BAB V PERENCANAAN. Adapun perhitungan perencanaan meliputi :

Transkripsi

1 BAB V PERENCANAAN Dari hasil analisa data, maka ditetapkan bahwa perencanaan jalan meliputi perencanaan geometrik dan perencanaan konstruksi perkerasan. Perencanaan geometri hanya merencanakan Alinyemen Vertikal, Karena tidak terdapat perhitungan alinyemen horizontal. Adapun perhitungan perencanaan meliputi : 1. Perhitungan perencanaan Geometri yaitu alinyemen vertikal. Perhitungan struktur perkerasan lentur jalan raya 3. Perencanaan Struktur Jembatan Untuk mengetahui letak elevasi suatu jembatan dalam perhitungan alinyemen vertikal maka diperlukan denah jembatan dan peta kontur yang disajikan dibawah ini : 5.1 Perencanaan Alinyemen Vertikal Alinyemen vertikal adalah perpotongan antara bidang vertikal dengan sumbu jalan. Untuk jalan dengan dua lajur, alinyemen vertikal ini adalah perpotongan bidang vertikal melalui sumbu atau as jalan. Didalam perancangan geometrik jalan harus diusahakan agar alinyemen vertikal mendekati permukaan tanah asli yang secara teknis berfungsi sebagai tanah dasar,untuk dapat mengurangi pekerjaan tanah Dalam perencaan alinyemen vertikal mengambil spesifikasi Teknis dari bab perencanaan yaitu besarnya kecepatan rencana 50 km/jam. Besaran kecepatan rencana ini yang akan dipakai dalam klasifikasi perencanaan alinyemen vertikal yang akan ditentukan berdasarkan Dirjen Bina Marga Standar Perencanaan Geometri untuk Jalan Perkotaan, 199 adalah sebagai berikut : 117

2 a. Panjang lengkung minimum vertikal 50 meter b. Jari-jari minimum lengkung vertikal 1. Cekung 1000 meter. Cembung 1400 meter c. Jarak pandang menyiap Adalah jarak pandang yang dibutuhkan sehingga aman dalam melakukan gerakan menyiap dalam keadaan normal. Besarnya jarak pandang menyiap untuk mengurangi kejutan dalam berkendara. +,50 Lv 50 m +8,77 Lv 50 m +8,77 Lv 50 m Lv 50 m +,50 50 m 60 m 5 m 5 m 10 m 5m 5 m 60 m 50 m Gambar 5.1. Alinyemen Vertikal Jembatan Kartini Lengkung Vertikal Cekung Lengkung ini terbentuk pada perpotongan antara kedua kelandaian yang berada dibawah permukaan jalan. g PTV g1 Ev PLV 50 m 60 m Gambar 5. Alinyemen vertikal cekung Jenis lengkung : Vertikal cekung Kecepatan rencana : 50 km/jam Jarak pandang henti : 55 m Jarak pandang menyiap : 0 m g 1 0 % ; g 10 % 118

3 1. Perbedaan aljabar kelandaian (A) A g g1 10% 0% 10%. Panjang lengkung vertikal (Lv) a. Berdasarkan Penyinaran Lampu besar Jarak pandang akibat penyinaran lampu depan (S < L) Diketahui S 55 meter maka JPH sebesar : A* S JPH L ( 3,5* S ) *55 ( 3,5*55) Diketahui S 0 meter maka JPM sebesar : 88,31 m > S (memenuhi) A* S 10 * 0 JPM L 56,087 m > S ( 3,5* S ) ( 3,5* 0) (memenuhi) Jarak pandang akibat penyinaran lampu depan (S > L) Diketahui S 55 meter maka JPH sebesar : JPH L * S (3,5* S) A Diketahui S 0 meter maka JPM sebesar : JPM L * S (3,5* S) A b. Berdasarkan syarat keamanan Dari grafik V hal PPJJR didapat Lv 50 meter c. Berdasarkan syarat kenyamanan 75,75 m > S (tidak memenuhi) 348 m > S (tidak memenuhi) * A V 10*50 Lv 64,10 m d. Berdasarkan syarat keluwesan bentuk Lv 0,6 x V 0,6 x m e. Berdasarkan syarat drainase Lv 40 x A 40 X (tidak memenuhi karena > jarak A-B) Dari data perhitungan diatas diambil Lv 70 m i. Pergeseran vertikal (Ev) AxLv 10x70 Ev 0,

4 ii. Elevasi rencana sumbu jalan - Permukaan lengkung vertikal (PLV) Elevasi PLV Elevasi PPV - + 3,00 + 3,00 1 x Lv x GI 1 x 70 x 0% Stasioning Sta PPV 1 x Lv + 0,50 1 x Pertengahan lengkung (PPV) Elevasi PLV Elevasi PPV + Ev + 3,00 + 0, ,875 STA PPV m - Akhir lengkung Elevasi PLV Elevasi PPV + 1 x Lv x g + 3, x 70 x 10% + 6,5 m STA PTV STA PPV + 1 x Lv + 0,50 m + 1 x m 5.1. Lengkung Vertikal Cembung Lengkung ini terbentuk pada perpotongan antara kedua kelandaian berada dibawah permukaan 10

5 PPV PTV g g1 PLV Ev 60 m 5 m Gambar 5.3 Alinyemen vertikal cembung Perencanaan Alinyemen Jenis lengkung : Vertikal cembung Kecepatan rencana : 50 km/jam Jarak pandang henti : 55 m Jarak pandang menyiap : 0 m g 1 10 % ; g 0 % Untuk Jarak Pandang Henti h 1 1,5 m : h 0,10 m Untuk Jarak Pandang Menyiap h 1 1,5 m : h 1,5 m Perbedaan aljabar kelandaian (A) A g g1 10% 0% 10% Panjang lengkung vertikal (Lv) a. Berdasarkan Jarak Pandang Jarak pandang (S < L) Diketahui S 55 meter maka JPH sebesar : JPH L A* S ( h + h ) 1 00* (memenuhi) karena S 55 m 10 *55 ( 1,5 + 0,10) 73,53 m > S 11

6 Diketahui S 0 meter maka JPM sebesar : JPM L A* S ( h + h ) 1 00* 10 * 0 (memenuhi) karena S 0 m Jarak pandang (S > L) Diketahui S 55 meter maka JPH sebesar : ) ( 1,5 + 1,5) 00 * h1 + h 00* 1,5 + JPH L * S - * 55 - A 10 68,86 m > S (tidak memenuhi) Diketahui S 0 meter maka JPM sebesar : JPM L * S - 00 * h1 + A h ) ) 484 m > S 00 * 1,5 + 1,5 * m > S 10 (tidak memenuhi) b. Berdasarkan syarat keamanan Dari grafik III hal 0 PPJJR didapat Lv 50 meter c. Berdasarkan syarat keluwesan bentuk Lv 0,6 x v 0,6 x m d. Berdasarkan syarat drainase Lv 40 x A 40 X 6,5 60 (tidak memenuhi karena > jarak A-B) Dari data perhitungan diatas diambil Lv 50 m i. Pergeseran vertikal (Ev) AxLv 10x50 Ev 0, ii. Elevasi rencana sumbu jalan - Permukaan lengkung vertikal (PLV) Elevasi PLV Elevasi PPV - 1 x Lv x g 1 + 9,00 1 x 50 x 10% + 6,5 0,10 ) 1

7 Stasion PLV Sta PPV 1 x Lv x m - Pertengahan lengkung (PPV) Elevasi PPV Elevasi PPV Ev + 9,00 0,65 + 8,375 m Stasion PPV + 0,110 m - Akhir lengkung (PTV) Elevasi PTV Elevasi PPV + 1 x Lv x g + 9, x 50 x 0% + 9,00 Stasion PTV STA PPV + 1 x Lv + 0,110 m + 1 x ,135 m 5. Perencanaan Konstruksi Perkerasan Lentur Jalan Raya Struktur perkerasan pada jalan penghubung berdasarkan buku Petunjuk Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya dengan Metode Analisa Komponen, 1987 a. Data-data : a. Umur rencana 0 tahun b. Pertumbuhan lalu lintas 1,51 % c. Untuk CBR diambil dari data CBR pada jalan dr. Cipto yaitu : 4, 4, 3.5, 4, 4.35, 3., Penggunaaan CBR pada jalan dr. Cipto untuk perencanaan konstruksi perkerasan lentur pada oprit jembatan Kartini dikarenakan karakteristik tanah pada kedua tempat tersebut dimungkinkan hampir sama, karena letak kedua jalan tersebut dalam jarak yang tidak terlalu jauh. 13

