fp ES 5,490 x 77, ,9 kg/cm Pengurangan nilai Pi digunakan reduksi 10 %, maka : fp ES 0,9 x 153,9 kg/cm 1370,961 kg/cm 137,096 MPa Karena ada 6 buah tendon ES 0.5 x 137,096 MPa 68,548 Mpa. Akibat rangkak beton ( Creep Losses ) Eps fp CR Kcr ( fcs fcsd) Ec

32 V - 3 Kcr untuk struktur pasca tarik, koefisien rangkan beton 1,6 Fcsd Mp * e I 7 3,46.10 x ,17 144,07 kg/cm ` 14,407 MPa Fcs 7,747 MPa Maka, fp CR Kcr n ( fcs fcsd) 1,6 x 5,49 x (7,747-14,407 ) 117,179 MPa 3. Akibat susut beton ( Shrinkage ) fpsh SH x Eps Dimana : SH 0,0005 jumlah tegangan susut sisa yang mengurangi besar 0,0005 setelah umur beton 8 hari baru dilaksanakan kabel, pada saat tersebut susut beton mencapai 40% Eps kg/cm Maka, fpsh 0,0005 x x 40% 400 kg / cm 40 Mpa 4. Akibat relaksasi baja Log t f ' pi fp R fpi x fpu fpi 0.75 x fpu 0.75 x kg / cm Pengurangan gaya akibat relaksasi adalah 17% f pï ( ) x kg / cm Mpa Waktu durasi pada saat relaksasi diambil selama 5 tahun t 5 x 365 x jam Maka,

33 V - 33 fp R Log kg/ cm Mpa Kehilangan Gaya Prategang Total : Dari hasil perhitungan 4 macam kehilangan gaya prategang yang terjadi pada beton dan baja, maka diperoleh kehilangan gaya prategang total sebesar : Kehilangan Total ES + CR + SH + RE 68,548 MPa + 117,179 MPa + 40 Mpa MPa 73.7 Mpa Perencanaan Tulangan Balok Prategang 1. Perhitungan tulangan utama Penulangan Balok prategang didasarkan atas pengangkutan titik. Mu 0.5 q (0,09.L) (0,09*30.8) 3.085x10 6 Nmm Direncanakan tulangan pokok D0 dan sengkang D10. d h p - Øsengkang ½ Øtul. pokok (0,5 x0 ) 1540 mm Mu b * d Mu b * d * *1540 0,0055 Mpa 0,8 ρ fy (1 0,0588 ρ fy ) f ' c 30 0,0055 0,8 ρ 30 (1 0,0588 ρ ) 60 ρ 0,00003 ρmin 1,4 fy 1, ,0044 ρmin > ρ maka dipakai ρmin 0,0044 As ρ b d 0,0044*100* ,5 mm Maka digunakan tulangan D 0 (As 6908 mm )

34 V Perhitungan tulangan geser balok prategang Gaya lintang akibat beban mati (V D ) Akibat gelagar 0,5 q L 0,5 *1489 *30,8 930,60 kg Akibat diafragma 0,5 P 0,5 * kg Akibat plat lantai 0,5 q L 0,5 *103*30, kg V D kg N Gaya lintng akibat beban hidup (V L ) Akibat beban D 0.5 P 0,5* kg Akibat angin 0,5 q L 0,5 *194*30,8 987,6 kg V L 8685,6 kg N Vu V D + V L N N N d Tinggi efektif balok mm Vc gaya lintang yang ditahan oleh beton Untuk perhitungan Vc ini, harus dilihat dari dua hal yaitu retak akibat geseran pada badan penampang (Vcw) dan retak miring akibat lentur (Vci). Nantinya nilai Vc adalah nilai terkecil dari Vcw dan Vci. Retak akibat geseran pada badan penampang Vcw (0,9* f ' c + 0,3*fpc)*bw*d + Vp Vp Vp komponen vertikal dari gaya prategang Fo *tg α * ,4 N Bw Fpc 18 cm 180 mm F 580,890 Ac 4773, 75 0,1 T/cm 1, N/mm Vcw (0,9* f ' c + 0,3*fpc)*bw*d + Vp (0,9* ,3*1,)*180* ,4

