PERENCANAAN JEMBATAN GEDANGAN RUAS JL. PUNGGUL JL. MUNJUNGAN KABUPATEN TRENGGALEK DENGAN BANGUNAN ATAS RANGKA BATANG BERBENTUK BUSUR

Transkripsi

1 PERENCANAAN JEMBATAN GEDANGAN RUAS JL. PUNGGUL JL. MUNJUNGAN KABUPATEN TRENGGALEK DENGAN BANGUNAN ATAS RANGKA BATANG BERBENTUK BUSUR NAMA : HAVIS FIKRI NRP : Dosen Pembimbing : 1. KETUT DUNIA, Ir,PD.Eng.D (Alm) 2. BUDI SUSWANTO, ST. MT. PhD Abstrak Dalam tugas akhir ini berisikan analisa perhitungan dari perencanaan jembatan rangka busur 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 RSNI T dan SNI Dari data awal yang ada jembatan didesain langsung dengan mengambil bentang 60 meter dan lebar 8 m (termasuk trotoar 60 cm pada kedua sisinya) Dan juga dilakukan preliminary desain dengan menentukan dimensi dimensi jembatan menggunakan bahan baja. Tahap awal perencanaan adalah perhitungan lantai kendaraan dan trotoar. Lantai kendaraan direncanakan sebagai balok komposit sedangkan untuk perkerasan digunakan lapisan aspal dengan tebal 5 cm. Kemudian dilanjutkan dengan 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 2000 versi 10. Setelah didapatkan gaya gaya dalam yang bekerja dilakukan perhitungan kontrol tegangan dan perhitungan sambungan. Bersamaan dilakukan perhitungan konstruksi pemikul utama juga dilakukan perhitungan konstruksi sekunder yang meliputi ikatan angin atas, ikatan angin 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, substruktur jembatan tersebut menggunakan pondasi tiang pancang dengan kedalaman untuk abutment BH 1 dan abutment BH 2 masing masing 16,5 m dan 17,2 m. Dari analisa data tanah yang ada maka dipilih pondasi dalam karena lapisan tanah yang kompeten untuk menerima beban adalah diatas 10 m, juga dilihat dari besar beban dan daya dukung tanahnya. Setelah dimensi abutment dan penulangan selesai dilanjutkan dengan kontrol stabilitas abutment (kontrol geser, daya dukung dan sliding) dan pada tahap akhir dilakukan kontrol kekakuan bahan / tiang terhadap pengaruh gaya aksial, gaya lateral, gaya momen dan defleksi. Kata kunci : Jembatan Rangka, Batang, Busur, Analisa Struktur BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Transportasi merupakan salah satu kebutuhan yang penting dalam menggerakkan roda perekonomian masyarakat, selain untuk mempersingkat waktu tempuh dan memindahkan suatu objek, transportasi juga berfungsi untuk melancarkan hubungan antara satu lokasi dengan lokasi yang lain dan kebutuhan akan sarana dan prasarana transportasi di Indonesia dilihat dari tahun ke tahun mengalami fase perkembangan dan peningkatan. Untuk mendukung peningkatan kebutuhan sarana dan prasarana dalam akses transportasi tersebut, maka dinas Pekerjaan Umum (PU) Pemerintah Kabupaten Trenggalek melakukan realisasi dalam pembangunan jembatan yang berlokasi di 1

2 Desa Munjungan dan Desa Punggul Kabupaten Trenggalek. Proyek ini juga merupakan salah satu bagian program pembangunan yang ada di Propinsi Jawa Timur dan untuk kota Trenggalek pada khususnya dalam meningkatkan citranya sebagai salah satu kota pendukung perekonomian di Jawa Timur. Jembatan Gedangan Trenggalek merupakan perencanaan jembatan baru yang melewati sungai Punggul penghubung ruas jalan Punggul menuju jalan Munjungan atau menuju kota Trenggalek. Perencanaan Jembatan ini mempunyai panjang bentang 60 m dan lebar 8 m terbagi atas satu lajur dua arah. Peranan jembatan ini sangat vital sekali mengingat jembatan inilah sebagai penghubung antara akses jalan Punggul menuju jalan, Munjungan Trenggalek. Sebelum ada jembatan ini warga mengalami kesulitan jika akan menuju jalan Munjungan atau sebaliknya menuju jalan Punggul maupun pusat kota Trenggalek karena jembatan eksisting yang ada sekarang hanya mempunyai lebar yang kecil dimana peranan jembatan ini sebagai akses jalan sangat penting. Saat ini terdapat jembatan yang menghubungkan kedua akses jalan tersebut dengan lebar 3 meter sehingga sulit jika dilewati oleh mobil dan kendaraan berat lainnya yang akan melewatinya dan akan direncanakan jembatan dengan sistem rangka baja tepat disebelahnya. Maka dalam tugas akhir ini akan direncanakan jembatan dengan sisi atas rangka batang berbentuk busur. Dipilihnya konstruksi busur rangka untuk jembatan ini adalah sebagai alternatif perencanaan mengingat bentang meter adalah bentang efektif untuk pemilihan konstruksi jembatan bentang panjang sehingga kemiringan pelengkung sangat berpengaruh terhadap kekuatan lateral ( Sukrawa, dkk, 2007). Adapun pemberian bentuk busur itu sendiri dimaksudkan untuk mengurangi momen lentur pada jembatan sehingga penggunaan bahan menjadi efisien, selain itu jembatan busur memiliki nilai lebih dalam arsitekturalnya mengingat belum banyak perencaan jembatan rangka busur di Indonesia. Perencanaan jembatan baru tersebut mengacu pada peraturan SNI jembatan yaitu RSNI T untuk menetukan pembebanan yang bekerja pada struktur jembatan dan berdasarkan SNI untuk perhitungan struktur yang menggunakan bahan baja, sedangkan untuk perencanaannya menggunakan rangka busur baja untuk lantai jembatannya menggunakan Jembatan Type Through Arch dengan 1 bentang atau segmen yang terdiri dari 1 lajur 2 arah dengan perkiraan panjang bentang ± 60 m. Pada perencanaan struktur gelagar induk jembatan rangka baja dalam pemilihan dimensi penampang profil didasarkan pada hasil perhitungan statika dari beban standar yang bekerja dan pertimbangan fabrikasi, hal ini menimbulkan bermacam macam variasi gaya tekan maupun tarik efektif yang bekerja pada batang atas, batang bawah maupun diagonal sehingga menyebabkan nilai keandalan pada masing-masing batang bervariasi (Suprobo dan Winbadi, 2007) Penggunaan rangka baja dikarenakan strukturnya ringan dan memiliki kekuatan atau usia yang tahan lama jika dipelihara dengan baik serta mudah pada pengerjaan di lapangan. Sehingga diharapkan jembatan baru ini mampu menampung volume lalu lintas kendaraan yang cukup padat 1.2 Perumusan Masalah Dari uraian latar belakang diatas maka untuk perumusan masalah antara lain : 1) Bagaimana menghitung dan merencanakan bangunan atas jembatan meliputi : a. Merencanakan gelagar-gelagar balok memanjang dan melintang b. Perhitungan lantai kendaraan c. Ikatan angin d. Merencanakan sambungan pada profil rangka baja 2) Bagaimana menghitung dan merencanakan bangunan bawah jembatan meliputi : a. Merencanakan abutment. 2