8 1. Cara Grafis Tabel 5.1 Nilai CBR pada Jl. Dr. Cipto Semarang CBR Jumlah yang sama atau yang lebih besar Prosentase yang sama atau lebih besar 3,0 3,50 4,00 4,00 4,00 4, /6 x 100% 100% 5/6 x 100% 83,33% 4/6 x 100% 66,67% - - 1/6 x 100% 16,67% Sumber : Ibnu F.Z. dan Moch. Rezani I.,Tahun 004 (%) CBR mewakili 3, ( CBR) Sumber : Ibnu F.Z. dan Moch. Rezani I.,Tahun 004 Gambar 5.4 Grafik Nilai CBR Dari grafik diatas didapat harga CBR rata-rata 90% ( CBR mewakili ) sebesar 3,4. 14

9 . Menurut RDS ( Road Design System ) Menurut RDS ( Road Design System ), nilai CBR desain diperoleh dengan rumus : CBR desain CBR rata-rata ( 1 * SD ) Keterangan : CBR desain CBR rata-rata ada nilai CBR rencana yang dicari nilai CBR rata-rata yang diperoleh dari data yang n CBR 1 n, n jumlah data SD Standar Deviasi ( Simpangan Baku ) Peritungan CBR : n n 1 CBR n ( n 1) n 1 CBR CBR ( 90% nilai yang sama ) ( 3, + 3, ,35 ) 6 3,84 Standar Deviasi 1,49 ( + 3, ,35 ) ( 3,05 ) 6 3, 6 ( 6 1) Sehingga didapat nilai CBR desain 3,84 1,49,35 3. Pemeriksaan Urugan Pilihan Nilai CBR tersebut terlalu kecil untuk digunakan dalam menentukan besarnya Daya Dukung Tanah (DDT) dalam perencanaan perkerasan jalan, maka 15

10 diperlukan adanya perbaikan tanah di lokasi. Perbaikan daya dukung tanah yang dipillih adalah dengan melakukan penimbunan menggunakan urugan pilihan sampai dengan elevasi rencana. Pemeriksaan material urugan pilihan dilakukan untuk menilai apakah tanah pada lokasi quarry terdekat dapat digunakan sebagai urugan pilihan. CBR urugan pilihan yang digunakan harus mempunyai syarat nilai > 6. Dalam menentukan lokasi sumber material disarankan dekat dengan lokasi proyek dan harus diperiksa apakah volume ketersediaannya cukup atau diperlukan penambahan beberapa lokasi quarry. b. Perhitungan Data Lalu Lintas Tabel 5. Perhitungan LHR Awal Umur Rencana No Jenis Kendaraan LHR 006 LHR 004 Pertumbuhan Awal Rencana (Kend/hari) lalu lintas (i) (Kend/hari) 1 Kendaraan ringan (LV) ,51% 4.46 Kendaraan berat (HV) 66 1,51% 68 3 Sepeda motor (MC).0 1,51%.743 Jumlah Sumber : Hasil Analisa Tahun 008 Lanjutan Tabel 5. Perhitungan LHR Awal Umur Rencana LHR (Kend/hari/ arah) No Jenis Kendaraan Masa Masa Masa Rencana Perencanaan Pelaksanaan (0 tahun) (1 tahun) (1 tahun) 1. Kendaraan ringan (LV) Kendaraan berat (HV) Sepeda motor (MC) Jumlah Sumber : Hasil Analisa Tahun

11 c. Angka Ekivalen ( E ) Beban sumbu kendaraan Sumber : Buku Rekayasa Jalan Raya, Ir. Alik Ansyori Alamsyah, 001 Menetapkan Angka Ekivalen Beban Sumbu Kendaraan ( E ) Kendaraan ringan ton (LV) 0,0004 Truk as (HV) 5,064 17

12 d. Koefisien Distribusi Kendaraan ( C ) Tabel 5.3 Koefisien Distribusi Kendaraan (C) Kendaraan Ringan *) Kendaraan Berat **) Jumlah Jalur 1 arah arah 1 arah arah 1 jalur 1,00 1,00 1,00 1,00 jalur 0,60 0,50 0,70 0,50 3 jalur 0,40 0,40 0,50 0,475 4 jalur - 0,30-0,45 5 jalur - 0,5-0,45 6 jalur - 0,0-0,40 Sumber : Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya Dengan Metode Analisa Komponen, 1987 Keterangan : *) Berat total < 5 ton, misalnya : Mobil penumpang, Pick up, Mobil hantaran. **) Berat total > 5 ton, misalnya : Bus, Truk, Traktor, Semi Trailer, Trailer. Menetapkan Koefisien Distribusi Kendaraan ( C ) Kendaraan ringan ( lajur arah) dengan berat total < 5 ton (C) 0,50 Kendaraan berat ( lajur arah) dengan berat total > 5 ton (C) 0,50 e. Menetapkan Faktor Regional (FR) Tabel 5.4 Faktor Regional Kelandaian I ( < 6 % ) Kelandaian II ( 6 10 % ) Kelandaian II ( > 10 % ) % Kendaraan Berat % Kendaraan Berat % Kendaraan Berat 30 % > 30 % 30 % > 30 % 30% > 30 % Iklim I < 900 mm/th 0,5 1,0-1,5 1,0 1,5-,0 1,5,0-,5 Iklim II > 900 mm/th 1,5,0-,5,0,5-3,0,5 3,0-3,5 Sumber : Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya Dengan Metode Analisa Komponen,

13 Kelandaian II ( 6 10 ) %, Prosentase kendaraan berat 30 % dengan Iklim II > 900 mm/th, maka didapatkan nilai FR,0 f. Menghitung Lintas Ekivalensi Permulaan (LEP) Nilai LEP kendaraan ditentukan berdasarkan rumus : LEP Σ ( LHRj x Cj x Ej ) Maka nilai LEP tiap golongan dapat dilihat pada Tabel berikut : Tabel 5.5 Perhitungan LEP LHR Awal Koef Angka Jenis Umur Rencana Distribusi Ekivalensi LEP kendaraan (Kend/hari) (C j ) (E j ) Kendaraan ringan (LV) ,5 0,0004 0,885 Kendaraan berat (HV) 68 0,5 5, ,8976 Total ,788 Sumber : Hasil Analisa Tahun 008 g. Menghitung Lintas Ekivalensi Akhir (LEA) Nilai LEA kendaraan ditentukan berdasarkan rumus LEA Σ ( LHRj x Cj x Ej ) Maka nilai LEA tiap golongan dapat dilihat pada Tabel berikut : Tabel 5.6 Perhitungan LEA LHR Akhir Umur Koef Angka Golongan Rencana 0 tahun Distribusi Ekivalensi kendaraan (Kend/hari) (C j ) (E j ) LEA Mobil Penumpang ,5 0,0004 1,1534 Bus 89 0,5 5,064 3,6748 Total ,88 Sumber : Hasil Analisa Tahun

