BAB V DESAIN UNDERPASS

Transkripsi

1 BAB V DESAIN UNDERPASS Desain konstruksi underpass ini terdiri dari tiga bagian utama yaitu :. Desain bangunan atas. Desain bangunan bawah 3. Desain jalan baru underpass 5. Desain Bangunan Atas Pada desain bangunan atas parameter yang digunakan untuk perencanaan menggunakan jalan rel sesuai dengan fungsinya sebagai jalur perkeretaapian. Pemilihan suatu tipe jembatan dilakukan agar dicapai biaya jembatan seminimum mungkin baik pelaksanaan konstruksi, perbaikan, dan pemeliharaan. Dengan pertimbangan tersebut, maka penulis memilih mempergunakan tipe jembatan baja dengan konstruksi terbuka. m 5,m 5,8m m 4,m m 4,m m,4m Gambar 5. Desain Bangunan Atas Underpass V -

2 V Spesifikasi Bangunan Atas (Jembatan) Spesifikasi jembatan secara umum sebagai berikut: Jenis jembatan : Rangka baja Panjang jembatan : meter Lebar jembatan : 5 meter Jarak rel : 067 mm Jenis rel : R-54 ( berdasarkan Peta Wilayah Daerah Operasi IV P.T. KAI Semarang ). 5.. Perencanaan Dimensi Rangka Induk IWF 400x400x3x Ikatan Angin Atas IWF 00x00x8x Rel R-54 Bantalan Kayu 000x00x30 Gelagar Memanjang IWF 700x300x3x4 Gelagar Melintang IWF 900x300x6x8 Rangka Induk IWF 400x400x3x Gambar 5.. Rencana Potongan Melintang Jembatan 5,85 m m Gambar 5.3. Rencana Rangka Utama Jembatan

3 V - 3 Batang Atas IWF 400x400x3x Batang Bawah IWF 400x400x3x Batang Miring IWF 400x400x3x 5,4 m 8 m Gambar 5.4. Ikatan Angin Atas IWF 00x00x8x 5,4 m m Gambar 5.5. Ikatan Angin Primer Bawah IWF 00x00x8x,067 m m Gambar 5.6. Ikatan Angin Sekunder Bawah L 00x00x0 Perhitungan ikatan angin sekunder didasarkan pada tekanan kesamping terhadap suatu sumbu lokomotif. Besarnya tekanan diambil 0 % dari beban terberat (menurut RM 988 sebesar 8 ton). Hal ini karena pengaruh tekanan kesamping oleh suatu sumbu lokomotif akibat pengaruh angin.

4 V Perencanaan Ikatan Angin Sekunder Bawah Tekanan ikatan angin sekunder bawah = 0 beban sumbu terberat 8 Ton K K Gambar 5.7. Beban Sumbu Lokomotif K = 0,5 0 8 = 0,9 ton = 900 kg,07 m K,067 K m 4 m Gambar 5.8. Pembebanan Ikatan Angin Sekunder Bawah 400 Sin α = = 0,5 000 D. sin α = K D = K = Sinα 900 = 843,49 kg 0,5

5 V - 5 Tekanan angin pada dinding kereta api K tekan K hisap 3,00 Gambar 5.9. Tekanan angin pada dinding kereta api K = K tekan + K hisap K = q tekan.λ.h + q hisap.λ.h Dimana: q tekan = Beban angin = 00 kg/m qhisap = Beban angin = 50 kg/m λ = Jarak antar rasuk melintang = 4,0 m H = tinggi dinding kereta = 3,0 m K = = 800 Kg Kontrol tegangan pertambatan sekunder Digunakan Baja Bj 50 (Fe 50) ;Fy = 900 kg/cm ; Fu = 500 Mpa = 5000 kg/cm² ; f = 933 kg/cm² Lk = 070 mm = 07 cm N = K + D = ,49 = 643,49 kg

6 V - 6 Digunakan profil baja siku tunggal L h = 00 mm q = 5, kg/m b = 00 mm e =,8cm d = 0 mm I x = Iy = 7 cm 4 r = mm i x = i y = 3,04 cm F = 9, cm W x = Wy = 4,7 cm 3 - Tinjauan terhadap tekan σ = ω. N Φ F br ; Φ = 0,85 (SNI ) λ = L k 07 = = 68, 3, 04 i min λb = π E 0,7 fy = π 6, 0 0,7 500 = 76,9 π E Fa =,5λ Ω = σ = π, 0,5 68, 6 = 0,6 fy Fa 0,6 900 = 787,66 = 0,97 0,97 643,49 0,85 9, = 787,66 = 57, kg/cm f (933 kg/cm )..AMAN

7 V Tinjauan terhadap tarik A nett = 9, - π.d. t 4 σ = = 9, - π.,3. 4 = 5,045 cm N Φ A nett ; Φ = 0,90 (SNI ) σ = 643,49 0,90 5,045 = 95,3 kg/cm σ ijin (933 kg/cm )..AMAN 5..4 Perencanaan Gelagar Memanjang Digunakan profil IWF R Tw Tf h h = 700 mm I x = cm 4 b = 300 mm I y = cm 4 t w = 3 mm i x = 9,3 cm t f = 4 mm i y = 6,78 cm F = 35,5 cm W x = cm 3 q = 85 kg/m W y = 7 cm 3 b - Pembebanan. Beban mati Berat profil = 85 kg/m Berat sendiri sepur untuk rasuk = 450 / = 5 kg/m + q total Beban terpusat ikatan angin sekunder : P =..q.l =..5,.,07 = 3,57 kg = 40 kg/m M max = 8.q.L + 4.P.L = ,57.4 = 85,6 kg.m

8 V - 8 D max =.q.l +.P = ,57 = 835,63 kg P = 3,57 kg q = 40 kg/m 4 m Mmax = 85,6 kgm Dmax = 835,63 kg Dmax = 835,63 kg. Beban hidup Beban hidup yang bekerja adalah beban lokomotif yang sesuai dengan SBG-988. untuk menentukan gaya-gaya maksimum maka kemungkinan yang terjadi adalah: Lokomotif 8T 8T 8T 0,5 8T 8T 8T,5,5 0,5,5,5 6,0,5,5 Maka gaya dalam yang terjadi untuk satu gelagar memanjang : P = 9000 kg P = 9000 kg P = 9000 kg RA = 3500 kg RB = 3500 kg 4 m Dmax = 3500 kg Mmax = 3500 kgm Dmax =3500 kg