35 V ,614 N Retak miring akibat lentur (Vci) Vci 0,05*bw*d* Vt * Mcr f ' c + M max Mcr Ic ' *(0,5* Yt' f ' c + fpc) 11,7 *10 *(0,5* 7, ,) 58, Nmm Menurut buku Struktur Beton Pratekan Ir. Han Aylie tegangan terbesar terdapat pada 0.5 L dari tumpuan. x 0,5*30,8 7,7 m 770 cm M max L * x x Vt L * x 3080* * cm mm Vci 0,05*180*1560* 8 58,9 * ,5 N Jadi dipakai Vc Vci 60934,5 N Φ Vs Vu - Φ Vc Φ vaktor reduksi kekuatan 0,6 0,6 Vs ,6 *60934,5 Vs 99405,5 N Tulangan rencana sengkang D10 (As 157 mm ) S Av * fy * d Vs 157 *30* ,76 mm 300 mm 99405,5 Jadi dipakai tulangan sengkang D mm.

36 V - 36 Gambar Tulangan Balok Prategang End Block Akibat stressing maka pada ujung balok terjadi tegangan yang besar dan untuk mendistribusikan gaya prategang tersebut pada seluruh penampang balok, maka perlu suatu bagian ujung block (end block) yang panjangnya maksimal sama dengan tinggi balok dengan seluruhnya merata selebar flens balok. Pada bagian end block tersebut terdapat dua macam tegangan yang berupa : 1. Tegangan tarik yang disebut Bursting Zone terdapat pada pusat penampang di sepanjang garis beban.. Tegangan tarik yang tinggi yang terdapat pada permukaan ujung end block, yang disebut Spalling Zone (daerah yang terkelupas). Untuk menahan tegangan tarik di daerah Bursting Zone digunakan sengkang atau tulangan spiral longitudinal. Sedangkan untuk tegangan tarik di daerah spalling Zone digunakan Wiremesh atau tulangan biasa yang dianyam agar tidak terjadi retakan. Perhitungan besarnya gaya yang bekerja pada end block adalah berupa pendekatan. Panjang end block < h Diambil panjang end block 1000 mm Gaya yang terjadi pada end block dicari dengan rumus sebagai berikut : Angkur tunggal : ( b b ) 1 To 0,04*F + 0,0* * F ( b + b1 ) 3

37 V - 37 Angkur majemuk : ( b b ) 1 To 0,0* * F ( b + b1 ) 3 F Ts *(1 γ ) 3 Dimana : To gaya pada Spalling Zone Ts gaya pada Bursting Zone F gaya prategang efektif b 1, b bagian-bagian dari prisma 1. Perhitungan Tulangan pada daerah spalling zone Prisma 1 F ton 4 b 1 5 cm b 11cm Prisma F ton 4 b 1 11cm b 7,5 cm Prisma 3 F ton 4 b 1 7,5 cm b 11cm Prisma 4 F ton 4 b 1 11 cm 5 cm b

38 V - 38 Prisma Perhitungan tegangan yang terjadi pada permukaan End Block dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel Perhitungan tegangan pada permukaan end block. Jarak dari angkur surface force F ton 3 ( b b ) 1 b 1 b 0,04 F 0.* * F ( b + b1 ) Dari tabel diatas didapatkan : To 1 max To max ton To 1 max ditahan oleh Net Reinforcement yang ditempatkan di belakang plat pembagi. Digunakan tulangan dengan fy 30 Mpa As mm 30 Digunakan tulangan 6 D 13. To max ditempatkan di belakang dinding end block dan digunakan tulangan 7 D 13.. Perhitungan Tulangan pada daerah bursting zone Bearing angkur yang digunakan mempunyai ukuran 10½ x 10½ ( 6.7 cm x 6.7 cm ). Tabel 5.1. Perhitungan Tulangan pada daerah bursting zone Bursting Area No Uraian prisma 1 prisma prisma 3 prisma 4 Sat 1 Gaya Prategang ( F ) ton Sisi Prisma ( b b 1 + b ) m 3 Lebar bearing ( b ) m 4 gamma Bursting force ton 6 Koefisien reduksi Angku miring Ts' 1.1 x Ts ton 8 Fy Mpa 9 As Ts' / fy Tulangan terpasang Luas tulangan terpasang mm