14 h. Menghitung Lintas Ekivalensi Tengah (LET) Nilai LET ditentukan berdasarkan rumus : LET 0,5 x ( LEP + LEA ) 0,5 x ( 171, ,88 ) 198,31 UE 18 KSAL (Unit Ekivalensi 18 Kips Single Axle load) i. Menghitung Lintas Ekivalensi Rencana (LER) Nilai LER ditentukan berdasarkan rumus : LER LET x UR/10 198,31 x 0/10 396,6 UE 18 KSAL (Unit Ekivalensi 18 Kips Single Axle load ) j. Menetapkan Indeks Tebal Perkerasan (ITP) Data data : 1. CBR tanah dasar 6. Dari grafik korelasi DDT dan CBR diperoleh DDT 5,05 3. LER 396,6 4. Indeks permukaan ( IPt ),0 5. Faktor permukaan awal umur rencana ( IPo ) 3,9 3,5 6. Faktor regional ( FR ),0 Berdasarkan data data diatas, maka dengan menggunakan Nomogram 4 diperoleh : ITP 9,15 130

15 Gambar 5.5 Korelasi DDT dan CBR 131

16 Gambar 5.6 Nomogram 4 13

17 k. Menghitung Tebal Perkerasan Lentur Perkerasan jalan menggunakan bahan susun sebagai berikut : Lapis permukaan : Laston ( MS 590 kg ) Lapis pondasi atas Batu pecah kelas A ( CBR 100% ) Lapis pondasi bawah Agregat kelas A ( CBR 70% ) Tebal lapis permukaan laston dan lapis pondasi atas ( batu pecah kelas A ) ditetapkan terlebih dahulu : Berdasarkan tabel batas batas minimum tebal lapisan perkerasan dengan parameter ITP dan jenis bahan perkerasan yanng digunakan didapat tebal minimum dan koefisien kekuatan relatif (a) sebagai berikut : Laston ( MS 590 kg )ATB Batu pecah A ( CBR 100% ) ; a 1 0,35 dan D 1 5 cm ; a 0,14 dan D 0 cm Sirtu kelas A (CBR 70 %) : a 3 0,13 dan D 3? Maka : ITP a 1. D 1 + a. D + a 3. D 3 9,15 0, , ,14. D 3 D 3 9,15 0,35*5 0,14* 0 0,13 35,38 cm 35 cm Maka tebal lapisan Sirtu kelas A (CBR 70 %) sebesar 35 cm. Gambar 5.7 Susunan Perkerasan Jalan 133

18 5.3 Perencanan Struktur Jembatan Data - Data Perancangan 1. Nama Jembatan : Jembatan Kartini pada Bajir Kanal Timur. Lokasi Jembatan : Ruas Jalan Kartini 3. Jenis Jembatan : Lalu Lintas Atas 4. Tipe Jalan : Tipe II Kelas 5. Konstruksi Jembatan : Jembatan Prategang I dengan Lantai Komposit 6. Data Konstruksi Jembatan : Bentang Jembatan : 13, meter (4 x 30,80 m) Lebar Jembatan : 16,00 m (4 lajur) Lebar Jalur : 4 3,5 m Lebar Trotoir Jalan : x 1,00 m 7. Bangunan bawah : abutment tembok penahan kontrafort 8. Tipe pondasi : pondasi tiang pancang 5.3. 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 134

19 c. Balok Prategang Balok prategang yang direncanakan 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 : I ℵ I Gambar 5.8. 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. 135

20 5.3.3 Perhitungan Struktur Atas Sandaran 1 Tiang Sandaran Sandaran selain berfungsi sebagai pembatas jembatan juga sebagai pagar pengaman baik bagi kendaraan maupun pejalan kaki. Sandaran terdiri dari beberapa bagian, yaitu ; Railing sandaran Rail post / tiang sandaran Railing merupakan pagar untuk pengaman jembatan di sepanjang bentang jembatan, yang menumpu pada tiang-tiang sandaran (Rail Post) yang terbuat dari pipa baja galvanished 136

21 Lampu Penerangan Railling Galvanished Diameter 3" Trotoar Tiang Sandaran Lantai Jembatan Balok Prategang Gambar 5.9 Penampang Tiang Sandaran 137

22 Perencanaan tiang sandaran : (1). Mutu beton K-5 ( f c,5 Mpa ) (). Mutu baja BJTP 4 ( fy 40 Mpa ) (3). Tinggi sandaran 1,00 meter (4). Jarak sandaran,00 meter (5). Dimensi sandaran - bagian atas ( 100 x 160 ) mm - bagian bawah ( 100 x 50 ) mm (6). Tebal selimut 0 mm (7). tul. utama 10 mm (8). tul. sengkang 8 mm (9). Tinggi efektif h p 0,5 x tul. utama - tul. sengkang ,5 x mm Penentuan gaya dan pembebanan Muatan horisontal H 100 kg / m ( Letak H 90 cm dari trotoir ) P H x L 100 x,00 00 kg Gaya momen H sampai ujung trotoir ( h ) cm 1,1 m M P x h 00 x 1,1 0 kgm Nmm. M / b d, x 10 6 / ( 100 x 17 ) 0,467 N / mm M fy ρ x 0,8 x fy x 1 0,588x x ρ bxd f 'c 0, ρ - 104,4 ρ ρ 0,0047 ρmin 0,0058 ρmaks 0,0363 ρ < ρ min, dipakai ρ min As ρ x b x d 0,0058 x 100 x 17 15,86 mm Di pakai tulangan Ø 10, As terpasang 157 mm > 15,86 mm 138

23 Lantai Jembatan 1 1 Ø 10 Ø Trotoar Lantai Jembatan Gambar 5.10 Penulangan tiang sandaran Trotoar Trotoir atau sering disebut side walk adalah sebuah prasarana yang diperuntukkan bagi pejalan kaki. Yang dimaksud dengan trotoir di sini pertebalan dari plat lantai kantilever seperti pada gambar di bawah ini. Bagian pertebalan tersebut direncanakan terbuat dari bahan beton bertulang. Trotoir ini direncanakan pada sisi jembatan sepanjang bentang jembatan. Direncanakan : Lebar (b) 1,0 m Tebal (t) 0, m Mutu beton (f'c),5 Mpa Mutu baja ( fy ) 40 Mpa Pembebanan menurut PPPJR SKB 1987 ( ditinjau 1 meter arah memanjang ) adalah sebagai berikut : 139

24 (1). H1 100 kg / m adalah gaya horisontal yang harus ditahan tiang-tiang sandaran pada setiap tepi trotoir yang bekerja pada tinggi 90 cm di atas trotoir. (). H 500 kg / m adalah muatan horisontal ke arah melintang yang harus ditahan oleh tepi trotoir, yang terdapat pada tiap-tiap lantai kendaraan yang bekerja pada puncak trotoir yang bersangkutan / pada tinggi 8 cm diatas penulangan lantai kendaraan bila tepi trotoir yang bersangkutan lebih tinggi dari 8 cm H3 500 kg / m adalah muatan yang ditahan oleh konstruksi trotoir Lampu Penerangan Trotoir Gambar 5.11 Pembebanan Trotoir Pembebanan : (1). Beban Mati P1 ( Pipa sandaran ) x x 3,58 14,3 kg P ( Tiang sandaran ) 0,16 x 0,1 x 0,55 x 400 1,1 kg P3 ( Tiang sandaran ) ½ ( 0,16 + 0,5 ) x 0,1 x 0,45 x 400,14 kg 140

25 P4 ( Balok tepi ) P5 ( Plat lantai ) P6 ( Trotoir ) ½ ( 0,5 + 0,9 ) x 0,1 x 0. x 400 1,96 kg ½ ( 1,0 + 1,00 ) x 0, x 1,00 x ,8 kg 1,0 x 0, x 1,0 x kg. (). Momen Terhadap potongan titik A a. Akibat beban hidup MH1 100 x 1 x 1, kgm MH 500 x 1 x 0,40 00 kgm MH3 500 x 1,00 x 0,3 150 kgm Jumlah akibat beban hidup 480 kgm b. Akibat beban mati MP1 14,3 x 1,03 14,75 kgm MP 1,1 x 1,03 1,75 kgm MP3,14 x 0,97 1,48 kgm MP4 1,96 x 0,90 11,66 kgm MP5 484,8 x 0,50 4,4 kgm MP6 480 x 0, kgm Jumlah akibat beban mati 456,04 kgm Jumlah momen total 1, x MD + 1,6 ML 1, x 456,04 + 1,6 x ,48 kgm 1,315 x 10 7 Nmm d h p ½ tulangan utama 00 0 ½ x mm M / b d 1,315 x 10 7 / ( 1000 x 174 ) 0,434 N / mm M fy ρ x 0,8 x fy x 1 0,588x x ρ bxd f 'c 0, ρ - 104,4 ρ ρ 0,