3 b. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan tanah setempat. 3) Bagaimana mengontrol kekuatan dan kestabilan struktur. 4) Jenis pondasi apa yang sesuai dengan jembatan ini. 5) Menuangkan hasil bentuk desain dan analisa ke dalam bentuk gambar teknik 1.3 Batasan Masalah Mengingat keterbatasan waktu dalam penyusunan tugas akhir ini, maka batasan masalah pada penulisan tugas akhir ini, antara lain : 1. Tidak merencanakan bangunan pelengkap jembatan 2. Tidak merencanakan tebal perkerasan dan desain jalan 3. Tidak menghitung aspek ekonomis dari biaya konstruksi jembatan 4. Tidak merencanakan desain jalan pendekat (approach road) 5. Analisa struktur manual dan program bantu SAP 2000 versi Penggambaran mengunakan program bantu Auto Cad versi Tujuan Dari permasalahan yang ada di atas, adapun tujuan yang akan dicapai dalam penyusunan tugas akhir ini adalah : 1) Menghitung dan merencanakan bangunan atas jembatan, meliputi : a. Merencanakan gelagar-gelagar induk b. Perhitungan lantai kendaraan c. Ikatan angin d. Merencanakan sambungan pada profil rangka baja 2) Menghitung dan merencanakan bangunan bawah jembatan meliputi: a. Merencanakan abutment. b. Merencanakan pondasi sesuai dengan tanah setempat. 3) Mengontrol kekuatan dan kestabilan struktur 4) Menuangkan hasil desain dan analisa yang telah dibuat ke dalam bentuk gambar teknik. 1.5 Manfaat Manfaat dari penyusunan tugas akhir ini adalah : 1. Sebagai solusi untuk memperlancar arus lalu lintas pada ruas Jl. Punggul Jl. Munjungan 2. Sebagai bahan rekomendasi dan evaluasi bagi instansi terkait dalam pembangunan Jembatan Gedangan di kabupaten Trenggalek. 3. Sebagai altrnatif perencanaan jembatan dengan konstruksi rangka busur BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Jembatan Jembatan merupakan satu struktur yang dibuat untuk menyeberangi jurang atau rintangan seperti sungai, rel kereta api ataupun jalan raya. Jembatan dibangun untuk membolehkan laluan pejalan kaki, pemandu kenderaan atau kereta api di atas halangan itu. Jembatan rangka busur adalah suatu struktur jembatan yang rangkanya menyerupai bentuk busur yang dapat memberikan reaksi horizontal akibat beban vertikal dari bangunan atas yang bekerja. Pada prinsipnya pada gelagar rangka terjadi gaya tarik dan tekan yang bekerja pada titik simpul yang disambung berengsel atau dianggap seperti dihubungkan secara demikian, dalam keadaan-keadaan dimana gaya-gaya luar hanya bekerja pada titik-titik simpul. Bahan baja masih menjadi pilihan utama untuk jembatan dengan bentang yang besar, karena berbagai alasan, terutama setelah dapat diatasi masalah karat pada baja. Dan keuntungan yang lain yaitu baja kuat dan ekonomis, mudah dipasang dan dapat diproduksi secara massal, dengan bentuk dan kualitas yang sama. (struyk dan van der veen 1984). Struktur jembatan sistem rangka busur umumnya berbentang meter, diaplikasikan sampai dengan 600 meter. 3