9 V Beban kejut Pengaruh momen dan gaya lintang harus diperhitungkan dengan koefisien kejut fk, karena bantalan ditumpu langsung oleh gelagar memanjang.beban kejut = faktor kejut x beban rata-rata kereta api. fk = 0,5 + dengan : fk k 5,38. k. v ( L + 6). U. D = faktor kejut = koef. yang dipengaruhi oleh macam dan konstruksi jembatan, dalam hal ini diambil sebesar,5 v = batas kecepatan max kendaraan rel (km/jam) L = bentang jembatan (m) U = beban hidup rata-rata (ton/m) D = diameter roda kendaraan rel, diambil 904 m 8M U = L M = Mmax beban hidup U = = 6750 kg/m = 6,75 ton/m 4 5,38,5 0 fk = 0,5 + = 0, , ( ) Beban kejut = U * fk = 6750 x 0,6 = 755 kg/m

10 V - 0 U =6750 kg/m RA =5844,4 kg 4 m RB = 5844,4 kg Mmax = 5844,4 kgm Dmax = 5844,4 kg Dmax = 5844,4 kg 4. Beban Tumbuk Gaya tumbukan yang diakibatkan lokomotif dihitung hanya untuk roda terdepan pada tiap-tiap lokomotir. Berdasarkan SBG-988 beban satu gandar lokomotif (P) = 8 ton, maka gaya tubukan : 8000 T = P u = = 800 kg 0 0 Hitungan momen : ΣMA = ,654 = Q.,067 Q = 03,8 kg Tu=800kg 654 D Q=03,8 067 Q=03,8 Beban Q merupakan kopel gaya, yang diperhitungkan dalam perencanaan adalah beban q kearah bawah.

11 V - Q= 03,8 kg RA = 55,64 kg 4 m RB = 55,64 kg Dmax = 55,64kg Mmax = 03,8 kgm Dmax = 55,04 kg 5. Gaya Traksi Rangkaian beban lokomotif menurut SBG-988 yang masuk pada gelagar memanjang maksimum 3 gandar dengan masing-masing gandar 8 ton. Lokomotif 8T 8T 8T 0,5 8T 8T 8T,5,5 0,5,5,5 6,0,5,5 Beban gandar Pengaruh traksi = 3 x 8 ton = 54 ton = 5 % x 54 ton = 3,5 ton Gaya traksi per gelagar memanjang =. 3,5 = 6,75 ton = 6750 kg 6. Gaya Rem Beban maksimum yang masuk pada jembatan: Berat lokomotif = 3 x 8 = 54 ton = 54000kg Berat gerbong = 6 ton = 6000 kg Gaya rem (Rm) = 6 berat lokomotif + 0 berat gerbong = = 9600 kg

12 V - Gaya rem per gelagar memanjang = x 9600 = 4800 kg. Gaya rem dan gaya traksi tidak akan bekerja bersama-sama. Gaya rem (4800 kg) < Gaya traksi (6750 kg). Untuk selanjutnya yang diperhitungkan hanya gaya traksi. Tr=6750kg 654 D Beban akibat tekanan angin Beban angin dapat dihitung dari kiri atau kanan. Besarnya muatan angin tekan = 00 kg/m dan muatan angin hisap = 50 kg/m. gaya yang bekerja pada setinggi gelagar ditambah tinggi gerbong 3 meter diatas spoor.,66 m,00 m,00 m 3,00 m 654 D,067 Q=4,6kg/m Q=4,6kg/m

13 V - 3 Hitungan momen : ΣMA = ,00 = Q.,067 Q = 4,6 kg/m Beban terbagi merata Q berupa kopel gaya yang diperhitungkan adalah Q arah ke bawah. q = 4,6 kg/m 4 m Mmax = 49,0 kgm Dmax = 49,0 kg Dmax = 49,0 kg Tabel 5.. Gaya Dalam Akibat Beban Pada Gelagar Memanjang Beban R A (kg) R B (kg) D max (kg) M max (kgm ) Mati (M) 835,63 835,63 835,63 85,6 Hidup (H) Kejut (Fk) 5844,4 5844,4 5844,4 5844,4 Tumbuk (Tu) 55,64 55,64 55,64 03,8 Traksi (Tr) ,5 Angin (A) 49, 49, 49, 49, Kontrol Tegangan Yang Terjadi Tabel 5..Kombinasi Beban Pada Gelagar Memanjang Kombinasi Beban Dmax (kg) Mmax (kgm ) Kombinasi I M+H+Fk 079,77 095,4 Kombinasi II M+H+Fk+Tu+A 980,6 3547,88 Kombinasi III M+H+Fk+Tu+Tr+A 980,6 796,38 Mmax = 796,38 kgm = kgcm Dmax = 980,6 kg

14 V - 4. Terhadap lentur Syarat σ < σ ijin Mx max = kgcm M σ = max = = 485,46 kg/cm Wx 5760 σ < σ ijin (933 kg/cm )...AMAN. Terhadap geser Syarat τ < τ ijin τ ijin = 0,6 x f`= 0,6 x 933 = 59,8 kg/m² τ = τ = Dmax Wx t Ix w 980,6 5760, τ = 506,58 kg/cm τ < τ ijin (59,8 kg/cm )..AMAN 3. Terhadap lendutan λ 400 δ max = = = 0,5 cm Akibat beban mati 4 5 q. L δ =. 384 E. I x P. L E. I x 4 5 4,0 400 δ = , δ = 0,003 cm , , Akibat beban hidup 4 5 q. L δ =. 384 E. I x

15 V , δ = , δ = 0,09 cm Akibat beban kejut 4 5 q. L δ =. 384 E. I x 4 5 9, δ = , δ = 0,0 cm Akibat beban tumbuk 4 5 q. L δ =. 384 E. I x ,8 400 δ = , δ = 0,00 cm Akibat tekanan angin 4 5 q. L δ =. 384 E. I x 4 5, δ =. = 0,009 cm 384 6, Lendutan total δ total = 0, ,09 + 0,0 + 0,00 + 0,009 = 0,4 cm δ total < δ ijin (0,65 cm)...aman

16 V Perencanaan Gelagar Melintang Rusuk melintang pada jembatan kereta api menggunakan profil IWF , dengan karakteristik penampang sebagai berikut: R t b h t h = 900 mm Ix = 4000 cm 4 b = 300 mm Iy = 600 cm 4 t = 6 mm i x = 36,4 cm t = 8 mm i y = 6,39 cm F = 309,8 cm Wx = 940 cm 3 q = 43 kg/m Wy = 843 cm 3 Beban beban yang menimbulkan momen dan gaya lintang. Akibat beban tetap (M) Beban akibat berat sendiri Berat profil baja q = 43 kg / m. Beban terpusat dari gelagar memanjang Berat rel dan bantalan = x 835,63 = 67,6 kg Berat ikatan angin sek. = 4 x x,07 x 5, = 6,54 kg