26 ρmin 0,0058 ρmaks 0,0363 ρ < ρ min, dipakai ρ min As ρ x b x d 0,0058 x 1000 x , mm Di pakai tulangan Ø 1-100, As terpasang 1131 mm > 1009, mm Tulangan pembagi 0, x As tulangan utama 0, x , mm Jadi tulangan yang digunakan Ø 8 00 ( As 51 mm ) 3 3 Gambar 5.1 Penulangan Lantai Trotoir Pelat Lantai Kendaraan Direncanakan : (1). Tebal pelat lantai kendaraan ( h ) : 0 cm (). Tebal aspal ( t ) : 5 cm (3). Tebal lapisan air hujan ( t h ) : 5 cm (4). Mutu beton ( f'c ) : K-5 ( f c,5 Mpa ) (5). Mutu baja ( fy ) : 40 Mpa ( BJTP 4 ) 14

27 (6). Berat Jenis ( BJ ) beton : 400 kg/m 3 (7). Berat Jenis ( BJ ) aspal : 00 kg/m 3 (8). Berat Jenis ( BJ ) air hujan :1000kg/m 3 143

28 Gelagar Beton Prategang Lantai Jembatan Tiang Sandaran Perkerasan aspal Diafragma Trotoir Gambar 5.13 Penampang Melintang Jembatan 144

29 1. Pembebanan Akibat Beban Mati Beban mati ( D ) pada lantai kendaraan Berat sendiri pelat h x b x BJ beton 0, x 1 x kg/m' Berat aspal t x b x BJ aspal 0,05 x 1 x kg/m' Berat air hujan th x b x BJ air 0,05 x 1 x kg/m' Σ Beban Mati (q D ) Berat sendiri pelat + Berat aspal + Berat air hujan kg/m' 6,40 kn/m' Diasumsikan plat lantai menumpu pada dua sisi ( arah ly ) dan terletak bebas pada dua sisi yang lain ( arah lx ) Gelagar Pratekan Pelat Lantai Gambar 5.14 Denah Plat Lantai. 145

30 ly lx Gambar 5.15 Asumsi perletakan plat lantai jembatan Menurut PBI 71 Tabel : Mlx 0,063 x q x ( lx ) Mlx 0,063 x 6,4 x 1,85 1,3799 knm Mtx -0,063 x q x ( lx ) Mtx -0,063 x 6,4 x 1,85-1,3799 knm Mly 0,013 x q x ( lx ) Mly 0,013 x 6,4 x 1,85 0,848 knm Beban Akibat Muatan "T" pada Lantai Kendaraan m m kn m kn Gambar 5.16 Muatan T 146

31 Beban roda : T 100 kn Bidang roda : bx 50 + ( ) 90 cm 0,9 m by 0 + ( ) 60 cm 0,6 m Bidang kontak : bxy 0,6 x 0,9 0,540 m Muatan T disebarkan : T 100 / 0, ,185 kn/m 50 cm 0 45 o 90 cm 5 cm 10 cm 10 cm 60 cm Gambar 5.17 Penyebaran muatan T pada lantai Digunakan tabel Bittner ( dari DR. Ernst Bitnner ), dengan ; lx 1,85 ly ( karena tidak menumpu pada gelagar melintang ) dan setelah di interpolasi, hasilnya sebagai berikut : Momen pada saat 1 ( satu ) roda berada pada tengah-tengah plat tx 90 tx / lx 0,486 fxm 0,1477 lx 185 ty 60 ty / lx 0,34 fym 0,097 lx 185 Mxm 0,1477 x 185,185 x 0,6 x 0,9 14,77 knm Mym 0,097 x 185,185 x 0,6 x 0,9 9,7 knm Momen total ( beban mati + muatan T) Arah - x : Mxm 1, ,77 16,1499 knm Arah - y : Mym 0, ,7 9,5548 knm Momen pada saat ( dua ) roda berdekatan dengan jarak antara as ke as minimum 1,00 meter. Luas bidang kontak dapat di hitung atas bagian ( I & II ) sebagai berikut : 147

32 60 87, , ( I ) ( II ) Gambar 5.18 Bidang kontak dihitung atas bagian Bagian - I : tx 185 lx 185 tx / lx 1 fxm 0,0910 ty 60 lx 185 ty / lx 0,34 fym 0,0608 V Mxm 0,0910 x 185,185 x 0,6 x 1,85 18,705 knm Mym 0,0608 x 185,185 x 0,6 x 1,85 1,497 knm Bagian II : tx 10 tx / lx 0,054 fxm 0,539 lx 185 ty 60 ty / lx 0,34 fym 0,1161 lx 185 Mxm 0,539 x 185,185 x 0,6 x 0,1,811 knm Mym 0,1161 x 185,185 x 0,6 x 0,1 1,9 knm Jadi : Mxm I II 15,884 knm Mym I II 11,07 knm Momen total ( beban mati + muatan T ) Mxm 1, ,884 17,639 knm Mym 0, ,07 11,4918 knm Akibat beban sementara Beban sementara adalah beban angin yang bekerja pada kendaraan sebesar q 150 kg/m pada arah horizontal setinggi (dua ) meter dari lantai 148

33 m q 150 kg/m 1,75 m Gambar 5.19 Tinjauan terhadap beban angin VI Reaksi pada roda ( x 4 x 1x 150 ) / 1,75 685,71 kg 6,857 kn Sehingga beban roda, T , ,857 kn Beban T disebarkan 106,857 : ( 0,6 x 0,9 ) 197,9 kn Di tinjau akibat beban 1 ( satu ) roda ( yang menentukan ) pada tengah-tengah plat. Mxm 0,1477 x 197,9 x 0,6 x 0,9 15,784 knm Mym 0,097 x 197,9 x 0,6 x 0,9 9,906 knm Momen total ( beban mati + beban sementra ) ; Mxm 1, ,784 17,1639 knm Mym 0, ,906 10,1908 knm Momen desain di pakai momen yang terbesar Mxm 17,639 knm Mym 11,4918 knm. Penulangan Plat Lantai a. Penulangan lapangan arah x Mxm 17,639 knm Mu M / φ Mu 17,501 / 0,8 1,579 knm Direncanakan tulangan Ø 1 dx h p 0,5 Ø ,5 x mm M / b d 1,579 / ( 1 x 0,154 ) 909,89 kn / m 909, N / mm M fy ρ x 0,8 x fy x 1 0,588x x ρ bxd f 'c 909, ρ - 104,4 ρ 149

34 ρ 0,0049 ρmin 0,0058 ρmaks 0,0363 ρ < ρ min, dipakai ρ min As ρ x b x d x ,0058 x 1 x 0,154 x , mm Di pakai tulangan Ø 1 15 As terpasang 905 mm > 893, mm b. Penulangan lapangan arah y Mym 11,4918 knm Mu M / φ Mu 11,4918 / 0,8 14,365 Direncanakan tulangan Ø 1 dy h p 0,5 Øy Øx mm M / b d 14,365 / ( 1 x 0,14 ) 71,408 kn / m 71, N / mm M fy ρ x 0,8 x fy x 1 0,588x x ρ bxd f 'c 71, ρ - 104,4 ρ Dari perhitungan didapat : ρ 0,0038 ρmin 0,0058 ρmaks 0,0363 ρ < ρ min, dipakai ρ min As ρ x b x d x ,0058 x 1x 0,14 x ,6 mm Di pakai tulangan Ø 1 15 As terpasang 905 mm > 83,6 mm Penulangan tumpuan Dari PBI 71 pasal ( ) tulangan momen negatif paling sedikit 1/3 (sepertiga) dari tulangan tarik total yang diperlukan di atas tumpuan Mtx total 1, ( 1/3 x 17,639 ) 1, ,7546 7,135 knm Mu M / φ Mu 7,135 / 0,8 8,919 knm M / b d 8,919 / ( 1 x 0,154 ) 376,075 kn / m 376, N / mm 150