4 Untuk bentang meter menggunakan dinding penuh atau rangka, sedangkan untuk bentang meter digunakan rangka. Komponen rangka dibuat dari profil-profil yang dihubungkan dengan menggunakan pelat penyambung dan baut. Pekerjaan pemasangan harus dilaksanakan secara sistematis sesuai dengan sistem kerangka struktur jembatan serta sepenuhnya mengindahkan keamanan bagi para pekerja, lingkungan, dan jembatan itu sendiri. Pemasangan disesuaikan dengan kondisi di lapangan menggunakan sistem perancah atau sistem kantilever, sehingga penyediaan peralatan kelengkapan penyelenggaraan pekerjaan dapat disesuaikan. Pemilihan tipe jembatan tergantung pada kondisi rintangan (contohnya sungai), biaya konstruksi, kondisi tanah, dan fungsi dari jembatan tersebut. Jembatan pelengkung baja atau steel arch truss. (Idwan Suhendra, 2008). Berdasarkan lantai kendaraannya, ada beberapa bentuk jenis yang umum dipakai yaitu : Deck Arch Salah satu jenis jembatan busur dimana letak lantainya menopang beban lalu lintas secara langsung dan berada di bagian paling atas busur. Gambar 2.1 Jembatan tipe Deck Arch Through Arch Merupakan jenis lainnya, dimana letak daripada lantai jembatan terdapat tepat di springline busurnya. Gambar 2.2 Jembatan tipe Through Arch A Half Through Arch Merupakan salah satu jenis lainnya, dimana lantai jembatan terletak di antara springline dan bagian paling atas busur atau di tengah tengah. Pada umumnya, jembatan busur banyak yang menggunakan tipe A Half Through dan Through Arch untuk menghindari agar pangkal busurnya tidak terendam oleh air. Gambar 2.3 Jembatan tipe A Half Through Arch 2.2. Analisa Keandalan Sistem Rangka Baja Pada Struktur Jembatan Rangka Busur Peraturan Perencanaan SNI Jembatan Bina Marga (RSNI T ) maupun Peraturan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPJJR'87), merupakan pegangan dalam perencanaan jembatan di Indonesia. Peraturan ini memberikan saran minimum dalam perencanaan jembatan yang dapat menjamin tingkat keamanan, kegunaan, dan tingkat penghematan yang masih dapat diterima.. Untuk jembatan rangka baja melengkung atau jembatan busur. Hasil analisis menunjukkan bahwa kemiringan sangat berpengaruh terhadap kekakuan lateral struktur, semakin miring pelengkung semakin besar kekakuannya. Semakin miring pelengkung maka gaya-gaya pada ikatan angin semakin mengecil. Hal sebaliknya terjadi pada balok dimana gaya-gaya pada balok semakin membesar dengan bertambahnya kemiringan pelengkung (Sukriwa, dkk, 2007). Kesimpulan penelitian menghasilkan nilai keandalan dari batang bawah, batang diagonal, dan batang atas berkisar antara satnpai Sedang keandalan sistem rangka baja sebesar 4.1 ( Mean Value ) dan 4

5 3.32 ( Cara Advanced ) dari beban PPJJR '87. Untuk beban BMS'92 diperoleh nilai 4.3 ( Mean Value ) dan 3.23 (cara Advanced ). Keandalan jembatan sebesar 2.97, lendutan dari gelagar rangka baja sebesar cm lebih kecil dari lendutan ijin sebesar 12 cm ( Beban PPJJR ' 87 ), faktor beban diperoleh nilai sebesar ( Beban Mati ) ( Beban Hidup ) dan faktor reduksi sebesar (Suprobo dan Wimbadi,2005) 2.3 Optimasi Rangka Batang Variabel utama pada desain rangka batang adalah ukuran penampang batang. Sehingga masalahnya dipakai sebagai optimasi penampang batang. Syarat-syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas dari suatu struktur harus dipenuhi dalam bawah. perencanaan struktur. Namun syarat-syarat lain seperti estetika, arsitektur, dan keekonomisan terkadang juga menjadi pertimbangan penting. Syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas bisa diperoleh dari perhitungan konvensional, sementara syarat estetika, arsitektur, dan keekonomisan suatu struktur bisa ditinjau dari berbagai aspek. Jadi kesimpulan yang dapat diambil yaitu Volume minimum dapat dicapai dengan meminimumkan batang tarik atau batang tekan pada struktur rangka dengan memberikan hasil lebih baik dari ukuran penampang. (Wibowo,2006) 2.4 Struktur Jembatan 1. Bangunan Atas (Upper Structure) a. Lantai Kendaraan Pelat Lantai Kendaraan, berfungsi sebagai penerima beban kendaraan untuk struktur atas jembatan Balok Memanjang, sebagai balok yang ditumpu di atas gelagar melintang. Lantai kendaraan yang mempunyai gelagar pembagi beban, tidak ditumpu oleh gelagar pembagi beban. Gelagar pembagi beban mempengaruhi pembagian beban antara gelagar memanjang. Balok Melintang, terletak di tengah lapangan, sebagai balok yang ditumpu pada gelagar pemikul utama. Di atas perletakan, berfungsi sebagai pengaku dan pembagi beban atau reaksi. b. Trotoar Berfungsi sebagai tempat untuk pejalan kaki. c. Gelagar Pemikul Utama Dapat berupa balok atau rangka batang yang berfungsi meneruskan beban yang berasal dari atas lantai kendaraan ke tumpuan/perletakan. d. Ikatan-Ikatan Ikatan Angin, menerima gaya horizontal tegak lurus sumbu memanjang jembatan. Jembatan tertutup:dipasang ikatan angin atas + ikatan angin bawah + portal akhir. Ikatan Rem, menerima gaya horizontal sejajar sumbu memanjang jembatan. e. Ikatan Tumbuk (khusus untuk jembatan kereta api). f. Sambungan-sambungan (struyk dan van der veen, 1984). 2 Perletakan (Bearings) Jenis-jenis dari perletakan dapat berupa sendi, rol, maupun rubber bearing pad. Umumnya pembangunan jembatan sekarang telah banyak menggunakan perletakan dari rubber bearing pad. Perletakan ini berbahan karet dan di dalamnya terdapat lempengan baja. Rubber bearing pad dapat berfungsi sebagai setengah sendi dan setengah rol, sehingga dapat menampung pergerakan struktur baik translasi maupun rotasi. Fungsi utama dari perletakan : - Menerima beban berat sendiri jembatan dan lalu lintas, melalui balok pemikulnya. - Meneruskan beban tersebut ke bangunan bawah, tanpa menimbulkan kerusakan padanya. 5