17 V - 7 P = 6,544 kg P = 67,6 kg P = 67,6 kg q = 43 kg/m RA =30,0 kg RB = 30,0 kg,9665m 067,9665m 5,00m Mmax = 454,65 kgm Dmax = 30,0 kg Dmax = 30,0 kg. Akibat beban bergerak (H) P = x Reaksi perletakan gelagar memanjang P = x 3500 = 7000 kg P = 7000 kg P = 7000 kg RA = 7000 kg RB = 7000 kg,9665 m,067 m,9665 m 5 Mmax = kgm Dmax =7000 kg Dmax = 7000 kg

18 V Akibat pengaruh kejut (Fk) P = x Reaksi perletakan gelagar memanjang P = x 5844,4 = 688,8 kg P = 688,8 kg P = 688,8 kg RA = 688,8 kg RB = 688,8 k,9665 m,067 m,9665 m 5 Mmax = 9460,99 kgm Dmax =688,8 kg Dmax = 688,8 kg 4. Akibat gaya tumbuk (Tu) P = x Reaksi perletakan gelagar memanjang P = x 55,64 = 03,8 kg P = 03,8 kg P = 03,8 kg RA = 03,8 kg RB = 03,8 kg,9665 m,067 m,9665 m 5 Mmax = 836,96 kgm Dmax =03,8 kg Dmax = 03,8 kg

19 V Akibat tekanan angin (A) P = x Reaksi perletakan gelagar memanjang P = x 49, = 4498,4 kg P = 4498,4 kg P = 4498,4 kg RA = 4498,4 kg RB = 4498,4 kg,9665 m,067 m,9665 m 5 Mmax = 7489,84 kgm Dmax =4498,4 kg Dmax =4498,4 kg 6. Akibat gaya traksi (Tr) P = 6500 kg P = 64 kg P = 64 kg RA = 64 kg RB = 64 kg,9665 m,067 m,9665 m 5 Dy =64 kg My = 0,3 kgm Dy =64 kg

20 V - 0 Tabel 5.3. Gaya Dalam Akibat Beban Pada Gelagar Melintang Beban RA (kg) RB (kg) Dx (kg) Dy (kg) Mx (kgm) My (kgm) Mati (M) 30,0 30,0 30, ,65 0 Hidup (H) Kejut (Fk) 688,8 688,8 688, ,99 0 Tumbuk (Tu) 03,8 03,8 03, ,96 0 Angin (A) 4498,4 4498,4 4498, ,84 0 Traksi (Tr) ,3 Kontrol Tegangan Yang Terjadi Tabel 5.4. Kombinasi Beban Pada Gelagar Melintang Kombinasi Beban Dx (kg) Dy (kg) Mx (kgm) My (kgm) Kombinasi I M+H+Fk 40998, ,64 0 Kombinasi II M+H+Fk+Tu+A 46599, ,44 0 Kombinasi III M+H+Fk+Tu+Tr+A 46599, ,44 0,3 Mx max = 7885,44 kgm = kgcm My max = 0,3 kgm = 03 kgcm Dx max = 46599,98 kg Dy max = 64 kg. Terhadap lentur Syarat σ < σ ijin Mx max = kgcm My max = 03 kgcm σx = σy = Mx max = = 856,5 kg/cm Wx 940 My max 03 = =,7 kg/cm Wy 843 σ = 3 x 3σ y σ + = 3 856,5 + 3,7 =498,3 kg/cm σ < σ ijin (933 kg/cm )...AMAN

21 V -. Terhadap geser Syarat τ < τ ijin τ ijin = 0,6 x f`= 0,6 x 933 = 59,8 kg/cm² Dx max = 46599,98 kg Dy max = 64 kg τx = τy = Dxmax Wx = t Ix 46599, = 647,69 kg/cm, Dymax Wy = = 5,4 kg/cm t Iy,6 600 τ = τx + τy = 647,69 + 5,4 = 673,09 kg/cm τ < τ ijin (59,8 kg/cm )..AMAN 3. Terhadap lendutan λ 500 δ max = = = 0,65 cm Akibat beban mati 4 5 q. L δ x =. 384 E. I x 4 5, δ x = , δ x = 0,00 cm Akibat beban Gelagar memanjang, ikatan angin sekunder dan rel P a 4EI X δ x = ( 3L 4a) P. L E. I x δ x = 67,6 66,5 ( ,5) 6 4, δ x = 0,0 cm Akibat beban hidup , , δ x = P a ( 3L 4a) = ,5 ( ,5) 4EI X δ x = 0,6 cm 4,

22 V - Akibat gaya tumbuk P a 3L 4EI X 4a δ x = ( ) 03,8 66,5 δ x = ( ,5) 4, δ x = 0,006 Akibat tekanan angin P a 4EI X δ x = ( ) 6 3L 4a 4498,4 66,5 δ x = ( ,5) 4, δ x = 0,03 cm Akibat gaya traksi P a δ y = ( 3L 4a) 4EIy ,5 δ y = ( ,5 ) 4, δ y = 0,0 cm Lendutan total δ total = ( δ ) ( δ ) 6 x + y δ total = ( 0,00 + 0,0+ 0,6 + 0, ,03) + ( 0, 0) δ total = 0, cm δ total < δ ijin (0,65 cm)...aman

23 V Perencanaan Ikatan Angin Data teknis perencanaan ikatan angin : Tekanan angin tekan = 00 kg/m Tekanan angin hisap = 50 kg/m Panjang sisi bawah jembatan = m Panjang sisi atas jembatan = 8 m Tinggi jembatan = 5,85 m + 8 Luas bidang rangka utama (A) = 5, 85 = 58,5 m 8 m 5,85 m m Gambar 5.0. Bidang Rangka Utama Pembebanan ikatan angin Rangka Utama IWF 400x400x8x8 Ikatan Angin Atas IWF 00x00x8x ban angin pada yang langsung kena angin Beban angin pada sisi yang langsung terkena angin 3,00 5,850 Rel R-54 Gelagar Melintang IWF 900x300x6x8 Gelagar Memanjang IWF 700x300x3x4,7,067,7 Gambar 5.. Penyebaran Beban Angin 5,4

