PERENCANAAN GEOMETRI JALAN REL KERETA API TRASE KOTA PINANG- MENGGALA STA STA PADA RUAS RANTAU PRAPAT DURI II PROVINSI RIAU

Transkripsi

1 PERENCANAAN GEOMETRI JALAN REL KERETA API TRASE KOTA PINANG- MENGGALA STA STA PADA RUAS RANTAU PRAPAT DURI II PROVINSI RIAU Vicho Pebiandi Dosen Pembimbing Ir. Wahyu Herijanto, MT

2 BAB 1 PENDAHULUAN

3 1.1 LATAR BELAKANG 1. Panjang jalan rel di indonesia masih sangat terbatas baik dari segi kualitas maupun kuantitas 2. Belum terintegrasinya jaringan jalan rel di pulau Sumatera 3. Jalan raya merupakan satu-satunya moda transportasi di provinsi Riau 4. Tingkat kerusakan jalan raya yang tinggi di Riau

4 1.2 PERUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana trase jalan kereta api yang baik dan efisien 2. Bagaimana bentuk alienemen jalan kereta api yang sesuai dengan persyaratan yang ada 3. Merencanakan susunan jalan rel 4. Menghitung volume timbunan yang diperlukan dalam perencanaan. 1.3 TUJUAN 1. Merencanakan trase jalan kereta api yang baru dan efisien 2. Mendapatkan alienemen jalan kereta api yang sesuai dengan persyaratan yang ada 3. Mendapatkan volume timbunan yang diperlukan dalam perencanaan.

5 1.4 BATASAN MASALAH Data yang dipakai adalah data sekunder Tidak semua panjang trase diperhitungkan Dalam tugas akhir ini tidak membahas persinyalan, jembatan maupun infrastruktur kereta api lain (stasiun, dipo, rumah sinyal) Tidak dilakukan perhitungan kekuatan timbunan jalan KA baru Tidak melakukan perhitungan sistem drainase 1.5 MANFAAT Sebagai masukan dan pembanding terhadap perkembangan pembangunan perkeretaapian di Provinsi Riau

6 1.6 LOKASI STUDI Gambar 1.1 Peta Jaringan Jalan Rel di Pulau Sumatera (Dinas Perhubungan Provinsi Riau)

7 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

8 Geometri Jalan Rel Lebar Sepur Untuk seluruh kelas jalan rel lebar sepur adalah 1435 mm Lengkung Horisontal Alinyemen horizontal Proyeksi sumbu jalan rel pada bidang horizontal. Dengan satuan praktis: h = 11,8. V²/ R R = jari-jari lengkung horisontal (m) V = kecepatan rencana (km/jam) h = peninggian rel dalam lengkung horisontal (maks= 120 mm) Dengan peninggian maksimum, h max-- = 120 mm maka R = 11,8. V²/ 120

9 Geometri Jalan Rel Lengkung Peralihan H = dimana: Lh = panjang minimum lengkung peralihan ( m ) l = panjang proyeksi lengkung peralihan ( mm ) R = jari-jari lengkung horizontal ( km/jam ) Pelebaran Sepur Pelebaran sepur dilakukan agar roda kendaraan rel dapat melewati lengkung tanpa mengalami hambatan seperti tercantum pada tabel berikut: Pelebaran Sepur ( mm ) Jari-jari tikungan ( m ) R > < R > < R > < R > < R > 350

10 Geometri Jalan Rel Lengkung vertikal Alinyemen vertikal adalah proyeksi sumbu jalan rel pada bidang vertikal yang melalui sumbu jalan rel tersebut Kecepatan rencana ( km/jam ) Lebih besar dari 100 Sampai 100 Penampang melintang Jari-jari minimum lengkung vertikal ( m ) Penampang melintang jalan rel adalah potongan pada jalan rel, dengan arah tegak lurus sumbu jalan rel, dimana terlihat bagian-bagian dan ukuran jalan rel dalam arah melintang.