35 M fy ρ x 0,8 x fy x 1 0,588x x ρ bxd f 'c 376, ρ - 104,4 ρ Dari perhitungan didapat : ρ 0,00 ρmin 0,0058 ρmaks 0,0363 As ρ x b x d x 10 6 ρ < ρ min, dipakai ρ min 0,0058 x 1 x 0,154 x , mm Di pakai tulangan Ø 1 15 As terpasang 905 mm > 893, mm II Ø Balok Prategang Girder I Balok Prategang Girder I I Balok Prategang Girder I I Ø Ø D D D D 1 Balok Prategang Girder I Balok Prategang Girder I Balok Prategang Girder I Balok Prategang Girder I Ø Balok Prategang Girder I Balok Prategang Girder I POTONGAN II - II Skala 1 : 0 Ø II Ø Gambar 5.0. Penulangan plat lantai kendaraan 151

36 5.3.4 Gelagar Spesifikasi Teknis : Lebar Jembatan 16 meter Panjang Gelagar 30,80 meter Jarak Antar Gelagar 1,85 meter Kelas Jalan 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 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 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 Dalam perencanaan ini digunakan tanda positif untuk tegangan tekan (+) dan tanda negatif untuk tegangan tarik (-) 15

37 Analisa Penampang Balok 1. Sebelum Komposit b eff I ℵ I Yt(p) Yt(c) cgc composit cgc prestress Yb(p) Yb(c) Gambar 5.1 Gambar Potongan Melintang Balok Girder 30,8 m Tabel 5.7. Analisa Penampang Balok Prategang No A (cm ) Y (cm) A.Y(cm 3 ) I (cm 4 ) A. (Y-Yb(p)) Ix (cm 4 ) 1 687,5 153, , , , , , ,75 433, , , ,50 434, , , , , , , ,5 11, , , 54571, , , , ,81 Penentuan cgc balok prategang Yb(p) Σ A. Y / Σ A ,755 / 4773,75 71,14 cm Yt(p) ,14 88,86 cm Penentuan batas inti balok prategang Kt(p) Ix / ( A. Yb(p) ) ,81 / ( 4773,75 x 71,14 ) 43,04 cm Kb(p) Ix / ( A x Yt(p) ) ,81 / ( 4773,75 x 88,86 ) 34,44 cm 153

38 W a W b I Y X t I Y. Sesudah Komposit X b , ,4359 cm 3 88, , ,308 cm 3 71,14 Bma x Bef f Plat Lantai 0 cm Balok Pratekan 160 cm Gambar 5. Komposit Balok Prategang Direncanakan : Mutu beton gelagar prategang : f c 50 Mpa Mutu beton pelat lantai : f c,5 Mpa Modulus elastisitas beton ( E ) 4730 f c E plat 4730,5 E balok Angka ekivalen ( n ) E balok / E plat / 4730, Luas plat lantai 185 x cm Luas plat lantai ekivalen dengan luas beton precast A eki A plat / n 3700 / 1,49 483, cm b eff A eki / t plat 483, / 0 14,161 cm 141,61 mm b eff maximum 1850 mm ( jarak bersih antar balok ) 154

39 Tabel 5.8. Analisa Penampang Komposit No A (cm ) Y (cm) A.Y(cm 3 ) I (cm 4 ) A. (Y-Yb(p)) Ix (cm 4 ) P 4773,75 71, , , , ,6 VI 483, , , ,4 756, , ,5 Penentuan cgc balok komposit Yb(c) Σ A. Y / Σ A ,975 / 756,97 104,968 cm 104,97 cm Yt(c) ,968 75,03 cm 75,03 Penentuan batas inti balok komposit Kt(c) Ix / ( A. Yb(c) ) ,5 / ( 756,97 x 104,968 ) 40,475 cm Kb(c) Ix / ( A x Yt(c) ) ,5 / (756,97 x 75,03 ) 56,3054 cm Pembebanan Balok Prategang : 1. Beban Mati a. Berat sendiri balok prategang ( q 1 ) : q 1 Ac x γ beton pratekan U 0, m x,5 t/m 3 1,1934 t/m 11,934 kn/m 11,934 kn/m A V B 0 30,8 m B V B R A. 30,8 ½. 11, ,8 30,8R A 5660,5349 R A 183,784 kn M R A. x ½. 11,934. x M X 183,784. x 5,967. x Dx 183, ,934. x 155

40 . Jarak Mx Dx 3,85 619,1 137,84 4,00 639,66 136,05 7, ,35 91,89 8, ,38 88,31 11,50 134,38 46,54 1, ,16 40,58 15, ,14 0,00 b. M MATI TOTAL Qtotal Berat sendiri + berat plat + diafragma + berat perkerasan - Berat sendiri balok prategang ( q 1 ) : q 1 Ac x γ beton pratekan U 0, m x,5 t/m 3 1,1934 t/m 11,934 kn/m - Berat plat lantai ( q ) q A plat x γ beton bertulang 0,m x 1,85m x,5 t/m 3 0,95 t/m - Berat Pavement ( q3 ) : q 3 A x γ beton aspal 0,05m x 1,85m x,0 t/m 3 0,185 t/m - Berat diafragma ( P ) : P V diafragma x γ beton bertulang 0,0 m x 1,67 m x 1,075 m x,5 t/m 3 0,8976 t Total beban q q 1 + q + q 3 1,1934 t/m +0,95 t/m + 0,185 t/m,3034 t/m 3,034 kn/m Total beban P 0,8976 t Q,3034 t/m P 1 P P 3 P 4 P 5 P 6 A 0,4 m 6,00 m 6,00 m 6,00 m 6,00 m 6,00 m B 0,4 m m 156

41 Direncanakan dipasang 6 buah difragma dengan jarak antar diafragma 6,00m P 6 x 0,8976 5,386 Ton V B 0 V B R A. 30,8 - P 1. 30,4 P. 4,4 P 3. 18,4 P 4. 1,4 P 5.6,4 P 6. 0,4 - ½. q. 30,8 V B R A. 30,8-0, ,4 0, ,4 0, ,4 0, ,4 0,8976.6,4 0, ,4 - ½. q. 30,8 V B R A. 30,8,34 17,93 13,5 9,11 4,70 0,9 109,549 R A 38,17 Ton M 3,85 R A. 3,85 P 1. (3,85 0,4) ½. q. 3,85 38, , ,45 0,5., ,85 16,787 Tonm 167,87 knm D 3,85 R A P 1 q. 3,85 38,17 0,8976, ,85 8,404 Ton 84,04 kn Jarak Mx Dx ,7 3,85 167,87 84,04 4, ,1 80,59 7,70 179,05 186,39 8,00 33,93 179,48 11,50 71,0 98,86 1,00 767,56 87,34 15,40 904,46 0,00. Beban Hidup a. ( Beban lajur D ) 1 jalur Beban garis P1 ton Beban terbagi rata q Gambar 5.3 Beban D 157

42 Beban lajur D terdiri dari : - Beban terbagi rata sebesar q ton per m per jalur 1,1 q, x < 60 ( L 30 ) (ton/m) untuk 30 < L 60m L 30,8 m q,185 t/m Untuk pias selebar ( S ) 1,85 m q ( q /,75 ) x S (,185/,75 ) x 1,85 1,469 ton/m - Beban garis sebesar P per jalur P 1 ton 0 0 Koefisien Kejut K ,47 ( 50 + L ) ( ,8 ) Untuk pias selebar ( S ) 1,85 m P ( P /,75 ) x K ( 1 /,75 ) x 1,5 x 1,85 10,067 ton x q A 30,8 B Gambar 5.4 Pembebanan akibat beban D Mencari reaksi tumpuan : ΣK V 0 ; R A R B R A + R B - P u - q U x L 0 R A P u + q U x L R A (P u + ( q U x L)) / (10,067 + ( 1,47 x 30,8 )) / 7,671tm Momen pada jarak x dari A : Gaya Lintang pada jarak x dari A : M X R A. x - 1/. q. x D X R A - q. x M X 7,671.x ½. 1,47. x D X 7,671 1,47 x 158