24 V - 4 a. Sisi jembatan yang langsung terkena angin (angin tekan) Beban angin pada sisi rangka jembatan (d) : d = 5 % Luas A = 5% x 58,5 x 00 = 46,5 kg Beban angin pada muatan hidup setinggi 3 m dari muka rel (d) : d = 00 % A L 3 m = 00 % 50 3 = 5400 kg Penentuan titik tangkap gaya akibat beban angin (s) : Beban angin pada sisi rangka jembatan (s) S = Tinggi jembatan = m =,95 m Beban angin pada muatan hidup setinggi 3 m (s) Tinggi sumbu gelagar melintang ke muka rel (h) = 0,654 m Tinggi bidang vertikal beban hidup (h6) = 3,00 m S = h + ½.H = 0,654 + ½.3,00 =,54 m

25 V - 5 Rangka Utama IWF 400x400x8x8 Ikatan Angin Atas IWF 00x00x8x A 5,850 d=46,5 kg d = 5400 kg Rel R-54,5,93 Gelagar Melintang IWF 900x300x6x8 Gelagar Memanjang IWF 700x300x3x4,7,067,7 B 5,4 Gambar 5.. Titik Tangkap Gaya Angin Tekan Σ M B = 0 ( R A 5,85) ( d s) ( d s) = 0 ( 5,85) ( 46,5,95) ( 5400,54) R = 0 A R A = 5909,4 5,85 = 79,56 kg Σ M A = 0 ( 5,85) ( d s) ( d ( 5,85 s) ) R B = 0 ( 5,85) ( 46,5,95) ( ,7) R = 0 B R B = 457,8 5,85 = 435,86 kg Distribusi beban angin Pada ikatan angin atas P = R A 9 = 79,56 9 = 30,7 kg Pada ikatan angin bawah RB P = 0 = 435,86 0 = 43,59 kg

26 V - 6 b. Sisi jembatan yang tidak langsung terkena angin (angin hisap) Beban angin pada sisi rangka jembatan (d) : d = 5 % Luas A = 5 % 58,5 50 = 73,5 kg Penentuan titik tangkap gaya akibat beban angin (s) : Beban angin pada sisi rangka jembatan (s) S = Tinggi jembatan = 5, 85 m =,95 m Rangka Utama IWF 400x400x8x8 Ikatan Angin Atas IWF 00x00x8x A d=46,5 kg 5,850,95 Rel R-54 Gelagar Melintang IWF 900x300x6x8 Gelagar Memanjang IWF 700x300x3x4,7,067,7 B 5,4 Gambar 5.3. Titik Tangkap Gaya Angin Hisap R C = R D = Distribusi beban angin Pada ikatan angin atas P = R C 9 Pada ikatan angin bawah RD P = 0 = = ( 73,5,95) 365, ,6 0 5,85 = 365,6 kg = 40,6 kg = 36,56 kg

27 V Kontrol Tegangan Ikatan Angin a. Ikatan angin atas Untuk pertambatan angin atas digunakan profil IWF Profil. IWF Profil Berat Ukuran (mm) WF (kg/m) A (mm) B (mm) t (mm) t (mm) R (mm) 00x00 49, Luas Momen Inersia Jari-jari Inersia Momen Lawan Tampang (cm ) Ix (cm 4 ) Iy (cm 4 ) Ix (cm) Iy (cm) Wx (cm 3 ) Wy (cm 3 ) 63, ,6 5, P P P 5,4 m P P 8 m P Gambar 5.4. Penyebaran Beban Angin Pada Ikatan Angin Atas 4 P P 4 P 8 9 D E F ,4 m A 4 P C 8 m P B 4 P Konstruksi I Gambar 5.5. Ikatan Angin Atas Konstruksi I

28 V P P 4 P 8 9 D E F ,4 m A 4 P C 8 m P B 4 P Konstruksi II Gambar 5.6. Ikatan Angin Atas Konstruksi II Tabel 5.5. Gaya Dalam Ikatan Angin Atas BATANG KONSTRUKSI I (kg) KONSTRUKSI II (kg) 63, , ,545-6,4 4-06,65 06, ,3-5, ,65 06, ,545-6, , ,48 N Tekan max = -6,4 kg ( batang 3 dan 7 pada konstruksi II ) N Tarik max = 06,649 kg ( batang 4 dan 6 pada konstruksi II ) Batang tekan P = - 6,4 kg Lk = 336 cm Kelangsingan pada batang tunggal : λ = λb = π Lk i min E 0,7 fy = 336 5,0 = 66,93

29 V - 9 = π 6, 0 0,7 500 = 76,9 π E Fa =,5λ Ω = π, 0,5 66,93 = 850,7 kg/cm 6 = 0,6 fy Fa 0,6 900 = 850,7 = 0,94 Kontrol terhadap tegangan yang terjadi : N 6,4 σ = ω = 0,94 =,8 kg/cm ΦA 0,85 63,53 σ f (933 kg/cm )..AMAN Batang tarik P = 06,649 kg buah baut d = 3 mm A nett = 63,53. π.d. t 4 = 63,53. π.,3.0, 8 4 = 56,88 cm P σ = = Φ A nett 06,649 =,5 kg/cm 0,75 56,88 σ σ ijin (933 kg/cm )..AMAN

30 V - 30 b. Ikatan angin primer bawah Untuk ikatan angin bawah menggunakan profil IWF P P P P 5,4 m P P P m P 4 P Gambar 5.7. Penyebaran Beban Angin Pada Ikatan Angin Primer Bawah P P E F G 3 H 4 P ,4 m A 3 C D B 4 P P P m 4 P 4 P Konstruksi I Gambar 5.8. Ikatan Angin Primer Bawah Konstruksi I P P E F G 3 H 4 P ,4 m A 3 C D B 4 P P P m 4 P Konstruksi II Gambar 5.9. Ikatan Angin Primer Bawah Konstruksi II

31 V - 3 Untuk ikatan angin bawah: Tabel 5.6. Gaya Dalam Ikatan Angin Primer Bawah BATANG KONSTRUKSI KONSTRUKSI I II (kg) (kg) 6, ,964 6, ,6 x 0 6, ,545-46, ,98 3,98 6 0,3-5, ,9055 x 0-4,9055 x 0 8-5,085 0,3 9 3,98-3, , , ,964-6,964 6, ,964 53,98 N Tekan max = - 5,085 kg ( batang 6 konstruksi II dan batang 8 konstruksi I ) N Tarik max = 53,98 kg ( batang 3 konstruksi II ) Batang tekan P = -5,085 kg Lk = 336 cm Kelangsingan pada batang tunggal : λ = λb = π Lk i min E 0,7 fy = 336 5,0 = 66,93 = π 6, 0 0,7 500 = 76,9