39 V - 39 Gambar Penulangan daerah spalling zone dan bursting zone Balok Diafragma Gambar Dimensi balok diafragma 1. Perhitungan Balok diafragma Dimensi : h P L 88 cm 185 cm 5 cm Ix 1 1 *50* ,419 * mm 4 Kt Kb Ix A* Cb 10 1,419 *10 88* 50*880 / 146,5 mm

40 V Pembebanan diafragma Berat sendiri 0,5*0,88*3,5 0,715 T/m 7,15 N/mm 1 Momen yang terjadi *q*l 1 Gaya lintang 03939,58 Nmm 0.5 *q*l 0.5 * 7,15 * ,75 N 3. Perhitungan momen kritis balok diafragma Perhitungan meomen kritis balok diafragma dihitung terhadap terjadinya keadaan yang paling ekstrim, yaitu pada kondisi di mana salah satu lajurnya terdapat beban kendaraan yang maksimum sedangkan lajur yang lain tanpa beban kendaraan. Pada diafragma tengah dikuatirkan akan pecah akibat momen yang terjadi, yang diakibatkan oleh perbedaan deformasi pada gelagar yang saling berdekatan. Diketahui : Tinggi balok (h) 880 mm Mutu beton (f c) 35 Mpa Tebal balok (t) 50 mm Selimut beton 40 mm 1 maks 880,933 mm 300 Ec , Mpa M * L maks 6 * Ec * I 4 6 * Ec * I 6 *,78*10 *1,419 *10 M * maks L ,9 *10 8 Nmm 10 *, Tegangan izin Balok Diafragma F c 35 Mpa F ci 0,9 * 35 31,5 Mpa 1. Kondisi awal (sesudah transfer tegangan) σ A - f ti

41 V (-0,5 f ci ) 0,5* 31, 5,806 Mpa 8,06 kg/cm σ B -0,6*f ci -0,6 * 31,5-18,9 Mpa 189 kg/cm. Kondisi Akhir pada saat beban mulai bekerja σ B -0,45*35-15,75 Mpa -157,5 kg/cm σ A -ft -( 0,5 f ' C ) 0,5 35,958 Mpa 9,58 kg/cm 4. Perhitungan gaya pratekan yang dibutuhkan 8 M 6,9*10 σ 1,38 N/mm W 1 * 50*880 6 P σ * A 1,38 * 50 * N Direncanakan menggunakan dua buah tendon sehingga gaya prategang efektifnya menjadi : P *F * F F N 5. Perhitungan gaya prategang awal Fo Fo N 0,8 0, 8 Kontrol Tegangan 1. Akibat momen kritis f bottom MT A K A 03939,58 50*880*146,5

42 V - 4 0,063 Mpa MT 03939,58 f top - - A KB 50*880*146,5-0,063 Mpa. Akibat gaya prategang awal Fo f bottom - - A 50* 880 -,31 Mpa Fo f top - - A 50* 880 -,31 Mpa 3. Akibat gaya prategang efektif F f bottom - - A 50* 880 -,65 Mpa F f top - - A 50* 880 -,65 Mpa 6. Kombinasi Tegangan Keadaan awal (a + b) Serat atas (ft) - 0,063,31 -,373 Mpa < - 18,9 Mpa...(ok) Serat bawah (fb) 0,063-13,31 -,47 Mpa <,806 Mpa...(ok) Akibat gaya pratekan efektif (a + c) Serat atas - 0,063 -,65 -,713 Mpa < -15,75 Mpa...(ok) Serat bawah 0,063 -,65 -,587 Mpa <,958 Mpa...(ok) 8. Perhitungan tendon balok diafragma Digunakan untaian kawat/strand seven wire strand dengan diameter setiap strand 0,5. Luas tiap strand 19,016 mm, jumlah strand 7. Luas tampang 903,116 mm 9,031 cm Tegangan batas Tpu kg/cm 19 ton/cm.