43 b. Akibat rem dan traksi Muatan D untuk pias 1,85 m P ( 1 /,75 ) x 1,85 8,073 ton P (,185 /,75 ) x 1,85 x 30,8 45,73 ton Total Muatan D 53,346 ton Gaya rem 5% x Total Muatan D 5% x 53,346 t,6673 t Tebal aspal 0,05 m Tebal Plat 0, m Jarak garis netral Yt(p) 0,8886 Tinggi pusat berat kendaraan 1,8 m H R,6673 t Z R Yt(p) + h ( pelat & aspal ) + 1,80 0, , + 0,05 + 1,8,9386 m x H R Z R A 30,8 m B Gambar 5.5 Pembebanan akibat rem dan traksi Mencari reaksi tumpuan : Σ M B 0 ( R A x L ) - ( H R x Z R ) 0 ( R A x 30,8 ) - (,6673 x,9386) 0 R A 0,5448 t Momen pada jarak x dari A : Gaya Lintang pada jarak x dari A : M X R A. x D X R A M X 0,5448. x D X 0,

44 Momen Hidup dan Gaya Lintang Hidup Total : Jarak Mx Dx ,39 3,85 966,19,66 4,00 999,4 0,46 7, ,48 166,07 8, ,64 161,66 11,50 39,39 110,1 1,00 9,66 10,86 15,40 557,40 5, Perhitungan Gaya Prategang : Spesifikasi beton prestress (K-500) f c 50 Mpa fci 90%. f c 45 Mpa e max yb ½ Øtendon - ½ Øtul besi - Øtul utama penutup 71,14 ½. 6 1, 1,,5 63,4 cm. Gaya Penampang Awal M MAX Momen dari berat sendiri balok 1415,14 knm Kondisi akan ideal apabila perencanaan disini tidak boleh terjadi tegangan tarik (full prestressing) agar gelagar/balok benar-benar aman terhadap tegangan tarik yang akan berakibat pada keretakan pada balok atau gelagar, sehingga : f atas 0 (tidak boleh ada tegangan tarik) f bawah f ci f tekan 0,6 x f ci 7 Mpa 160

45 3. Tegangan yang terjadi Sebelum kehilangan tegangan dan sebelum plat di cor Beban yang berlaku berat sendiri balok f atas + F A FeYt. M + Ix GELAGAR Ix. Yt F ,75 10 F , 4N F 63,4 888, , , , ,81 10 F FeYb. M. Yb f bawah + A Ix Ix F F 63,4 711, , ,81 10 F N Diambil F terkecil ,4 N F AWAL ,4 f atas f atas + F A FeYt. M + Ix , ,75 10 GELAGAR Ix. Yt f atas 0Mpa 7Mpa...OK F FeYb. M. Yb f bawah + A Ix Ix f bawah ,4 4773, , , , ,4 63,4 888,6 1415, , , , ,4 63,4 711,4 1415, , , ,81 10 f bawah 18,539Mpa 7Mpa...OK Setelah Kehilangan Tegangan Beban yang berlaku berat sendiri balok Losses of prestress 17% (plat di cor) F 0,83 x F 1 0,83 x ,4 N ,8 N 161

46 f tekan setelah Losses Of Prestress f tekan 0,45 x fci 0,45 x 45 0,5 Mpa Beban keadaan 1 sama dengan beban keadaan sehingga momen keadaan sama dengan momen keadaan 1 F FeYt. M. Yt f atas + + A Ix Ix f atas , , ,8 63,4 888,6 1415, , , ,81 10 f atas 11,46Mpa 0, 5Mpa...ok F FeYb. M. Yb f bawah + A Ix Ix f bawah ,8 4773, ,8 63,4 711,4 1415, , , ,81 10 f bawah 14,16Mpa 0, 5Mpa...ok Setelah kehilangan tegangan dan setelah plat lantai dicor Beban yang berlaku Berat sendiri + berat plat + diafragma + berat perkerasan M MAX 904,46 knm F FeYt. M. Yt f atas + + A Ix Ix f atas , ,75 10 f atas 10,519Mpa 0, 5Mpa...ok F FeYb. M. Yb f bawah + A Ix Ix f bawah ,8 4773,75 10 f bawah 6,965Mpa 0, 5Mpa...ok ,8 63,4 888,6 904, , , , ,8 63,4 711,4 904, , , ,

47 Setelah beban luar bekerja dan penampang sudah komposit Beban yang bekerja berat sendiri struktur komposit + beban bergerak Karena pada kondisi diatas beban mati sudah bekerja maka perhitungan yang dimasukan tinggal beban hidup. M Hidup σ σ atas bawah 557,40 knm M. y composite t Ix. composite 6 557, , , ,57 Mpa M. y composite b Ix. composite 6 557, , , ,7561 Mpa Dari perhitungan di atas dapat di buat diagram tegangan seperti pada gambar dibawah ini : a. Diagram Tegangan keadaan I (Sebelum kehilangan tegangan dan sebelum plat di cor) b. 10,958-18,903 8, ,958 15,1336-6,890 18,

48 b. Diagram Tegangan keadaan II (Setelah Kehilangan Tegangan) 8, ,6897 8, , ,5455 1,5609-6,890 14,16 c. Diagram Tegangan Keadaan III (Setelah kehilangan tegangan dan setelah plat lantai dicor) 8, , , , ,5455 1, ,1415 6,9649 d. Diagram Tegangan Keadaan IV (Setelah beban luar bekerja dan penampang sudah komposit) 6,57 5,11-8,

49 e. Diagram Tegangan kondisi akhir (jumlah kondisi III dam kondisi IV) 6,57 5,11 10, ,697 6, ,7561 6,9649-1,791 Tegangan ijin beton : σ 6,8 Mpa < 0,45 f c,50 Mpa atas σ plat 15,49 Mpa < 0,45 f c,50 Mpa σ bawah -1,791 Mpa < -3,54 Mpa Dari kondisi diatas dapat disimpulkan bahwa perencanaan tegangan pada penarikan dengan umur beton 14 hari dan kehilangan tegangan (LOP) 17% diatas aman terhadap tarik Perhitungan Kabel Prategang ( Tendon ) 1. Ukuran tendon M Max 563,06 tonm 5630,6 knm Gaya Prategang efektif (F) : F ,8 N 4079,43 kn Sebelum Kehilangan Tegangan (LOP) 17% Fo ,4 N 4914,968 kn Dari tabel VSL Menurut persyaratan-persyaratan ASTM : Diameter nominal 1,7 mm Tegangan ultimate minimum (fpu) 190 kg/mm 165

50 Tegangan leleh minimum (fpy) 160 kg/mm Nominal section (Ap) 98,71 mm Gaya prestress transfer ; P 98,71 x 190 x 0, ,175 kg Direncanakan menggunakan 3 buah tendon : ,84 Jumlah strand 11, ,75 4 Digunakan 1 kawat untaian. Dari Tabel VSL diperoleh : E5-1 jumlah 1 strand Gaya maksimum 396,5 kips 396,5 x 4,448 kn 1763,63 kn Maka Jumlah tendon yang digunakan : n F awal / Gaya Max 4914,968 / 1763,63,7 3 buah. Perhitungan daerah aman tendon Letak kabel prategang di dalam beton mengikuti lengkung parabola. Agar konstruksi tetap aman maka konstruksi kabel harus terletak di antara kedua garis aman kabel. Diketahui : F awal 4914,968 kn F efektif 4079,438 kn Yt 88,86 cm Yb 71,14 cm Yb(c) 104,97 cm Yt(c) 75,03 cm Ix ,81 cm 4 Ix(c) ,5 cm 4 166