6 Contoh gambar perletakan : BAB III METODOLOGI 3.1 Diagram Alir Metodologi 3.1 Diagram Alir Metodologi a. Rol a. Sendi Gambar 2.4. Gambar perletakan 3 Bangunan Bawah (Substructure) Dibedakan menjadi 2 macam, yaitu kepala jembatan (abutment) dan pilar. Fungsi dari bangunan bawah itu sendiri yaitu - Meneruskan beban dari perletakan ke pondasi. - Untuk bagian tepi, menjamin stabilitas dari approach. Di tengah lintasan dinamakan pier atau pilar. Sedangkan di tepi lintasan disebut tembok pangkal atau kepala jembatan. 4 Pondasi Fungsi utama dari pondasi ialah menerima beban dari semua bagian yang ada di atasnya, dan meneruskannya ke tanah, tanpa terjadi kerusakan yang dapat mengakibatkan kerugian seluruh konstruksi jembatan untuk jangka panjangnya. Untuk pondasi jembatan dapat menggunakan tipe pondasi seperti tiang pancang, bor. 5 Approach Bagian-bagian dari approach, terdiri dari urugan, pelat injak, tembok penghantar kirikanan. 6 Bangunan Pengaman Aliran Ditujukan untuk menstabilisir aliran, baik dasar atau tepian aliran apron pada dasar aliran, pengaman lereng untuk tepian, tembok sayap. 7 Kelengkapan Jembatan Untuk kelengkapan jembatan antara lain terdiri dari sandaran, lampu penerangan, saluran air/kabel. Start Pengumpulan data dan literature : 1. Data umum jembatan, data eksisting, data tanah. 2. Buku-buku yang berkaitan. 3. Peraturan-peraturan yang berkaitan. Mendesain lay out awal jembatan Merencanakan dimensi profil jembatan : 1. Penentuan tinggi penampang. 2. Penentuan lebar penampang. Menentukan jenis pembebanan jembatan : 1. Beban mati struktur utama. 2. Beban hidup struktur utama. 3. Beban angin struktur utama. 4. Beban gempa struktur utama Analisa struktur utama jembatan : 1. Analisa tegangan terhadap berat sendiri, beban mati tambahan, dan beban hidup. 2. Perhitungan gaya-gaya yang bekerja. 3. Permodelan struktur dengan program SAP 2000 V14.2. Kontrol terhadap kekuatan dan kestabilan Perencanaan dan analisa struktur bawah, meliputi : 1. Perencanaan perletakan. 2. Perencanaan kepala jembatan dan penulangannya. 3. Perencanaan pondasi dan penulangannya. Menuangkan bentuk dan analisa struktur dalam gambar teknik. Finish Not OK Gambar 3.1 Metodologi Pengerjaan Tugas Akhir 6

7 3.2 Pengumpulan Data Data Data Teknis Jembatan Adapun data-data yang digunakan dalam perencanaan adalah sebagai berikut: 1. Nama Jembatan : Jembatan Gedangan 2. Lokasi : Desa Punggul dan Desa Munjungan, kabupaten Trenggalek, propinsi Jawa Timur 3. Panjang jembatan eksisting : 54 m 4. Panjang jembatan rencana : 60 m 5. Lebar jembatan : 8 m (termasuk kerb 2x60cm) 6. Struktur utama: Rangka Baja 7. Tipe jembatan : Jembatan busur rangka Through Arch lokasi Gambar 3.2 Peta Lokasi Jembatan Gedangan 3.3 Preliminary Desain Penentuan Dimensi Jembatan Busur Pengambilan rumus berdasarkan referensi dari buku struyk dan van der veen, Tinggi portal akhir : 1/10L 1/12 L Tinggi tampang busur (h) ; 1/33L Tinggi fokus : 1/6L 1/8L. Kontrol terhadap dimensi jembatan diambil dari diktat Konstruksi Jembatan Bentang Panjang. Penentuan dimensi busur : 1/6 f/l 1/70 Tinggi Tampang Busur : dinding penuh 1/80 h/l 1/70 Rangka batang 1/40 h/l 1/25 Tinggi Tampang Busur : - Dinding penuh dengan batang tarik lemah 1/80 h/l 1/70 - Dinding penuh dengan batang tarik kuat 1/150 h/l 1/140 - Dinding penuh dengan batang tarik tidak dipengaruhi batang tarik 1/80 h/l 1/70 - Lebar Jembatan : b/l 1/ Bahan yang akan digunakan dalam perencanaan jembatan: - Beton Kekuatan tekan beton (f c) = 35 MPa Tegangan leleh (fy) = 360 Mpa - Baja Mutu profil baja BJ 50 dengan : Tegangan leleh (fy) = 290 MPa Tegangan putus(fu) = 500 Mpa Direncanakan bangunan atas jembatan menggunakan Rangka Baja Type B standart fabrikasi. Penentuan dimensi tebal minimum plat dengan beton bertulang berdasar BMS 1992 pasal hlm D ,04 L ( D dan L dalam mm ) Profil Lantai direncanakan yang sudah digalvanis dengan grade 42 sesuai ASTM A Bangunan Atas Jembatan Pembebanan Pada Struktur Utama Jembatan 1. Aksi dan Beban Tetap : Beban mati jembatan terdiri dari berat masing-masing bagian struktural dan elemen-elemen non structural 7

8 125 mm 125 mm 200 mm 200 mm 200 mm 200 mm 500 mm 200 mm 200 mm 2. Beban Lalu Lintas Beban lajur D 1. Beban terbagi rata (UDL) dengan intensitas q kpa, dengan q tergantung pada panjang yang dibebani total (L) sebagai berikut: L 30m, q = 8 kpa L > 30m, q = kpa L 2. Beban garis (KEL) sebesar p kn/m, ditempatkan dalam kedudukan sembarang sepanjang jembatan dan tegak lurus pada arah lalu lintas. P = 44 KN/m 3 Beban Truk T Beban truk T adalah kendaraan berat tunggal dengan tiga gandar yang ditempatkan dalam kedudukan sembarang pada lajur lalu lintas rencana. Tiap gandar terdiri dari dua pembebanan bidang kontak yang dimaksud agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat. Hanya satu truk T boleh ditempatkan per lajur lalu lintas rencana. Beban T merupakan muatan untuk lantai kendaraan. Muatan T = 100% P = 10 ton 5 m 8 50 kn 200 kn 200 kn 225 kn 225 kn 25 kn 500 mm 25 kn ,5 kn kn m 112,5 100 kn kn 500 mm ,5 kn kn 500 mm 112,5 100 kn kn 2.75 m Gambar 3.3 Beban Truk T 4 Beban Untuk Pejalan Kaki Semua elemen dari trotoar atau jembatan penyeberangan yang langsung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk beban nominal 5 kpa m 2.75 m Aksi Lingkungan Beban Angin Kecepatan angin rencana dan type jembatan merupakan faktor utama yang berpengaruh pada intensitas beban angin. Kecepatan angin rencana ditentukan oleh letak geografis dari pantai. Perhitungn beban angin sesuai dengan RSNI T pasal 7.6 hlm 34 Beban Gempa Pengaruh beban gempa hanya ditinjau pada keadaan batas ultimate. Pada metode beban statis ekivalen untuk beton rencana gempa minimum sesuai RSNI T pasal hlm 35. dipakai rumus : TEQ = Kh I WT Dimana : TEQ = Kh = C. S Gaya geser dasar total dalam arah yang ditinjau (KN) Kh = Koefisien gempa horisontal WT = Berat total nominal bangunan yang mempengaruhi percepatan gempa, diambil sebagai beban mati ditambah beban mati tambahan (KN) I C = Faktor kepentingan = Koefisien gempa dasar untuk daerah waktu kondisi setempat yang sesuai S = Faktor tipe bangunan (1-3) Gaya Rem Pengaruh gaya rem dan percepatan lalu lintas harus dipertimbangkan sebagai gaya memanjang. Gaya ini tidak tergantung pada lebar jembatan. Untuk panjang struktur tertahan, gaya rem diberikan (BDM 1992 hlm 2.21) : - L 80: gaya rem S.L.S = 250 KN - 80 L 180 : gaya rem S.L.S = (2.5 L + 50) KN - L 180 : gaya rem S.L.S = 500 KN Desain Struktur Analisa pembebanan menurut yang ada pada struktur jembatan tersebut. 8