32 V - 3 π E Fa =,5λ Ω = π, 0,5 66,93 = 850,7 kg/cm 6 = 0,6 fy Fa 0,6 900 = 850,7 = 0,94 Kontrol terhadap tegangan yang terjadi : N 5,085 σ = ω = 0,94 =,63 kg/cm ΦA 0,85 63,53 σ σ ijin (933 kg/cm )..AMAN Batang tarik P = 53,98 kg buah baut Ø 3 mm A nett = 63,53 π.d. t 4 = 63,53 π.,3.0, 8 4 = 60,cm P σ = = Φ A nett 53,98 = 5,6 kg/cm 0,75 60, σ σ ijin (933 kg/cm )..AMAN

33 V Perencanaan Rangka Induk 6,8 m 8 m E 4 F 5 G ,85 m A C m 3 D B Gambar 5.0. Rencana Rangka Induk Data teknis perencanaan rangka induk : Batang atas = Profil IWF Batang bawah = Profil IWF Batang miring = Profil IWF Gaya Batang akibat beban mati a. Beban rangka induk Batang horisontal = 5 ( 4 7) Batang miring = 5 ( 6,8 7) = 3440 kg = 534,8 kg + Σ Berat rangka induk = 8754,8 kg Penambahan beban sebesar 0 %, sebagai asumsi berat pelat buhul beserta bautnya. Distribusi beban rangka induk: o Buhul A dan B 6,8 + 4 P = 7 = 875,48 kg P = P +(Px0%) = 963,03 kg

34 V - 34 o Buhul E dan G 6,8 4 P= = 406,96 kg P = P +(Px0%) = 547,66 kg o Buhul C,D,F 6,8 + 4 = 7 = 750,96 kg P = P +(Px0%) = 96,06 kg b. Beban gelagar memanjang buah profil IWF Distribusi beban pada tiap buhul : o Buhul A dan B = o Buhul C dan D = ( 4 85) ( 4 85) = 370kg = 740 kg c. Beban gelagar melintang buah profil IWF Distribusi beban pada tiap buhul : 5,4 43 o Buhul A,C,D,B = = 656, kg d. Beban Rel, bantalan Berat sepur = 450 kg/m Distribusi beban pada tiap buhul : o Buhul A dan B = o Buhul C dan D = = 450 kg = 900 kg

35 V - 35 e. Beban ikatan angin atas Profil IWF Distribusi beban pada tiap buhul : 4 49,9 6,7 49,9 Buhul E,F,G = + = 34,05 kg f. Beban ikatan angin bawah primer Profil IWF Distribusi beban pada tiap buhul 6,7 49,9 o Buhul C dan D = = 4,5 kg 6,7 49,9 o Buhul A dan B = = 0,6 kg g. Beban ikatan angin bawah sekunder Profil L ,07 5, o Buhul C dan D = = 3,6 kg,07 5, o Buhul A dan B = = 5,63 kg

36 V Beban Hidup Sesuai dengan peraturan skema beban gandar jembatan jalan rel Indonesia dan penjelasannya pada table B momen maksimum jembatan akibat beban kereta api (SBG-988) adalah: Bentang m Momen max = 6 (ton-meter) U = beban hidup rata-rata 8M 8 6 U = = = 9 ton/m L Untuk jembatan rangka baja beban kereta api didistribusikan ke rangka induk kiri dan rangka utama kanan. Sehingga bebannya benjadi: U 9 q = = = 4,5 ton/m = 4500 kg/m Batang S q = 4500 kg/m,3,7 8 4,3 +,7 S = ( 0,5 8,3) = 4580 kg

37 V - 37 Batang S q = 4500 kg/m,0 S = (( 0,5,0) 4500) = 7540 kg Batang S3 q = 4500 kg/m 0,34 S3 = (( 0,5 0,34) 4500) = 980 kg Batang S4 q = 4500 kg/m -,367 S4 = (( 0,5 (,367) ) 4500) = kg

38 V - 38 Batang S5 q = 4500 kg/m -0,68 S5 = (( 0,5 ( 0,68) ) 4500) = kg Batang S6 q = 4500 kg/m -, S6 = (( 0,5 (,) ) 4500) = kg Batang S7 q = 4500 kg/m -,04 S7 = (( 0,5 (,04) ) 4500) = kg

39 V - 39 Batang S8 q = 4500 kg/m,056 S8 = (( 0,5,056) 4500) = 85 kg Batang S9 q = 4500 kg/m -,048 S9 = (( 0,5 (,048) ) 4500) = -896 kg Batang S0 q = 4500 kg/m,05

40 V - 40 S0 = (( 0,5,05) 4500) = 8350 kg Batang S q = 4500 kg/m -, S = (( 0,5 (,) ) 4500) = kg

41 V Kontrol Tegangan Rangka Induk Rangka induk direncanakan menggunakan : Profil IWF mutu baja Fe50 σ = 933kg/cm Profil Ukuran (mm) Luas (F) Berat (G) (mm) A B t t r (cm) (kg/m) 400 x ,7 7 Momen Inersia Jari-jari Inersia Momen Lawan (cm4) (cm4) (cm4) Ix Iy ix iy Wx Wy ,5 0, a. Batang Tarik. Batang Horisontal P max = 5657,649 kg Cek Tegangan : σ terjadi = = P ΦF 5657,649 0,75 8,7 ;Φ = 0,75 (SNI ) = 93,96 kg/cm σ (933 kg/cm ). Batang Diagonal P max = 6007 kg Cek Tegangan : σ terjadi = = P Φ F ; Φ = 0,75 (SNI ) ,75 8,7 = 367, kg/cm σ (933 kg/cm )

42 V - 4 b. Batang Tekan. Batang Horisontal P = -6475,65 kg Lk = 4 m = 400 cm Kelangsingan pada batang tunggal : λ = Lk i min = 400 0, = 39,6 λb = π E 0,7 fy = π 6, 0 0,7 500 = 76,9 λ 5 Fa = 0,6. fy 0,3.fy. 5 39,6 5 = 0, , ,9 5 = 403,89 kg/cm 0,6 fy Ω = Fa 0,6 500 = 403,89 =,7 Cek Tegangan : P σ terjadi = ω ; Φ = 0,85 (SNI ) ΦF = λ b 6475,65,7 0,85 8,7 = 550,998 kg/cm σ (933 kg/cm ). Batang Diagonal P = kg Lk = 6,8 m = 68 cm