11 Susunan Jalan Rel Tipe dan karakteristik jalan rel Kelas jalan I II III IV V Tipe rel R.60/R.54 R.54/R.50 R.54/R.50/R.42 R.54/R.50/R.42 R.42 Jenis dan komposisi kimia C Si Ma P S 0,60 % - 0,80 % 0,15 % - 0,35 % 0,90 % - 1,10 % Max 0,035 % Max 0,025 %

12 Susunan Jalan Rel Jenis rel menurut panjangnya Rel standar adalah rel yang panjangnya 25 meter Rel pendek adalah rel yang panjangnya maksimal 100 meter Rel panjang adalah rel yang panjang tercantum minimumnya pada tabel 2.9 Sambungan rel Sambungan melayang Sambungan menumpu Penempatan sambungan di sepur Penempatan secara siku Penempatan secara berselang seling Wesel

13 Penambat Penambat rel adalah suatu komponen yang menambatkan rel pada bantalan sedemikian rupa sehingga kedudukan rel adalah tetap, kokoh dan tidak bergeser. Jenis penambat yang dipergunakan adalah penambat elastik dan penambat kaku. Penambat kaku terdiri atas tirpon, maur dan baut. Penambat elastik terdiri atas dua jenis, yaitu penambat elastik tunggal dan penambat elastik ganda.

14 Bantalan Bantalan berfungsi meneruskan beban dari rel ke balas, menahan lebar sepur dan stabilitas ke arah luar jalan rel. Bantalan kayu Bantalan baja Bantalan beton Pratekan Blok Tunggal Dengan Proses Pretension Bantalan beton Pratekan Blok Tunggal Dengan Proses Posttension Bantalan beton Blok Ganda

15 Balas dan Analisa Galian Lapisan balas pada dasarnya adalah terusan dari lapisantanah dasar, dan terletak di daerah yang mengalami konsentrasi tegangan yang terbesar akibat lalu lintas kereta pada jalan rel Fungsi utama balas adalah untuk : Meneruskan dan menyebarkan beban bantalan ke tanah dasar Mengokohkan kedudukan bantalan Meluluskan air sehingga tidak penggenangan air disekitar bantalan dan rel. Untuk menghemat biaya pembuatan jalan rel maka lapisan balas dibagi menjadi dua, yaitu lapisan balas atas dengan material pembentuk yang sangat baik dan lapisan balas atas.

16 BAB 3 METODOLOGI

17 mulai Diagram alir metodologi Studi studi litelatur Mengumpulkan data Mendapatkan trase jalan KA yang baru Perencanaan geometrik jalan KA yang baru Penggunaan jenis penambat Perencanaan sambungan rel Perencanaan bantalan Perencanaan balas Analisa dan perhitungan volume timbunan Selesai

18 BAB 4 KONSTRUKSI JALAN KA

19 Geometri Jalan Rel Lengkung Horizontal X Y Koordinat Awal Koordinat PI Koordinat PI Awal 1937, ,829 Tan α1 = 2719,691 = α1 = 11,408 PI-1 PI-2 Δ = 11,408 Jarak titik awal ke PI-1 = 1937,777 m Jarak titik PI-1 ke PI-2 = 2774,514 m 2719, ,829

20 Geometri Jalan Rel (lanj) Lengkung horizontal (lanj) Contoh perhitungan pada PI 1 Vd = 200 km/jam. Rd = 4000 m Sudut PI1 (Δ 1) =11,408 o e = 0 % Parameter lengkung horizontal Lc = m p = m k = m Ts = m E = m Xs = m Ys = m

21 Geometri Jalan Rel (lanjutan) Skema lengkung horizontal Ts=481,5 m D =11,408 o Xs=92,18 m Ys=1,119 m p=0.279 m SC E=20,184 m CS k=81,938 m Lc=632,12 qs m qs Ls=163,9m R=4000m R=4000m Ls=163.9m TS ST