9 Analisa struktur dengan manual dan program Bantu seperti SAP 2000 Perhitungan plat kendaraan, trotoar dan kerb: Perhitungan trotoar menggunakan rumus : Luas areal yang dibebani pejalan kaki A = Lebar trotoar x panjang jembatan Perhitungan kerb menggunakan rumus : Mu = gaya horizontal x tinggi kerb (yang direncanakan) Perhitungan plat lantai kendaraan Tebal minimum plat lantai kendaraan adalah : ts 200 mm ts (100 + (40 x L)) mm Dimana : L = Bentang dari plat lantai kendaraan antara pusat tumpuan (m) 3.5 Sambungan Setiap struktur adalah gabungan dari bagian-bagian tersendiri atau batang-batang yang harus disambung bersama ( biasanya di ujung batang ) dengan beberapa cara. Salah satu cara yang digunakan adalah pengelasan, cara lain ialah menggunakan alat penyambung seperti paku keling dan baut Bangunan Bawah Jembatan Perencanaan Abutmen 1. Perencanaan abutment Beban dari bangunan atas Berat sendiri abutment Beban tekanan tanah aktif Koefisen tekanan tanah nominal harus dihitung dari sifat sifat tanah yang ditentukan berdasarkan pada kepadatan, kadar kelembaban, kohesi sudut geser dalam dan sebagainya. Dan sifat sifat tanah tersebut dapat diperoleh dari hasil pengukuran dan pengujian tanah. Untuk bagian tanah di belakang dinding penahan harus diperhitungkan adanya beban tambahan yang bekerja apabila beban lalu lintas kemungkinan akan bekerja pada bagian daerah keruntuhan aktif teoritis. Besarnya beban tambahan ini bekerja secara merata pada bagian tanah yang dilewati oleh beban lalu lintas tersebut Gaya vertikal akibat DL gelagar dan LL (UDL x kejut, KEL x kejut) Gaya horisontal akibat beban gempa dan REM Momen yang terjadi akibat gaya vertikal dan horisontal 2. Penulangan abutment Perencanaan Pondasi Tiang Pemilihan Tiang Pancang Untuk memilih bentuk pondasi yang memadai, perlu diperhatikan apakah pondasi itu cocok untuk berbagai keadaan di lapangan dan apakah pondasi itu memungkinkan untuk diselesaikan secara ekonomis sesuai dengan jadwal kerjanya. Bila keadaan tersebut ikut dipertimbangkan dalam menentukan macam pondasi, hal-hal berikut ini perlu dipertimbangkan. 1. Keadaan tanah pondasi 2. Batasan-batasan akibat konstruksi di atasnya (superstructure) 3. Batasan-batasan dari sekelilingnya 4. Waktu dan biaya pekerjaan Berikut ini diuraikan jenis-jenis pondasi sesuai dengan keadaan tanah pondasi yang bersangkutan. 3.7 Tahap Pelaksanaan Metode pelaksanaan yang akan dibahas di sini lebih ditekankan pada metode pelaksanaan struktur busur / lengkung baja yang memang merupakan bagian yang paling penting dari steel arch bridge. Sebelum pelaksanaan untuk struktur busurnya, didahului dengan pelaksanaan struktur pendukungnya meliputi bagian bagian : Approach bridge. Abutment dan pondsi di kedua sisinya. Untuk tahap pelaksanaan dari struktur busur digunakan sistem perancah gantung. 9