43 V - 43 Kelangsingan pada batang tunggal : λ = λb = π Lk 68 = 0, i min E 0,7 fy = 6,9 = π 6, 0 0,7 500 = 76,9 λ 5 Fa = 0,6. fy 0,3.fy. 5 Ω = λ b 6,9 5 = 0, , ,9 5 = 88,06 kg/cm 0,6 fy Fa 0,6 500 = 88,06 =,67 Cek Tegangan : σ terjadi = = P ω ; Φ = 0,85 (SNI ) ΦF 8395,67 0,85 8,7 = 750,04 kg/cm σ (933 kg/cm )

44 V Sambungan Sambungan Antar Rangka Induk Perhitungan Baut Sambungan Rangka Induk Sambungan antar rangka utama direncanakan menggunakan alat penyambung berupa baut mutu tinggi A35 dengan diameter (5,4 mm). Data teknis perencanaan jumlah baut : Tebal pelat penyambung ( ) δ Diameter baut ( ) φ = 30 mm = 5,4 mm Tegangan leleh baut (fy) = 6350 kg/cm Pengaturan jarak antar baut (berdasarkan PUPJJRI Pasal 0) :,5 d s 7 d, s = jarak antar sumbu baut pada arah horizontal,5 d u 7 d, u = jarak antar sumbu baut pada arah vertikal,5 d s 3 d, s = jarak antara sumbu baut paling luar ke tepi atau ke ujung bagian yang disambung. Jarak antar sumbu baut pada arah horisontal (s),5 d s 7 d 63,5 s 77,8 Jarak antar sumbu baut pada arah vertikal (u),5 d u 7 d 63,5 u 77,8 Jarak antara sumbu baut paling luar ke tepi atau ke ujung bagian yang disambung (s ),5 d s 3 d 38, s 76, Sambungan irisan : δ d = 30 5,4 =,80 > 0,34 (pengaruh geser)

45 V - 45 Pengaruh geser: Pgsr = π. d.σ = π, = 4784, Jumlah baut (n) : n =. S N g, dimana S = Besarnya gaya batang (kg) Tabel 5.9. Perhitungan Jumlah Baut Sambungan Rangka Induk Batang Gaya Batang Pgsr Jumlah Dipakai (kg) (kg) Baut S 57336,98 4,788 5,99 8 S ,788 5,03 8 S3 9805,98 4,788,07 8 S4-6475,65 4,788 3,65 4 S5-9090,65 4,788,44 4 S ,788 8,05 S ,788 4,9 7 S ,788 6,7 8 S ,788 4,4 8 S ,788 4,44 7 S ,788 8,7

46 V - 46 Buhul A S 6 IWF IWF R.54 PELAT INJAK IWF S L Abutment Bearing Elastomer Buhul E L IWF S 4 IWF IWF IWF S 6 S 7

47 V - 47 Buhul C S 7 S 8 IWF IWF IWF S S L Buhul F L IWF S 4 S 5 IWF IWF S 8 S 9

48 V Perhitungan Sambungan Gelagar Memanjang dan Gelagar Melintang Untuk penyambungan antara gelagar memanjang dan gelagar melintang digunakan pelat penyambung berupa profil L Syarat penyambungan :,5 d s 7 d, s = jarak antar sumbu baut pada arah horizontal,5 d s 3 d, s = jarak antara sumbu baut paling luar ke tepi atau ke ujung bagian yang disambung P e Baut 6xØ6 L IWF IWF Gambar 5.. Sambungan Gelagar Memanjang dan Melintang Dengan Profil L Sambungan antara gelagar memanjang dengan profil L Sambungan direncanakan menggunakan baut φ 6 mm Jarak antar sumbu baut pada arah vertikal 3 d s 6 d 78 s 56 s diambil 00 mm Jarak antara sumbu baut paling luar ke tepi,5 d s 3 d 39 s 78 s diambil 44 mm

49 V Menentukan eksentrisitas gaya (e) : e = ½ Tebal badan gelagar melintang + Jarak antara sumbu baut ke tepi profil L e = = 64 mm. Menentukan gaya yang bekerja (P) : Untuk perhitungan sambungan antara gelagar memanjang dan gelagar melintang, gaya yang diperhitungkan (P) adalah gaya geser maksimal akibat kombinasi beban yang bekerja pada gelagar memanjang. D max gelagar memanjang (P) = 980,6 kg 3. Menentukan jumlah baut : Gelagar memanjang = IWF Tebal badan gelagar memanjang (δ ) = 3 mm Diameter baut (φ ) Sambungan irisan : δ d = 3 6 Berdasarkan PPBBI, hal 68 : Untuk = 6 mm = 0,5 < 0,68 (pengaruh desak) s > d, maka σ =, 5 σ desak n desak = = P,5 σ δ d 980,6,5 600,3,6 =,833 dipakai 6 buah baut

50 y V Kontrol terhadap tegangan yang terjadi P e Ph Ph Ph y y Baut 6xØ6 L IWF IWF Gambar 5.. Pembebanan Sambungan Gelagar Memanjang Dan Profil L Momen luar (M luar ) M luar = P e = 980,6 kg x 6,4 = 47075,904 kg cm Momen dalam (M dalam ) M dalam = [( Ph y) + ( Ph y) + ( Ph y) ] Ph y y + y + Ph Ph y y = ( ) Ph = ( y + y + y ) y Substitusi : Momen dalam = Momen luar Ph y ( y + y + y ) = P e Ph = P e y y ( y + y + )

51 V - 5 Ph = Pv = P R = 980,6 6,4 5 P n baut ( ) Pv + = Ph 980,6 6 = 0,084 kg = 3830,0 kg = 3830,0 + 0,084 = 4368,55 kg Tegangan yang terjadi pada baut terluar σ desak = P R δ d <,5 σ 4368,55 = <,5 600,3,6 = 9,47. kg/cm < 400 kg/cm...aman Sambungan antara gelagar melintang dengan profil L P Baut 6xØ6 L IWF IWF Gambar 5.3. Sambungan Gelagar Melintang Dengan Profil L Sambungan direncanakan menggunakan baut φ 6 mm Sambungan direncanakan menggunakan baut φ 6 mm Jarak antar sumbu baut pada arah vertikal 3 d s 6 d 78 s 56 s diambil 00 mm