43 V - 43 Gaya prapenegangan terhadap beban Fpu Tpu * luas tampang 19 * 9, ,59 ton Tegangan baja prategang, tegangan ijin menurut ACI : 1. Tegangan saat transfer : Tat 0,8 Tpu. Tegangan saat beton bekerja : Tap 0,7 Tpu Jumlah tendon yang dibutuhkan : F F O N 34,3 t N 9,8 t n F O 0,7 Fpu 9,8 0,7 171,59 1,99 9. Perhitungan tulangan balok diafragma Perhitungan tulangan balok diafragma dihitung terhadap terjadinya keadaan yang paling ekstrim, yaitu pada kondisi di mana salah satu lajurnya terdapat beban kendaraan yang maksimum sedangkan lajur yang lain tanpa beban kendaraan. Pada diafragma tengah dikuatirkan akan pecah akibat momen yang terjadi, yang diakibatkan oleh perbedaan deformasi pada gelagar yang saling berdekatan. Diketahui : Tinggi balok (h) 880 mm Mutu beton (f c) 35 Mpa Tebal balok (t) 50 mm Selimut beton 40 mm 1 maks *880,933 mm 300 Mu M 0,8 8 6,9 *10 0,8 8,65*10 8 Nmm Direncanakan tulangan pokok D13 dan sengkang D8. d h p - Dsengkang 0,5 D tul. pokok ,5 * 13 85,5 mm

44 V - 44 Mu b * d Mu b * d 8 8,65*10 50*85,5 0,8 ρ fy (1 0,588 ρ 5,06 Mpa fy ) f ' c 30 5,06 0,8 ρ 30 (1 0,588 ρ ) 35 ρ 0,006 ρmin 1,4 fy 1, ,0044 ρ > ρmin maka dipakai ρmin 0,006 As ρ b d 0,006 * 50 * 85,5 138,5 mm Maka digunakan tulangan pokok 10 D 13 (As 137,3 mm ) Gambar 5.0. Layout Tendon Diafragma Bearing Pad ( Elastomer ) Perletakan direncanakan menggunakan elastomer dengan dimensi yang dipesan sesuai permintaan. Dimensi rencana ( 40 x 45 x 4.5 ) cm.

45 V Gambar 5.1. Bearing Pad Digunakan : CPU Elastomeric Bearing tebal 45 mm isi 3 plat baja 3 mm Kuat tekan 56 kg/cm Kuat geser 35 kg/cm CPU Bearing Pad / strip tebal 0 mm Kuat geser.11 kg/cm Beban yang bekerja : V max D Total kn kg Beban Horizontal H max 5.7 kn 57 kg Pengecekan terhadap beban vertikal : Vmax f A * kg/cm 56 kg/cm Pengecekan terhadap geser : H max f A 57 45* kg/cm 35 kg/cm Pengecekan terhadap CPU Bearing Pad / strip :

46 V - 46 f 5% * H max A 5% * 57 45* kg/cm.11 kg/cm Shear Connector Karena hubungan antara lantai jembatan dengan gelagar beton ptategang merupakan hubungan komposit, dimana dalam hubungan ini, lantai dengan gelagar beton tidak dicor dalam satu kesatuan, maka perlu diberi penahan geser agar hubungan antara lantai dengan gelagar beton dapat bekerja secara bersamaan dalam menahan beban. Direncanakan : Diameter angkur : D16 ( kaki ) Tinggi angker masuk ke pelat : H SC-P 17 cm Tinggi angker masuk ke gelagar : H SC-G 7 cm Shear Connector D16 Pelat f c 350 kg/cm Ytk Ybk 7.1 Gelagar f c 500 Gambar 5.4. Shear Connector 1. Menghitung kekuatan angkur Kekuatan q buah stud shear connector (Bina Marga) : H 5.5 Q 55 * d * f ' c d H < 5.5 Q 10 * d * f ' c d 15,4 m Angkur yang masuk ke plat :

47 V ,63 5,5 1.6 Q 55 * 1,6 * ,13 kg Dipakai kaki Q 568,5 kg Angkur yang masuk ke gelagar : 7 16,88 5,5 1.6 Q 55 * 1,6 * ,38 kg Dipakai kaki Q 696,76 kg. Menghitung jarak dan jumlah angkur Q Jarak angkur : s q Kekuatan shear connector per panjang 1 m (lungitudinal shear connector) : Dx * Sx p q Ix Besar Gaya Lintang (Dx) pada jarak tinjauan : m 15 4 m kg 30 8 m Untuk L 3,85 m D 759, kg 759 ton Untuk L 7,7 m D 1369,6 kg 1369 ton Statis Momen bagian pelat : Sx pelat A p * (Yt k ½ * h p ) * 0 * (107,9 ½ * 0) cm 3 Momen Inersia komposit : Ix k ,6 cm 4 Jarak shear connector tiap bagian setengah bentang dihitung dalam tabel berikut : Tabel Jarak shear connector tiap bagian setengah bentang Jarak (m) Dx (kg) Sx (cm 3 ) Ix k (cm 4 ) Q (kg) q (kg/cm) S (Q/q) (cm)