10 BAB IV PERENCANAAN LANTAI KENDARAAN DAN TROTOAR 4.1 Perencanaan Lantai Kendaraan Untuk tebal minimum pelat minimum pelat lantai kendaraan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : Aspal Beton d4 d3 BAB V PERENCANAAN GELAGAR JEMBATAN Untuk perencanaan gelagar jembatan ini menggunakan profil baja dengan mutu BJ 50, dengan ketentuan sebagai berikut : -Tegangan leleh fy = 290 Mpa -Tegangan ultimate fu = 500 MPa -Modulus Elastisitas E = 2 x 10 6 kg/cm 2 Gelagar Memanjang d4 d3 Balok Memanjang 150 Balok Melintang λ= 500cm Gambar 5.1 Detail Perencanaan Gelagar Gambar 4.1 Lantai Kendaraan Beton : ts 200mm(BDM5.3.2) ts b1 = (1,50) = 160mm Jadi dipakai tebal pelat beton (d3) = 200 mm Dimana : Ts (d3)= tebal pelat lantai kendaraan (mm) b 1= bentang pelat lantai antara pusat tumpuan (m) Direncanakan pelat lantai kendaraan dari beton dengan ketebalan 20 cm. Data data perencanaan : f' c = 25 MPa 25 MPa fy = 400 MPa 390 MPa - tulangan rencana (D) = 16 mm se jarak 100 mm - tulangan pembagi (Ø) = 12 mm se jarak 200 mm 4.2 Perhitungan Kerb a. Data data perencanaan : Lebar Trotoar = 60 cm Tinggi pelat trotoar = 20 cm Mutu beton f c = 25 MPa Mutu baja fy = 400 Mpa Untuk perencanan gelagar memanjang dipilih profil WF 450 x 300 x 10 x Pembebanan a. Beban Mati b Beban Hidup - Beban terbagi rata (UDL) Menurut ketentuan RSNI T ps untuk : c L L 30 m ; q = 9,0 kpa 15 > 30 m ; q = 9,0 0,5 + kpa L - Beban garis (KEL) Beban garis (KEL) sebesar p kn/m, ditempatkan tegak lurus dari arah lalu lintas pada jembatan dimana besarnya : P = 49 kn/m = kg/m Momen akibat beban truck T Beban truck T adalah sebesar 112,5 kn (RSNI 6.4.1) dengan faktor kejut DLA = 0, Kontrol lendutan Persyaratan untuk lendutan per bentang memanjang (L = 5 m) Lendutan ijin : ijin = 1 λ = 1 = 0,625 cm x a. Lendutan akibat beban hidup (UDL+KEL) 4 o 3 = 5 Q L λ + 1 P1 L (udl+ kel) 384 E I 48 E I x x 10

11 4 3 = 5 20,25x ( 500 ) x (500) ,1 x 10 x ,1 x 10 x = 0,16 + 0,45 = 0,61 cm o (udl + kel) ijin 0,61 0,625 OK! 5.2 Perencanaan Gelagar Melintang Untuk perencanan awal gelagar melintang dipilih profil : WF 900 x 300 x 16 x 28 Gambar 5.2 Beban yang diterima satu balok melintang Persyaratan untuk lendutan (L = 8,00 m) ijin = 1 = 1 λ x 800 = 1.00 cm a. Lendutan akibat beban hidup (UDL + KEL) o = (udl + kel ) 5 QLλ 384 E I = 5 182,16 x (800) 4 tr P L 48 1 E I 6 tr x (800) x 10 x7,667 x x 10 x 7,667x10 = 0,63 + 0,079 = 0,709 cm 1,00 cm OK b Lendutan akibat beban truck : A 800 Balok Melintang Gambar 5.3 Lendutan akibat Pembebanan Truk (kondisi a) T C L T Balok Memanjang B 3 5 P = 112,5 (1 + 30%). Lf = 263,25 kn = kg Karena momen terbesar adalah saat truk pada kondisi (a) yaitu saat terdapat 2 truk sejajar : o ( T1 ) = P ( a. 2 b 2 3EI. L = ( ) 3.( ).(5,48X10 5 ).800 = 0,13 cm o ( T2 ) = P ( a 2. b 2 ) 3EI.L = ( ) 3.( ).(5,48X10 5 ).800 = 0,24 cm o ( T1,2 ) = 0,13 + 0,24 = 0,37 cm Karena ada 2 truk maka : o o ( Ttotal ) = 2. ( T1,2 ) = 2. 0,37 = 0,74 cm o ( Ttotal ) ijin ) 0,74 1,00 OK!! 5.3 Perhitungan Shear Connector Untuk jarak perhitungan shear connector (BMS ) tidak boleh melebihi nilai sebagai berikut 600 mm 2 x tebal lantai 4 x tinggi shear connector Tinggi minimum dari paku shear connector adalah 75 mm dan jarak antara paku shear connector dengan ujung flens gelagar tidak boleh kurang dari 25 mm. Untuk diameter paku shear connector tidak boleh melebihi : 1,5 x tebal plat flens bila plat memikul tegangan tarik. 2,0 x tebal plat flens bila tidak terdapat tegangan tarik. Digunakan shear connector jenis paku / stud dengan data data sebagai berikut : 11

12 Diameter = 25 mm < 1,5 x 34 =25 mm < 51 mm Tinggi total = 100 mm Jarak melintang antar stud = 130 mm Kuat beton f c= 35 MPa σ c= 0,4 f c σ C = 0,4 x 35 = 14 Mpa Jumlah stud Connector ( n ) Vh = = 36,65 38 Qn ,45 Jadi jumlah shear connector stud yang dibutuhkan sepanjang balok adalah : 2n = 2 x 38 = 76 buah Jarak shear connector = 900/38 = 23,7 cm 24 cm BAB VI KONSTRUKSI PEMIKUL UTAMA 6.1 Umum Konstruksi pemikul utama merupakan bagian terakhir dari kostruksi bagian atas jembatan yang menerima seluruh beban yang ada pada lantai kendaraan kemudian diteruskan ke tumpuan. Perencanaan Tinggi Busur - Tinggi Busur (f) f = 10 m syarat : 1 f 1 untuk 6 L 5 10 = 0,17 0,2 f = m L 60 m 0,17 0,2 K OK 0,167 - Tinggi tampang busur (t) t=1,8m syarat: 1 t 40 L untuk h = 1,8 m = 0,03 L 60m 0,025 0,03 0,04 K OK t Gambar 6.1 Utama λ L f b 1 25 Sketsa Konstruksi Pemikul Data Perencanaan Jembatan : L= 60 m f = 10 m (tinggi fokus / penggantung terpanjang) λ = 5 m ( jarak gelagar melintang ) b = 1,8 m (tinggi penampang busur ) t = 6,7 m (portal akhir - Batang Penggantung Direncanakan profil WF 400 x 200 x 7 x 11 - Rangka Busur (zone profil kecil ) Direncanakan profil WF 400 x 400 x 15x15 - Batang tarik Direncanakan profil WF 400 x 400 x 30 x 50 - Rangka Vertikal dan Diagonal Direncanakan profil WF 400 x 200 x 7 x 11 - Rangka Busur (zone profil besar) Direncanakan profil WF 400 x 400 x 30 x Konstruksi Busur Bentuk Geometrik Busur Persamaan parabola : Yn1 = 4. f. X (Panjang Rangka (L X) 2 L Penggantung ) Yn2 = Panjang penampang busur L = 60 m (Panjang total jembatan) f = 10 m (Tinggi Fokus) 2 2 Sn = ( yn + X ) ( Panjang Busur ) Sn atas = Panjang profil busur atas Sn bawah = Panjang profil busur bawah Dn = Panjang Rangka Diagonal 2 = ( yn + X ) Pembebanan Beban Angin Menurut RSNI T gaya nominal ultimate pada bangunan atas : TEW = 0,0006 x CW x VW 2 x Ab..(kN) Dimana : CW = Koefisien seret (tabel 2.9 BMS, PPTJ hal 2-44) = 1,5 (b/d = 2, bangunan atas masif) VW = Kecepatan angin rencana = 30 m/det. ( > 5 km dari pantai) Ab = Luas ekivalen bagian samping jembatan (m2). 12