51 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 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 Sebelum kehilangan tegangan dan sebelum plat di cor Beban yang berlaku berat sendiri balok F FeYt. M. Yt f atas + + A Ix Ix M e1 F Gelagar Awal I X ( f Y top top F A. F AWAL AWAL ) e 1 M GELAGAR (7 ) , e M 1 GELAGAR ,83 167

52 Jarak e ,83 3,85-43,865 4,00-48,686 7,70-34,889 8,00-337,389 11,50-89,373 1,00-84,94 15,40-70,907 F FeYb. M. Yb f bawah + A Ix Ix FAWAL I X ( fbottom ) A M e + Y. F F bottom AWAL Gelagar AWAL ( 3.35 ) M Gelagar e + 711, M Gelagar e 570, Jarak e 0-570,30 3,85-444,63 4,00-440,084 7,70-354,87 8,00-348,787 11,50-300,771 1,00-96,340 15,40-8,305 Setelah beban luar bekerja dan penampang sudah komposit f top + F A F. eyt. M + Ix. Yt M + Ix Gelagar HIDUP I. Y X. comp top. com e 3 1 Ix Fefektif M Hidup. Ytcomp M MATr ( ( ftop )) FEfektif Yt A Ixcomp 168

53 e , ,8 M Hidup 750,3 M MSTI ( (,5 )) 888, f e e 3 1 M Hidup 750,3 M MSTI ( (,5 8,5455 )) , ,8 [ M MATI ( ,404. M )] 3 HIDUP bottom F A FeYb. M. Yb M Hidup. Yt + Ix Ix Ix Jarak e3 0-56,461 3,85-156,359 4,00-14,701 7,70 140,815 8,00 159,117 11,50 35,446 1,00 34,110 15,40 401,781 comp comp 1 Ix Fefektif M HIDUP. Ybcomp e 4 ( ( f bootom + )) + M FEfektif Yb A Ixcomp mati e ,8 + M.1049,7 ( ( 3,54 HIDUP )) + M ,8 711, MATI 1 M + HIDUP.1049,7 e 4 ( ( 1,0855 )) + M , MATI 1 e 4 M HIDUP ) + M MATI ,8 [( ,703. ] 169

54 Jarak e ,464 3,85-131,168 4,00-115,060 7,70 1,146 8,00 43,070 11,50 444,456 1,00 465,046 15,40 544,5 Gambar 5.6 Daerah Aman Tendon 3. Lay Out Tendon Prategang Bentuk lay out tendon memanjang adalah parabola. Untuk menentukan posisi tendon digunakan persamaan garis lengkung : Y x Y 4 f ( Lx x ) y f X l Gambar 5.7 Grafik persamaan lengkung parabola 170

55 Dimana : y ordinat tendon x panjang tendon L panjang bentang f tingi puncak tendon 34 58,757 83,514 0 m 15,4 m 16,7 Gambar 5.8 Perencanaan lay out tendon Puncak lengkung tiap tiap tendon adalah sebagai berikut : - Tendon I : f I 98 16,7 81,8 cm - Tendon II : f I 68 16,7 51,8 cm - Tendon III : f I 38 16,7 1,8 cm Contoh perhitungan untuk tendon I 4 f ( lx x ) y1' l 4 x 66,794 x (3080 x x ) 67,176 ( 3080 x x 3080 Untuk x,0 m 00 cm y 67,176 x (3080 x ' 1 y y1' 83,514 16,3 y1 a ) ,3 cm 67,914 cm ) Perhitungan jarak kabel dari tepi bawah disajikan dalam tabel berikut : 171

56 Tabel 5.9 Jarak Tendon dari tepi bawah Jarak Tendon I Tendon II Tendon III 0 83,51 58,76 34, ,9 40,37 6, ,3 39,76 6, ,4 7,3 1, ,14 6,43 0, ,01 19,4 17, ,98 18,77 17, ,7 16,7 16,7 4. 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 3) Akibat susut beton 4) Akibat relaksasi baja. Pada perencanaan jembatan Kartini ini perhitungan kehilangan tegangan menggunakan rumus-rumus dan ketentuan-ketentuan pada Desain Struktur Prategang TY LIN. a. Akibat tegangan elastis beton Dari hasil perhitungan sebelumnya diperoleh : Aps 98,71 mm Ac 4773,75 cm mm F O Es Ec 0,75fpu x Aps x strain x tendon 0,75 x x (0,9871 x 10) x ,5 kg Mpa 500 1,5 x 0,043 x ,895 kg/cm 38006,99 Mpa Ic ,81 cm 4 e 63,4 mm 17

57 M G n 1415,3 knm kgcm Es 5,6 Ec fcs Fo Ac + Fo e Ix M Ge Ix 41985, , ,4 fcs , , ,81 88, ,50 61,6 14,63 kg/cm 14,63 MPa Maka : fp ES 5,6 x 14,63 750,546 kg/cm Pengurangan nilai Pi digunakan reduksi 10 %, maka : fp ES 0,9 x 750,546 kg/cm 675,10 kg/cm 67,51 MPa Karena ada 3 buah tendon ES 0.5 x 67,51 MPa 33,761 Mpa b. Akibat rangkak beton ( Creep Losses ) fp CR Eps Kcr ( fcs fcsd) Ec Kcr untuk struktur pasca tarik, koefisien rangkan beton 1,6 Fcsd 7 Mp * e,85.10 x63,4 I ,81 ` 1,3354 MPa Fcs 14,63 Mpa fp CR Kcr n ( fcs fcsd) 13,354 kg/cm 1,6 x 5,6 x (14,63 1,3354 ) 16,3 MPa c. Akibat susut beton ( Shrinkage ) fpsh SH x Eps Dimana : SH 0,0005 jumlah tegangan susut sisa yang mengurangi besar 0,0005 setelah 173

58 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 d. 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, 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 33,761 MPa + 16,3 MPa + 40 Mpa MPa 137,957 Mpa 174

59 Perencanaan Tulangan Balok Prategang 1. Perhitungan tulangan utama Penulangan Balok prategang didasarkan atas pengangkutan titik. Mu 0.5 q (0,09.L) (0,09*30800).473x10 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 6.473* *1540 0,001 Mpa 0,8 ρ fy (1 0,0588 ρ fy ) f ' c 30 0,001 0,8 ρ 30 (1 0,0588 ρ ) 60 ρ 0, , 4 ρmin 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 ). Perhitungan tulangan geser balok prategang Gaya lintang akibat beban mati (V D ) Akibat gelagar 0,5 q L 0,5 *1193,4 *30, ,36 kg Akibat diafragma 0,5 P 0,5 *4408,8 04,4 kg Akibat plat lantai 0,5 q L 0,5 *95*30, kg + VD 3487,76 kg 34877,6 N 175

60 Gaya lintang akibat beban hidup (V L ) Akibat beban D 0.5 P + 0,5qL 0,5* *1470* ,5 kg Akibat rem dan traksi 0,5 P 0,5 *667,3 1333,65 kg + V L 9017,15 kg 90171,5 N Vu V D + V L 34877,6 N ,5 N ,1 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 Bw Fpc komponen vertikal dari gaya prategang Fo *tg α * ,996 N 18 cm 180 mm F ,4 N Ac ,6 N/mm Vcw (0,9* f ' c + 0,3*fpc)*bw*d + Vp (0,9* ,3*7,6)*180* , , N 176

61 Retak miring akibat lentur (Vci) Vt * Mcr Vci 0,05*bw*d* f ' c + M max Mcr Ic ' *(0,5* Yt ' f ' c + fpc) 11 1,46*10 *(0,5* ,6) , 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 Vt L * x x L * x 3080* * cm mm 8 1,83*10 Vci 0,05*180*1560* ,95 N Jadi dipakai Vc Vci 11511,95 N Φ Vs Vu - Φ Vc Φ vaktor reduksi kekuatan 0,6 0,6 Vs ,1 0,6 *11511,95 Vs ,93 N Tulangan rencana sengkang D10 (As 157 mm ) S Av * fy * d Vs 157*30* ,649 mm 300 mm ,93 Jadi dipakai tulangan sengkang D mm. 177