48 V cm 8.19 cm cm 3.74 cm 3.85 m 3.85 m 3.85 m 3.85 m 15.4 m Gambar 5.5. Penempatan Shear Connector Deck Slab Direncanakan : Menggunakan beton K-5 L 100 cm P 170 cm t 7 cm Pembebanan : a. Plat lantai kendaraan : 0,*1,7*3,5 1,17 T/m b. Lapisan Aspal : 0,05*1,7*, 0,198 T/m c. Berat sendiri : 0,07*1,7*3,5 0.,4095 T/m qtot 1,7775 T/m M 8 1 qtot*l 8 1 *1,775*1 0, Tm kgm 0000 Nmm I 1 1 b*h * mm Ec 4700, 5, Mpa Lendutan maksimum 1 1 maks L ,667 mm

49 V - 49 Mu M * L 6 * Ec * I 6, *10 * *,3*10 * M 0,8,57 mm > 5,667 mm...ok 6, *10 0,8,75*10 6 Nmm Direncanakan tulangan pokok D13 d h p 0,5 D tul. pokok ,5 3,5 mm Mu b * d Mu b * d 6,75* * 3,5 4,979 Mpa 0,8 ρ fy (1 0,0588 ρ fy ) f ' c 30 4,979 0,8 ρ 30 (1 0,0588 ρ ),5 14,08 ρ 56 ρ + 4,979 0 p (56 +47,53):*14,08 0,0019 ρmin 1,4 fy 1, ,0044 ρmin > ρ maka dipakai ρmin 0,0044 As ρ b d 0,0044*1000*3,5 103,4 mm Maka digunakan tulangan pokok 6 D 13 (As 796 mm )

50 V Perhitungan Struktur Bawah Perancangan Abutment Data-data yang dipakai dalam perencanaan struktur bangunan bawah antara lain : Data Tanah Dari data hasil penyelidikan tanah, dapat disimpulkan bahwa : 1) Dari hasil ke- titik sondir S.1 dan S. menunjukkan ketidaksamaan dimana untuk sondir 1 ( S.1 ) lapisan tanah keras terdapat pada kedalaman -3,60 meter dari bahu jalan dan untuk sondir ( S. ) lapisan tanah keras terdapat pada kedalaman -3,00 meter dari permukaan tanah bahu jalan. ) Dari hasil titik bor tangan B.1 pada lokasi penelitian secara umum lapisan tanah lanau kepasiran terdapat pada kedalaman -0,50 meter sampai -3,50 meter. 3) Dari hasil boring mesin ( BH. 1 ) lapisan tanah dari kedalaman -7,00 meter sampai 3,00 meter terdapat lapisan pasir kerikilan terurai dengan nilai N SPT 49 sampai N SPT 58. 4) Muka air tanah (MAT) sampai pada kedalaman -7,00 meter dari muka tanah. 5) Sifat tanah pada daerah untuk abutment dengan spesifikasi sebagai berikut : B1 0 1 m γ d 1,914gr/cm 3 φ C 0.11 kg/cm 1-3 m γ d 1,44 gr/cm 3 φ C 0.19 kg/cm Pelat Injak aspal agregat p lat in jak Gambar 5.3. Pelat Injak Pembebanan Pelat Injak Berat aspal 50 0, ,5 kg/m Berat agregat , ,00 kg/m Berat air hujan , ,00 kg/m Berat pelat sendiri 500 0, 1 500,00 kg/m Berat Total (q) 1437,50 kg/m

51 V - 53 M maks 1/ 8 q L 1 / ,50,5 113,05 kgm Beban terpusat (P) : P 10/0,6 16,667 T kg M maks 1 / 4 P L 1 / , ,875 Kgm M total 113, , ,95 kgm 115,3995 KNm Penulangan Pelat Injak F c 35 MPa Fy 400 MPa B 100 cm H 0 cm D 0 4 ½ (1,6) 15, cm Mu K b d 115,399 1,00 0, ,763 kn/m ρ 0, (interpolasi tabel 5.1.e Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang) ρmin 0,0018 (Tabel 7. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang) ρmax 0,071 (tabel 8 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang) ρmin < ρ < ρmax, 0,0018 < 0, < 0,071 sehingga: Asl 6 ρ b d 10 0, Untuk fy 40 Mpa, tulangan pembagi (As): As 0,5 b , mm 6 1 0, ,08 mm