52 V - 5 Jarak antara sumbu baut paling luar ke tepi,5 d s 3 d 39 s 78 s diambil 44 mm. Menentukan gaya yang bekerja (P) : Untuk perhitungan sambungan antara gelagar memanjang dan gelagar melintang, gaya yang diperhitungkan (P) adalah gaya geser maksimal akibat kombinasi beban yang bekerja pada gelagar memanjang. D max gelagar memanjang (P) = 980,6 kg. Menentukan jumlah baut : Gelagar melintang = IWF Tebal badan gelagar memanjang (δ ) = 6 mm Diameter baut (φ ) = 6 mm Sambungan irisan : δ d = 6 6 = 0,65 < 0,68 (pengaruh desak) Berdasarkan PPBBI, hal 68 : Untuk s > d, maka σ =, 5 σ desak n desak = = P,5 σ δ d 980,6,5 600,6,8 =,37 dipakai 6 buah baut

53 V Kontrol terhadap tegangan yang terjadi P=980,6 kg Baut 6xØ6 L IWF IWF Gambar 5.4. Pembebanan Sambungan Gelagar Melintang Dengan Profil L Tegangan yang terjadi pada baut : τ baut = = P nbaut π d 4 980,6 6 π,6 4 < 0,6 σ < 0,6 600 = 360,698 kg/cm < 960 kg/cm...aman Sambungan Ikatan Amgin Sekunder Bawah Sambungan direncanakan menggunakan baut φ 3 mm, tebal penyambung 0 mm. Jarak antar sumbu baut pada arah vertikal 3 d s 6 d 69 s 38 s diambil 00 mm

54 V - 54 Jarak antara sumbu baut paling luar ke tepi,5 d s 3 d 35 s 69 s diambil 60 mm Ikiatan angin sekunder bawah dengan gelagar memanjang (irisan ) P = 643,49 kg L P = 643,49 kg Gambar.5.5. Hubungan Ikatan Angin Sekunder Bawah Dengan Gelagar Memanjang δ 0 = = 0,343 > 3,4 pengaruh geser d 3 n geser = P = π. d.0,8.σ 4 643,49 π.,3.0, = 0,33 dipakai baut Ikatan angin sekunder bawah dengan gelagar melintang (irisan ) IWF L L P = 643,49 kg P = 643,49 kg Gambar.5.6. Hubungan Ikatan Angin Sekunder Bawah Dengan Gelagar Melintang

55 V - 55 δ 0 = = 0,343 > 3,4 pengaruh geser d 3 n geser = P = π. d.0,8.σ 4 643,49 π.,3.0, = 0,33 dipakai baut Sambungan Gelagar Melitang Dan Rangka Induk IWF IWF IWF L Gambar.5.7. Sambungan Gelagar Melitang Dan Rangka Induk Beban pada gelagar melintang - Beban tetap = 30,0 kg - Muatan bergerak = 7000 kg - Muatan kejut = 688,8 kg - Tekanan tumbuk = 03,8 kg - Tekanan angina (A) = 4498,4 kg - Gaya traksi = 6500 kg Pv = 46599,98 kg Ph = 6500 kg Dipakai profil penyambung L Diameter paku (d) = 6 mm - Jarak antara sumbu baut ( c ) 3d < c < 6d 78 < c < 56 Diambil c = 30 mm

56 V Jarak antara sumbu baut dengan tepi penyambung ( a ),5d < c < 3d 39 < c < 78 Diambil c = 50 mm Gaya yang dipikul baut M = P(e+½.t) = 46599,98 (5,5 + ½. 6) = 69099,73 kgcm M. x Rlv = + x y M. y Rlh = x + Pv = Pv ; n y Ph Ph = n Tabel.5.0. Gaya-gaya yang bekerja pada paku x y PK x y Rlv Rlh Pv Ph (cm) (cm) (kg) (kg) (kg) (kg) , , , , , , , , , , , , Gaya-gaya yang bekerja pada paku (Ki) Ki = Rlv ( Pv) ( Rlh Ph ) Tabel.5.. Gaya Baut Sambungan Gelagar Melintang Dengan Rangka Induk Pk Rlv (kg) Rlh (kg) Pv (kg) Ph (kg) Ki (kg) 0 796, , , , , , , , , , , , , , , , , ,673

57 V - 57 Diambil harga Ki = 35,673 kg - Tegangan lentur σ =, = 3840 kg/cm K σ = = d. t 35,673,6.,8 - Tegangan geser σ = 0, = 90 kg/cm σ = K. πd 4 = = 45,785 < σ (3840 kg/cm ) 35,673.. π.,6 4 = 069,33 < σ (90 kg/cm ) Sambungan Ikatan Angin Atas 5,4 m 8 m Gambar 5.8. Ikatan Angin Atas D E F 5,4 m A C 8 m Konstruksi I B Gambar 5.9. Ikatan Angin Atas Konstruksi I

58 V - 58 D E F 3 4 5,4 m A C 8 m Konstruksi II B Gambar Ikatan Angin Atas Konstruksi II Sambungan irisan menggunakan Plat δ =0 mm dan baut diameter (d) 3 mm. δ 0 = = 0,435 > 0,34 pengaruh geser d 3 F geser = P 0,8. σ.. π. d 4 Jumlah baut (n) = F geser. π. d 4 Tabel.5.. Jumlah Baut Pada Ikatan Angin Atas Batang P Fges Jumlah Digunakan Text Kg Kg Baut (baut) -06,65 0,03 0,003-06,65 0,03 0, ,649 0,03 0, ,649 0,03 0,003

59 V Sambungan Ikatan Angin Primer Bawah P P P P 5,4 m P P P m P Gambar 5.3. Ikatan Angin Primer Bawah E F G H 3 5,4 m A C D B m Konstruksi I Gambar 5.3. Ikatan Angin Primer Bawah Konstruksi I E F G H ,4 m A C D B m Konstruksi II Gambar Ikatan Angin Primer Bawah Konstruksi II

60 V - 60 Sambungan irisan menggunakan Plat δ =0 mm dan baut diameter (d) 3 mm. δ 0 = = 0,435 > 0,34 pengaruh geser d 3 F geser = P 0,8. σ.. π. d 4 Jumlah baut (n) = F geser. π. d 4 Tabel.5.3. Jumlah Baut Pada Ikatan Angin Atas Batang P Fges Jumlah Digunakan Kg Kg Baut (baut) -3,98 0,07 0,006-4, ,5.0 0, ,98 0,07 0, ,98 0,07 0, , ,5.0 0, ,98 0,07 0, Perhitungan Bearing Untuk perletakan jembatan direncanakan digunakan bearing merek CPU buatan Indonesia. CPU Elastomeric Bearings memiliki karakteristik sebasgai berikut : a. Spesifikasi : Merupakan bantalan atau perletakan elastomer yang dapat menahan beban berat, baik yang vertikal maupun horizontal. Bantalan atau perletakan elastomer disusun atau dibuat dari lempengan elastomer dan logam yang disusun secara lapis berlapis. Merupakan satu kesatuan yang saling merekat kuat, diproses dengan tekanan tinggi. Bantalan atau perletakan elastomer berfungsi untuk meredam getaran sehingga kepala jembatan (abutment) tidak mengalami kerusakan.