13 Sedangkan gaya nominal ultimate pada kendaraan sepanjang jembatan (bekerja pada lantai kendaraan) hanya dipikul oleh ikatan angin bawah : TEW = 0,0012 x CW x VW 2 x Ab..(kN) Bidang vertikal muatan hidup ditetapkan sebagai suatu bidang vertikal yang mempunyai tinggi menerus sebesar 5m di atas lantai kendaraan. Kontrol Lendutan dilakukan dengan program SAP 2000 v 14.2 Adapun hasilnya adalah : Lendutan maksimum = lendutan di tengah bentang (Joint G) = 7,351 cm < ijin = 7,5 cm..(ok) TEW1a TEW1a TEW1 Gambar 6.2 rangka busur TRUK Beban angin yang diterima Beban Gempa Berdasarkan peraturan BMS 92 lampiran A.11 jembatan lengkung termasuk tipe struktur khusus, sehingga untuk perencanaan pembebanan gempanya diperlukan teknik analisa dinamis. Analisa gempa dilakukan dengan bantuan program SAP 2000 v 14.2 (respon spektrum) dengan memasukkan nilai koefisien geser dasar untuk analisa dinamis 6.4 Kontrol Lendutan Syarat lendutan rangka batang pada BMS 7- K7 pasal adalah sebesar : = L 800 dengan adalah lendutan ijin dalam centimeter. Untuk L =60 m = 6000 cm, maka lendutan ijin yang diperbolehkan = L = 6000 = 7,5 cm Kombinasi pembebanan : P mati + P hidup TEW3 TEW2 TEW4 TEW Tew2 0.5 TEW2 + Tew3 + Tew4 Gambar 6.3 Lendutan pada program SAP 2000 v14.2 BAB VII PERENCANAAN RANGKA SEKUNDER 7.1 Ikatan Angin Atas Bentuk konstruksi ikatan angin atas diasumsikan sebagai konstruksi rangka batang bidang. Dan yang berfungsi sebagai batang horizontal adalah konstruksi busur. Profi yang digunakan : Batang diagonal = WF Batang vertikal = WF Gambar 7.1 Ikatan Angin Atas Pada Busur Atas 800 P/2 P P P P P P P P P P P P/ Gambar 7.2 Ikatan Angin Atas Pada Busur Bawah 7.2 Portal Akhir Portal akhir adalah konstruksi berbentuk portal pada bagian ujung jembatan yang meneruskan gaya dari ikatan angin atas ke tumpuan (pondasi). Sebagai kolom pada portal akhir ini adalah busur itu sendiri dan sebagai baloknya digunakan profil WF pada 6000 P/2 P P P P P P P P P P P P/

14 Digunakan profil WF 400 x 400 x 30 x 50 Mutu baja BJ Ikatan Angin Bawah Sebagai batang horizontal adalah gelagar memanjang sedangkan untuk batang vertikal ialah gelagar melintang. 800 P/2 P P P P P P P P P P P P/ Gambar 7.3 Ikatan Angin bawah Dimensi batang diagonal Profil yang dipakai : : WF 200 x 200 x 10 x 16 Sambungan batang diagonal ke pelat simpul Pakai baut d = 24 mm BJ 50 Tebal pelat t = 16 mm BJ 50 Sambungan pelat simpul ke gelagar melintang Gelagar melintang WF 900 x 300 x 16 x 28 Pakai baut d = 24 mm BJ 50 Tebal pelat t = 16 mm BJ Perhitungan Pipa Sandaran Data - data perencanaan : Diameter = 60,5 mm Tebal pipa = 2,3 mm Berat pipa = 3,30 kg/m Fy = 350 Mpa Kontrol Kekuatan Pipa : Beban sandaran ( w ) = 3,30 kg/m 6000 t de Gambar 7.4 Perencanaan Tiang Sandaran BAB VIII PERHITUNGAN SAMBUNGAN DAN PERLETAKAN 8.1 Sambungan Gelagar Memanjang Gelagar Melintang Alat sambung yang digunakan adalah baut mutu BJ 50 yang perencanaannya berdasarkan SNI Kekuatan geser baut (SNI ps ) Vd = φ f x Vn b Dimana Vn= r 1 x f u x m x Ab Keterangan : r 1 = Untuk baut tanpa ulir pada bidang geser ( = 0,5 ) r 1 = Untuk baut dengan ulir pada bidang geser( = 0,4 ) φ f = Faktor reduksi kekuatan untuk fraktur ( = 0,75 ) b f u = Tegangan tarik putus baut. Ab = Luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir. Kekuatan tumpu (SNI ) Rd = φ f x Rn Dimana Rn= 2,4 x d b x t p x f u Keterangan : φ f = Faktor reduksi kekuatan untuk fraktur ( = 0,75 ) d b = Diameter baut nominal pada daerah tak berulir. T p = Tebal pelat. F u = Tegangan tarik putus yang terendah dari baut atau pelat. Data data perencanaan : Profil gelagar melintang WF 900 x 300 x 16 x 28 Profil gelagar memanjang WF 450 x 300 x 10 x 15 Pelat penyambung L t p = 10 mm ; BJ 41 Baut d b = 20 mm ; BJ 50 Φ lubang = ,5 = 21,5 mm (dibor) 14