52 V - 54 Dipilih: Tulangan utama Ø16 75 (As 681 mm ) Tulangan pembagi Ø (As 54 mm ) Gambar 5.4. Denah Penulangan Pelat Injak Pembebanan abutment Gaya-gaya yang bekerja pada abutment antara lain : Beban Mati meliputi : a. Berat sendiri b. Beban mati bangunan atas c. Gaya akibat beban vertikal tanah Beban Hidup meliputi : a. Beban hidup bangunan atas b. Gaya horisontal akibat rem dan traksi c. Gaya akibat tekanan tanah aktif d. Gaya gesek tumpuan bergerak e. Gaya gempa f. Beban angin

53 V - 55 Beban Mati 1. Berat sendiri CL A Gambar 5.5. Bagian-bagian abutment dan letak titik beratnya Tabel Pembebanan abutment akibat berat sendiri Bagian Gaya Vertikal Vs (ton) Jarak Momen ( m ) ( tm ) x 0.8 x x 0.5 x x 0. x x 1.6 x x 0.5 x x 0.7 x 3.5 x x 0.9 x x 0.4 x 3.5 x x 4.7 x x 0.6 x 3.5 x x 0.6 x 3.5 x x 6.5 x V total Momen Total Untuk lebar 9 m, maka : Vs * T Ms 34.79* Tm Jarak titik berat abutment terhadap titik A : X Mx Berat m

54 V - 56 Momen yang terjadi terhadap titik A : Mg Mx Tm Tabel Pembebanan abutment akibat berat sendiri untuk perhitungan Sumuran Momen Bagian Gaya Vertikal Vs (ton) Jarak ke CL ke CL ( m ) ( tm ) x 0.8 x x 0.5 x x 0. x x 1.6 x x 0.5 x x 0.7 x 3.5 x x 0.9 x x 0.4 x 3.5 x x 4.7 x x 0.6 x 3.5 x x 0.6 x 3.5 x x 6.5 x V total Momen Total Untuk lebar 9 m, maka : Vs * T Ms 31.01* Tm. Beban mati akibat konstruksi atas Pembebanan akibat beban mati bangunan atas adalah : Beban aspal : 0,05*7*30,8*, 30,49 ton Beban air hujan : 0,05*9*30,8*1,0 13,950 ton Beban plat lantai : 0,*11*30,8*3,5 0, ton Beban sandaran : *(0,5*0, *30,8)*3,5 + *(30,8/+1)*0,9*0,*0,15*3,5 + *(30,8/+1)*0.5*0.1 *3,14*0,*3,5 13,39 ton Beban balok prestress : 0,4775*30,8*3,15*5 31,635 ton Beban diafragma : 1,459 *3*6 15,66 ton Total 55,347 ton Jadi total beban mati untuk abutment : 0,5*55,347 6,674 ton

55 V - 57 P 6,674 T CL Gambar 5.6. Pembebanan abutment akibat beban mati bangunan atas Pm 6,674 T Lengan terhadap G (x) 3,05 m Momen terhadap G : Mg x Pm 3,05 6, ,156 Tm Lengan terhadap CL (x) 0,165 m Momen terhadap CL : Mg x Pm 0,165 6,674 35,9 Tm

56 V Beban mati akibat timbunan tanah diatas pondasi abutment CL Gambar 5.7 Pembebanan abutment akibat beban vertikal tanah timbunan Untuk tanah timbunan digunakan tanah pada kedalaman 1-3 m, karena γ d nya tertinggi dari kedalaman yang lain. γ d γ d 1,44 gr/cm 3 1,44 T/ m 3 Tabel Pembebanan abutment timbunan tanah diatas pondasi Bagian Gaya Vertikal Vs (ton) Jarak ke A Momen thdp A (m) ( ton m ) 1.50 x 0.80 x x.00 x x 1.0 x x 1.0 x 1.4 x x 4.70 x x 0.60 x 1.4 x Untuk lebar 9 m, maka : Vs 35,1*9 386,3 T Ms 177,46 *9 195,06 Tm Jarak titik berat timbunan terhadap titik A adalah : X Mx Berat 195,06 386,3 5,05 m