22 Geometri Jalan Rel (lanj) Alienemen vertikal Contoh Perhitungan Lengkung Vertikal pada STA ,0025 0,0000 Perhitungan Panjang Lengkung Xm = 2 ( ) = m Ym = 2 ( )² = 1,5625 m

23 Profil Rel Menggunakan Rel tipe R-60 dengan data-data rel sebagai berikut: Berat rel teoritis permeter panjang : 60,34 kg/m Momen inersia searah sumbu X ( Ix ) : 3055 cm 4 Modulus elastisitas : 2,1 x 10 6 kg/cm 2 Luas penampang melintang : 76,87 cm 2 Jarak tepi bawah kaki rel ke garis netral : 80,90 mm Dipakai bantalan beton dengan jarak : 40 cm Beban gandar : 18 ton Bahan balas adalah batu pecah dengan C: 8 Lebar sepur : 1435 mm Tegangan ijin rel (σ) : kg/cm 2 digunakan tipe rel R 60 dengan kecepatan rencana 200 km/jam. Tekanan gandar 18 ton, transformasi gaya statis roda menjadi gaya dinamis roda digunakan persamaan Talbot diperoleh σ = 1214,38 kg/cm 2 < tegangan ijin rel 1325 kg/cm 2

24 Bantalan Menggunakan standar bantalan monoblock sleeper of German railways. Data bantalan Panjang bantalan = 2600 mm = 260 cm Kekuatan material: fc' = 600 kg/cm 2 Kemampuan momen yang diijinkan: - di bawah rel (positif) = 1500 kg m - di bawah rel (negatif) = 750 kg m - di tengah bantalan (positif) = 930 kg m - di tengah bantalan (negatif) = 660 kg m momen di bawah rel = ,871 kg cm < momen ijin = kg cm Momen di tengah bantalan = ,712 kg cm < momen ijin = kg cm Tegangan yang terjadi = 24 t/m 2 < tegangan ijin bantalan = 80 t/m 2

25 Bantalan (lanj) Jarak bantalan L direncanakan= 40 cm = 2a, jadi a = 20 cm M max 4k + 10 L = 0,25P x 8k + 7 sehingga M max= 8k + 7 *0,25* P* L 4k + 10 (8*102,812+ 7) = *0,25*9000*40 (4*102, ) = ,538 cm ,538kgcm σ ijin 293,7cm3 = 603,413 kg/cm 2 σ ijin = 1325 kg/cm 2 Dengan demikian pemakaian rel R-60 dengan jarak bantalan 40 cm diterapkan.

26 Susunan Jalan Rel Jarak lubang baut paling tepi dari ujung rel adalah 7,8 cm Gaya yang bekerja pada baut penyambung Direncanakan menggunakan baut dengan diameter 30 mm diperoleh gaya tarik baut sisi tengah (T ) = 3912,652 kg gaya aksial baut sisi luar (T ) = ,848 kg

27 Penambat Data penambat: Jenis pandrol clip tipe PR 300 Daya jepit = 2498 kg Jumlah pandrol per jarak gandar n = 220 = 5,5 => 6 pasang 40 Kuat jepit pandrol = 6 x 2498 = kg Gaya yang terjadi akibat pemuaian F1 = 54,84 kg Gaya yang terjadi akibat beban roda F2 = 11136,51 kg sehingga F1 + F2 = 11191,35 kg < kuat jepit kg

28 Pemasangan rel Celah untuk rel standar dan rel pendek G = L x α x (40-t) + 2 G = x 1,15 x 10-5 x (40-28) + 2 = 5,45 mm Celah untuk rel panjang G = E x A x α x (50-t) x r G = 2,1 x 10 4 x 76,87 x 1,15 x 10-5 x (50-28) x 450 = 11,98336 mm