15 h J/2 h Sambungan pada gelagar memanjang (2 bidang geser) 8.2 Perencanaan Perletakan Direncanakan perletakan baja Mutu baja = BJ 50 Mutu beton= f c 35 Mpa = 350 kg/cm Dari hasil perhitungan didapatkan : S 1 = tinggi pelat penumpu atas sendi = 10 cm S 2 = tebal pelat pemumpu perletakan= 5 cm S 3 = tebal pelat penyokong Vertikal= 3 cm S 4 = tebal pelat vertikal penumpu = 3,5 cm S 5 = tebal pelat lengkung penumpu= 5 cm S2 S5 S1 L L S4 Gambar 8.1 Perencanaan perletakan sendi S3 S2 S3 b S3 Syarat : S 2,5 D 2,5 x 0,6 = 1,5 m < 1,8 m OK Effisiensi kelompok menggunakan persamaan Converse Labbare Ek = 1 θ ( n 1) m + ( m 1) 90mn n Dimana : - m : (jumlah tiang dalam kolom) = 6 - n : (jumlah tiang dalam baris) = 3 - φ : Arc tg (D/S) - D : diameter tiang - S : jarak antara pusat ke pusat tiang = 1,8 m Letak Abutment di Pilecap J/1 Tiang Pancang Ø 60 cm J/2 J/1 SECTION - I/1 Gambar 8.2 perencanaan perletakan rol BAB IX STRUKTUR BAWAH JEMBATAN 9.1 Perhitungan Tiang pondasi Untuk menghitung daya dukung tiang kelompok direncanakan konfigurasi dan koefisien efisiensinya. Perumusan untuk mencari daya dukung tiang kelompok adalah sebagai berikut : Q L (group)= Q L (1 tiang) x n x η Direncanakan pondasi tiang pancang Ø60 cm dengan konfigurasi 3 x 8. L = 11 m Jarak antar tiang (S) = 1,8 m. Daya dukung tanah untuk 1 tiang yang digunakan adalah daya dukung tanah BH1 dan BH2 Denah Tiang Pancang Gambar 9.1 perencanaan tiang pancang - Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv) akibat beban vertikal (V), horisontal (H) dan momen (M) pada kepala tiang (poer) adalah sebagai berikut : - Pv = V Mx.Ymax My.Xmax n Σ Y Σ X Kontrol terhadap gaya aksial Untuk Ø60 cm kelas C pada Wika Piles Classification gaya aksial tidak boleh melebihi 211,60 ton. Pv max = 94,66 ton < P ijin = 211,60 ton OK 15

16 9.2 Perencanaan Anchor Untuk perencanaan Anchor pada abutment direncanakan berdasarkan gaya maksimum yang terjadi P max yang terjadi pada tiap perletakan = 216,077 kg maka akan direncanakan Tulangan anchor untuk abutment Gambar 9.2 Jenis anchor Gambar 9.3 Sistem pemasangan anchor Direncanakan : Pmax dari SAP = kg Direncanakan 4 anchor untuk tiap perletakan, maka : Pmax 1 anchor = : 4 = kg V 1 anchor = : 4 = ,5 kg Diameter tul anchor = 32 mm Panjang anchor = 1000 mm Jenis anchor yang digunakan adalah tipe L BAB X KESIMPULAN 1 Dimensi melintang lantai kendaraan lengkap dengan trotoar adalah 8 m untuk jalan 2 jalur 2 arah. Tinggi fokus busur adalah 10 m. 2 Lantai kendaraan berupa balok komposit dengan dimensi profil untuk gelagar melintang berupa WF 900 x 300 x 16 x 28 dan gelagar memanjang yaitu WF 450 x 300 x 10 x 15 dengan menggunakan mutu baja BJ Struktur utama busur berupa profil WF 400 x 400 x 30 x 50 dan WF 400 x 400 x 15 x 15 kabel penggantung menggunakan profil WF 400 x 200 x 7 x 11 dengan mutu baja BJ Struktur sekunder berupa ikatan angin atas dengan dimensi profil yaitu WF 200 x 200 x 10 x 16 (horizontal) dan WF 250 x 250 x 11 x 11 (diagonal), ikatan angin bawah menggunakan profil WF 200 x 200 x 10 x 16 (diagonal), sedangkan untuk dimensi portal akhir berupa profil WF 400 x 400 x 30 x 50 (balok) dan busur (kolom) dengan menggunakan mutu baja BJ Perletakan berupa sendi-rol 6 Beban gempa menggunakan Analisa Dinamic (Respon Spectrum) 7 Stabitas struktur bangunan bawah diperhitungkan untuk beban layan (service load) dan juga dikontrol terhadap beban-beban selama masa pelaksanaan 8 Perletakan berupa sendi-rol 9 Beban gempa menggunakan Analisa Dinamic (Respon Spectrum) 10 Stabitas struktur bangunan bawah diperhitungkan untuk beban layan (service load) dan juga dikontrol terhadap beban-beban selama masa pelaksanaan DAFTAR PUSTAKA Bridge Management System. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan. BMS Departemen PU Dirjen Bina Marga.. Gunawan, R Tabel Profil Konstruksi Baja. Kanisius, Yogyakarta. Irawan, Djoko. (1998). Diktat Kuliah Jembatan. Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS, Surabaya. 16

17 Marwan dan Isdarmanu (1998). Diktat Struktur Baja I. Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS, Surabaya. Standard Nasional Indonesia. Standard Pembebanan untuk Jembatan. RSNI T Departemen PU Dirjen Bina Marga. Standard Nasional Indonesia. Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan. RSNI T Departemen PU Dirjen Bina Marga. Standard Nasional Indonesia. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Jembatan. SNI 2833:2008. Departemen Pekerjaan Umum Standard Nasional Indonesia. Perencanaan Struktur Beton untuk Gedung SNI Struyk, H.J., dan K.H.C.W. Van der Veen Jembatan. Pradnya Paramita, Jakarta. Untung, D. Diktat Teknik Pondasi. Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS, Surabaya. 17

18