57 V - 59 Momen terjadi terhadap A : Mg Mx 195,06 Tm Tabel Pembebanan abutment timbunan tanah diatas pondasi dengan momen terhadap CL Bagian Gaya Vertikal Vs (ton) Jarak kecl Momen thdp CL (m) ( ton m ) 1.50 x 0.80 x x.00 x x 1.0 x x 1.0 x 1.4 x x 4.70 x x 0.60 x 1.4 x Untuk lebar 9 m, maka : Vs 35,1*9 386,3 T Ms 71,73*9 789,03 Tm Jarak titik berat timbunan terhadap titik CL adalah : X Mx Berat ,04 m Beban Hidup 1. Beban hidup bangunan atas Beban merata D : 0,79*30,8*5,5 +0,5*0,79*30,8*0,5 136,870 ton Beban garis KEL : 6,16*30, 8 189,78 ton Total 36,598 ton Jadi total beban hidup untuk satu abutment : 0,5*36, ,99 ton

58 V - 60 P 163,99 T CL Gambar 5.8. Pembebanan abutment akibat beban hidup bangunan atas Lengan terhadap G x 3,05 m SLS (Serviceability Limit State) Momen terhadap G Mg Ph x 163,99 3, 05 P 163,99 T 498,016 Tm ULS (Ultimate Limit State) P 163,99 * 36,598 T Momen terhadap G Mg Ph x 36,598 3, ,14 Tm Momen terhadap CL Mg Ph x 36,598 0, ,89 Tm. Gaya horisontal akibat rem dan traksi BMS 199 : pengaruh percepatan dan pengereman dari lalu lintas harus diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang, dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besar gaya rem untuk L < 80 m 50kN 5 T.

59 V - 61 P 5 T CL G Gambar 5.9. Pembebanan pilar akibat gaya rem dan traksi Tinggi Abutmen rencana 10 m SLS (Serviceability Limit State) P 5 T Momen terhadap G Mg Ph x Tm ULS (Ultimate Limit State) P 5 * 50 T Momen terhadap G Mg Ph x Tm Momen terhadap CL Mg Ph x Tm 3. Gaya akibat tekanan tanah aktif Besarnya tekanan tanah yang bekerja pada abutmen tergantung dari properties tanah dan ketinggian tanah dibelakang abutmen. Parameter tanah : B1 0 1 m γ d 1,914gr/cm 3 φ C 0.11 kg/cm 1-3 m γ d 1,44 gr/cm 3 φ C 0.19 kg/cm Koefisien tekanan tanah : Ka tan ( 45 - φ 1 ) 0,3197 Kp tan ( 45 + φ 1 ) 3,116

60 V - 6 Tegangan tanah aktif : Pa1 Ka * g * H 5,599 t/m Pa Ka * q 0,697 t/m Tegangan tanah pasif : Pp Kp * g * H 0 t/m Besarnya tekanan tanah aktif / pasif : Rencana tinggi abutmen H 10,00 m Lebar telapak abutmen B 5,00 m Panjang abutmen arah melintang L 9,00 m Beban hidup yang bekerja diatas oprit q,18 t/m Pa1 ½ * g * H * Ka * L 51,944 t Pa pa * H * L 6,775 t Pp ½ * h * pp * L 0 t f 51, , t 4. Gaya gesek akibat tumpuan-tumpuan bergerak fges Pm C dimana: fges gaya gesek tumpuan bergerak (rol) Pm beban mati konstruksi atas (T) 6,674 T C koefisien tumpuan gesekan karet dengan baja 0,15 Fges 6,674 0, 15 33,08 T P 33,08 T G CL Gambar Gaya gesek tumpuan bergerak Lengan gaya terhadap titik G : Yges 8, m

61 V - 63 Momen terhadap titik G : Mges F Y ges ges 33,08x 8, 70,83 m Momen terhadap titik CL : Mges F Y ges ges 33,08x 8, 70,83 m 5. Gaya gempa Gambar Pembebanan gempa pada abutment V Wt. C. I. K. Z dimana : Wt berat total jembatan yang dipengaruhi oleh percepatan gempa berat bangunan atas + berat ½ badan abutment 45,973 + (0,5 66,539) C 559,43 Ton koefisien geser dasar gempa