29 Balas Balas atas Menurut Wahyudi (2003) Db=S-W/2 =40-30/2 = 5 cm Menurut British Regulation tebal balas diperoleh dari tabel V = 200 km/jam maka tebal balas = 38 cm Menurut French Spesification e(m) = N(m) + a(m) +b(m) +c(m) +d(m) +f(m) +g(m) = 0, (2,50-2,60)/2 + (-0,10) = 0,40 m e(m) = ballas + subballas Ballas = 0,40 0,15 = 0,25 m = 25 cm Diambil tebal balas yang maksimum yakni 38 cm = 40 cm

30 Balas (lanj) Balas bawah d2 = d d1 > 15 (cm) d = 58. σ σ 10 t d = 112,65 cm Tebal lapisan balas atas ditentukan berdasarkan perhitungan di atas yaitu setebal 40 cm. d2 = 112,65 40 = 72,659 cm dipakai d2 = 80 cm

31 Analisa Galian dan Timbunan Pada gambar pot. melintang STA , didapat : h skala = 15 m = 1 m aktual Luas galian = 0.00 cm 2 = 0.00 m 2 aktual Luas Timbunan = 12,059 m 2 aktual Pada gambar pot. melintang STA , didapat : H skala = 15 m = 1 m aktual Luas galian = 0.00 m 2 aktual Luas Timbunan = 12,059 m 2 aktual Perhitungan galian : Luas galian rata-rata segmen 1 : = 0.00 m 2 Volume galian segmen 1 : = 0.00 m 3 Perhitungan timbunan : Luas timbunan rata-rata segmen 1 : = m 2 Volume timbunan segmen 1 : =1205,9 m 3

32 Analisa Galian dan Timbunan (lanj) Jarak h Aktual Luas Area (m 2 ) Luas Rata-Rata Volume/100m (m 3 ) Volume/200m (m 3 ) STA h Skala (m) (m) Cut Fill (m 2 ) Cut Fill Cut Fill ,00 0,00 12, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2604, ,00 14,00 0, , ,75 1,25 0,00 15,93 0,0 3189, ,00 17,90 0, , ,49 1,50 0,00 19,87 0,0 3580, ,00 17,90 0, , ,75 1,25 0,00 15,93 0,0 3189, ,00 14,00 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2605, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2605, ,00 14,00 0, , ,75 1,25 0,00 15,93 0,0 3189, ,00 17,90 0, , ,49 1,50 0,00 19,87 0,0 3580, ,00 17,90 0, , ,75 1,25 0,00 15,93 0,0 3189, ,00 14,00 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2605, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0, , ,00 0,00 12,06 0,0 2802, ,00 15,96 0, ,00 Jarak h Aktual Luas Area (m 2 ) Luas Rata-Rata Volume/100m (m 3 ) Volume/200m (m 3 ) STA h Skala (m) (m) Cut Fill (m 2 ) Cut Fill Cut Fill ,49 1,50 0,00 19,87 0,0 3989, ,00 23,94 0,0 2393, ,00 2,00 0,00 28,00 0,0 5193, ,00 28,00 0,0 2800, ,00 2,00 0,00 28,00 0,0 5600, ,00 28,00 0,0 2800, ,00 2,00 0,00 28,00 0,0 6043, ,00 32,44 0,0 3243, ,52 2,50 0,00 36,87 0,0 7412, ,00 41,69 0,0 4168, ,00 3,00 0,00 46,50 0,0 8818, ,00 46,50 0,0 4650, ,00 3,00 0,00 46,50 0,0 9300, ,00 46,50 0,0 4650, ,00 3,00 0,00 46,50 0,0 9300, ,00 46,50 0,0 4650, ,00 3,00 0,00 46,50 0,0 9300, ,00 46,50 0,0 4650, ,00 3,00 0,00 46,50 0,0 9818, ,00 51,69 0,0 5168, ,50 3,50 0,00 56,88 0, , ,00 62,44 0,0 6244, ,00 4,00 0,00 68,00 0, , ,00 52,46 0,0 5246, ,46 2,50 0,00 36,92 0,0 7497, ,00 22,51 0,0 2251, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 3457, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206, ,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411, ,00 12,06 0,0 1206,0

33 TERIMA KASIH