62 Diafragma Gambar 5.9 Dimensi balok diafragma 1. Perhitungan Balok diafragma Dimensi : h P L 107,5 cm 167 cm 0 cm Ix 1 1 *00*1075 3,07 * mm 4 Kt Kb Ix A* Cb 10, ,167 mm /. Pembebanan diafragma Berat sendiri 0,0*1,075*,5 0,5375 T/m 5,375 N/mm 1 Momen yang terjadi *q*l ,79 Nmm Gaya lintang 0.5 *q*l 0.5 * 5,375 * ,15 N 178

63 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) 1075 mm Mutu beton (f c) 35 Mpa Tebal balok (t) 00 mm Selimut beton 40 mm 1 maks ,5833 mm 300 Ec , Mpa M * L maks 6 * Ec * I 4 6 * Ec * I 6*,78*10 *,07 *10 M * maks L Nmm 10 *3, 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 - (-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 179

64 5. Kondisi Akhir pada saat beban mulai bekerja σ B -0,45*35 σ A -ft -15,75 Mpa -157,5 kg/cm -( 0,5 f ' C ) 0,5 35,958 Mpa 9,58 kg/cm 6. Perhitungan gaya pratekan yang dibutuhkan M σ 11,517 N/mm W 1 * 00 * P σ * A 11,517 * 00 * N Direncanakan menggunakan dua buah tendon sehingga gaya prategang efektifnya menjadi : P *F * F F ,5 N 7. Perhitungan gaya prategang awal Fo ,5 Fo ,875 N 0,8 0, 8 Kontrol Tegangan a. Akibat momen kritis f bottom f top - MT A K A 0,034 Mpa MT A K B ,79 00 *1075 *179, ,034 Mpa ,79 00 *1075 *179,

65 b. Akibat gaya prategang awal Fo ,875 f bottom - A 00 * ,198 Mpa f top - Fo ,875 - A 00 * ,198 Mpa c. Akibat gaya prategang efektif f bottom F ,5 A 00 * ,7585 Mpa F ,5 f top - - A 00 * ,7585 Mpa 8. Kombinasi Tegangan Keadaan awal (a + b) Serat atas (ft) - 0,034-7,198-7,304 Mpa < - 18,9 Mpa...(ok) Serat bawah (fb) 0,034-7,198-7,165 Mpa <,806 Mpa...(ok) Akibat gaya pratekan efektif (a + c) Serat atas - 0,034 5,7585-5,79 Mpa < -15,75 Mpa...(ok) Serat bawah 0,034 5,7585-5,76 Mpa <,958 Mpa...(ok) 9. 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. Gaya prapenegangan terhadap beban Fpu Tpu * luas tampang 19 * 9, ,59 ton 181

66 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 ,5 N 13,81 t ,875 N 154,76 t F O n F O 0,7 Fpu 154,76 1,58 0,7 171,59 10 Perhitungan tulangan balok diafragma Tinggi balok ( h ) 1075 mm Mutu beton K-350 ( f c 35 Mpa ) Berat jenis beton ( BJ ) 400 kg/m 3 Tebal balok ( t ) 00 mm Tebal penutup beton 40 mm φ tulangan φ sengkang tinggi efektif (d ) 16 mm 8 mm h - p - φ sengkang φ tulangan ,5 x mm qd 1, x 0, x 0,84 x ,64 kg/m 4,746 kn / m Tulangan Utama ; M 1/8 ( q x l ) 1/8 ( 4,746 x 1,85 ),0304 knm Mu M / φ Mu,0304 / 0,8,538 knm Mu / bd,538 / ( 0, x 0,84 ) 18,689 kn / m 18, N /mm M fy x 0,8 x fy x 1 0,588 ρ x ρ x bxd f 'c 18,689 E ρ - 774,144 ρ 18

67 Dari perhitungan didapat : ρ 0,00007 ρmin 0,0058 ρmax 0,0564 ρ < ρmin, maka dipakai ρmin As ρmin x b x d 0,0058 x 0, x 0,84 x ,84 mm dipilih tulangan 6 φ 16, As 106 mm > 955,84 mm Tulangan pembagi 0, x As tul. Utama 0, x , mm Dipakai tulangan 4 10 ( As 314 mm > 41, mm ) PLAT LANTAI COR SETEMPAT (K350) STANDAR DIAFRAGMA 1 Ø 1,7 mm PLAT DECK PRACETAK (K350) DIFRAGMA PRACETAK (K350) 6Ø10 6Ø10 10D13 10D13 Gambar 5.30 Layout Tendon Diafragma 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 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). 183

68 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 tulang biasa yang dianyam agar tidak terjadi retakan. Perhitungan untuk mencari besarnya gaya yang bekerja pada end block adalah berupa pendekatan. Gaya yang terjadi pada end block dicari dengan rumus sebagai berikut : Untuk angkur tunggal ( b b1 ) ( b + b ) T o 0.04F Untuk angkur majemuk T o T s ( b b1 ) ( b + b ) F ( 1 γ ) 3 Dimana : T o Gaya pada Spelling Zone T s F b 1, b 3 F Gaya pada Bursting Zone Gaya prategang efektif bagian bagian dari prisma 3 F F F F 100 Gambar 5.31 Gaya pada end block 184

69 Prisma1 F 4914,968 kn / ,3 kn b 1 1,4 cm b 76,5 cm Prisma F 6150 kn / ,3 kn b 1 1,4 cm b 1,4 cm Prisma 3 F 6150 kn / ,3 kn b 1 34 cm b 1,4 cm b b 1 b b 1 b b 1 Tabel 5.10 Perhitungan gaya pada permukaan end block Jarak dari angkur Surface force (Kn) Prisma Gaya F (kn) 3 b b 1 b1 (cm) b (cm) 0.04 F 0. F b b ,34 76,5 1638,3 65,53 13,4 1,34 1, ,3 65, , ,3 65,53 33,46 T o1 max 65,53 kn T o1 ditahan oleh Net Reinforcement yang ditempatkan di belakang pelat pembagi. Kita gunakan tulangan dengan f y 400 MPa. 3 65,53 x 10 A s 163,85 mm 400 Maka dipasang tulangan 4 Ø 10 mm ( A S 314 mm ). T o max 13,4 kn Ditempatkan di belakang dinding end block. Kita gunakan tulangan dengan f y 400 MPa. 3 13,4 x 10 A s 308,55 mm 400 Maka dipasang tulangan 4 Ø 10 mm ( A S 314 mm ). 185

70 Perhitungan gaya pada daerah bursting zone (Ts) Diameter tiap jangkar 6,35 cm a 0,88 d 0,88 x 6,35 5,588 cm 0,056 m VII Penulangan Bursting Zone disajikan dalam tabel berikut : Tabel.5.11 Penulangan Bursting Zone No Uraian Prisma 1 Prisma Prisma 3 Sat 1 Gaya ( F ) 1638,3 1638,3 1638,3 kn Sisi Prisma ( b ) 0,5 0,5 0,5 m 3 Lebar ( a ) 0,056 0,056 0,056 m 4 a 0,4 γ b 0,4 0,4-5 F 43,779 43,779 43,779 Bursting Force T s ( 1 γ) 3 kn 6 Koefisien reduksi ( σ b 0 ) Angkur miring T s' 1,1 Ts 436, , ,157 kn 8 fy ( a ) MPa 9 Ts ' 1165, , ,393 As Tulangan diperlukan a mm 10 Tulangan terpasang Luas tul. terpasang kn Bearing Pad ( Elastomer ) Perletakan direncanakan menggunakan elastomer dengan dimensi yang dipesan sesuai permintaan. Dimensi rencana ( 40 x 45 x 4.5 ) cm. GELAGAR Bearing Pad 4,5 10, Gambar 5.3. Bearing Pad 186