62 V ,06 0,05 0,043 0,057 0,057 / T Tanah Keras Tanah Sedang Tanah Lunak Coef gempa (C) 0,04 0,03 0,08 0,0 0,0 0,017 0,033 0,00 / T 0,035 / T 0, , 0,4 0,6 0,8 1 1, 1,4 1,6 1,8,,4 Periode T (detik) Gambar 5.3. Diagram spektrum respon gempa T waktu getar struktur (detik) π (Wt / g.k) g percepatan gravitasi 9,81 m/det K kekakuan pilar jembatan, untuk 1 pilar K 3. E. I / L 3 E modulus elastisitas bahan pilar kg / cm T/m I momen inersia penampang pilar (m 4 ) 1 8, ,7 m 4 L tinggi abutment (meter) 3 EI K 3 L , , T/m Wt T π K g 559,43 6 π 9,43*10 9,81 π*3.187,85 detik Kekuatan geser tanah (S) S c + ( γ h) tanϕ φ 1 31 derajat 3

63 V - 65 γ 1,751 t/m3 0,00175 kg /cm 3 C,1 t/m 0,1 kg/cm Kedalaman lapisan tanah (h) 3 m 300 cm S 0,1 + (0, ) Tan 31 1,093 Kg/cm 109,3 Kpa Tabel Definisi jenis tanah Kedalaman Lapisan Nilai Kuat Geser Tanah S (Kpa) (m) Tanah Keras Tanah Sedang Tanah Lunak 5 S > < S < 55 S < S > < S < 110 S < S > < S < 0 S < 180 >0 S > < S < 330 S < < S < 110, S 109,3 Kpa, maka termasuk tanah sedang. Dari diagram spektrum respon gempa didapat C 0,01 I faktor kepentingan 1,0 ; Jembatan merupakan jembatan permanen K faktor jenis struktur 3 ; merupakan jembatan type C bersifat elastis tidak daktail Z faktor wilayah gempa 1,4 ; Salatiga termasuk dalam zone gempa 3 (Rekayasa Gempa, 004) V Wt. C. I. K. Z 559,43 0,01 1,0 3 1, 4 8,186 Ton Lengan terhadap G (Yg) 8,4 m Momen terhadap G 8,186 x 8,4 36,764Tm 6. Beban angin (w 6,1 kg/m ) Beban angin pada sisi struktur atas jembatan (d1) : d1 100 % A w / 100 % ( 30,8) 6,1/ 191,68 kg Beban angin pada muatan hidup setinggi m (d) :

64 V - 66 d 100 % w L m / 100 % 6,1 30,8 / 191,68 kg dtotal d1 +d 191, ,68 385,36 kg Lengan terhadap A: Y1 8, ,4 m Y 10, m Momen terhadap titik A : Ma d 1 Y1+ d Y 1,9168 9,4 + 1, ,0 Tm Momen terhadap titik CL : Ma d 1 Y1+ d Y 1,9168 9,4 + 1, ,0 Tm Perhitungan Kapasitas Pondasi Telapak Pmax Pv x y + Mhx + Mhy A Iy Ix dimana : Pmax beban maksimum total pondasi Pv beban vertikal total A luas dasar pondasi Mx momen arah x My momen arah y x 3,6 / h y 13 / h Ix momen inersia arah x Iy momen inersia arah y

65 V - 67 Balok Cap 9,00 5,00 X Balok Cap Y 9,00 Gambar Dimensi Kaki Abutment x 0,5 x 5,0,5 m y 0,5 x9,0 4,5 m Ix 3 1/1 Bx By 3 1/1 5, ,58 m 4 3 Iy 1/1 Bx By 1/1 5, ,58 m 4 A 5,0 x 9 45 m Kapasitas dukung tanah dasar (bearing capacity) dipengaruhi oleh parameter ϕ,c, danγ. Besarnya kapasitas dukung tanah dasar dapat dihitung dengan metode Terzaghi, yaitu : P Ap ( c N (1 + 0,3B / L) + γ D N + 0,5 γ B N (1 0,B / L)) ult c f q γ dimana : P ult daya dukung ultimate tanah dasar (t/m )