61 V - 6 Lempengan logam yang paling luar dan ujung-ujungnya elastomer dilapisi dengan laisan elastomer supaya tidak mudah berkarat. Bantalan atau perletakan elastomer juga disebut bantalan Neoprene yang dibuat dari karet sintetis. b. Pemasangan : Bantalan atau perletakan elastomer dipasang antara tumpuan kepala jembatan dengan gelagar jembatan. Untuk melekatkkan bantalan atau elastomer dengan beton dan/atau baja dapat digunakan lem epoxy rubber. c. Ukuran : Selain ukuran-ukuran standar yang sudah ada, juga dapat dipesan ukuran sesuai permintaan. Gaya vertikal ditahan oleh elastomeric bearing dan gaya horizontal ditahan oleh seismic buffer. Reaksi tumpuan yang terjadi pada rangka jembatan rangka baja berdasarkan analisis, yaitu: Gaya vertikal pada joint dan Akibat beban mati = 009,3 kg 8 6 Akibat beban hidup = = 7 ton = 7000 kg 4

62 V - 6 Akibat Angin: Rangka Utama IWF 400x400x8x8 Ikatan Angin Atas IWF 00x00x8x Beban angin pada sisi yang langsung terkena angin Beban angin pada sisi yang langsung terkena angin Rel R A B 5400 Gambar Tekanan Angin Pada Rangka Induk R R A A M B.5,4 (46,5 + 73,5) 3, ,504 = ,3 = = 3834,47kg 5,4 Gaya vertikal total = 4096,79 kg Gaya horisontal dihitung berdasarkan gaya traksi: Gaya traksi = Ph = (8 5 o o) = 7 Ton = 7000 kg

63 V - 63 Tabel.5.4. Ukuran-Ukuran Elastomer Yang Digunakan Berdasarkan Freyssinet Total thickness (in) da max = + 0,85 in Pan dimensions (in) a b Dengan melihat tabel diatas, didapatkan: Ukuran = 6 x 8 in (40,64 45, 7 cm ) Beban vertikal maksimum = 88 kips = 88 4, 448= 8,04 Ton Rasio geser = 7 kips/in Perpendekan elastis = 0,04 in Jumlah elastomer yang dibutuhkan adalah : n = Vtot Vmaks = 40,97 8,04 = 0,03 ~ buah Cek gelincir Untuk konstruksi rangka menggunakan rumus : Hr maks < 0, Vtot Hr maks = gaya horizontal = gaya vertikal V tot Hr maks Vtot = 7 40,97 = 0,66< 0,...AMAN

64 V - 64 Check dimensi S = dimana : a b ( a + b) te a = 6 in, b = 8 in S = 4 (syarat S > 4) = (6 + 8) te te =,058 in lapisan = 0,85 in Tebal total diambil 4 lapis = 3,4 in (8,636 cm) in =,54 cm Syarat a > 4 te b > 4 te 6 > 4 3, 4 8 > 4 3, 4 6 > 3,6...AMAN 8 > 3,6...AMAN Rangka Induk Plat tumpu t=5mm Elastomer t=86,36 mm Plat tumpu t=5mm Gambar Elastomeric bearing

65 V Perhitungan Angkur Angkur berfungsi menahan gesekan kesamping Digunakan angkur mutu Fe 50 Gaya Gesek = 0,08 V = 0,08 x 4096,79 kg = 374,4 kg Luas penampang angkur (A) = = Gaya gesek 0,58 σ 374,4 0, =,35 cm = 35, mm Dipakai angkur diameter mm a = ¼ π d = ¼ 3,4 = 3, mm A 35, Jumlah angkur = = =,08 ~ 4 buah a 3, Dipakai angkur 4D mm Panjang angkur Ft = Pgeser 0,58 σb' = ,58 99 = 470, cm Ft n = 4 keliling L 470, x = 4 π d L 940,4 = 4 π, L L = 3,8 cm ~ diambil L = 40 cm

66 Jl. Gatot Subroto V Desain Bangunan Bawah 5... Analisa Tanah Penyelidikan tanah untuk pekerjaan perencanaan ini dilakukan oleh Laboraturium Mekanika Tanah FT. Sipil Undip Semarang yang dilaksanakan pada bulan Juli 005 s/d bulan Agustus 005, yang diperoleh penulis dari Badan Perencanaan Pembangunan Daerah (BAPPEDA) Kota Tegal. Penyelidikan tanah ini dimaksudkan untuk memperoleh gambaran dan atau informasi secara menyeluruh mengenai daya dukung tanah dan nilai kekuatan tanah. elv elv. ± 0.00 elv Ke Jakarta Pos Jaga Perlintasan KA A B Lokasi A +075 Underpass 0350 SM SM +050 B SM Kolam Penampungan Air Pompa Air 0350 No. 45 SM No. 45 A Wa=6m Wa=,8m R=5m Wc=0,6m Dedy Jaya No. 49 elv Wb=,7m Wb=6m elv. ± 0.00 elv Wc=5,m Gambar Lokasi Boring dan Lokasi Sondir Tes Sondir Dari tes sondir yang dilakukan pada Jl.Kapt.Sudibyo dan Jl.K.S.Tubun diperoleh data sebagai berikut : Tabel 5.5. Tabel Sondir No Kode Titik Kedalaman Tahanan Conus ( qc) Total Friction ( SM ) ( m ) ( kg/cm ) ( kg/cm ) SM 33,8 546,67 SM 33, SM SM ,33 Sumber : Badan Perencanaan Pembangunan Daerah (BAPPEDA), Kota Tegal.

67 V - 67 Keterangan jenis tanah: 5 qc 0 lunak 0 qc 30 medium stiff 30 qc 70 stiff 70 qc 0 very stiff qc > 0 hard Dari hasil tersebut maka dimungkinkan untuk dipakai pondasi jenis bore pile agar tidak merusak bangunan-bangunan penting yang berada di sekitar lokasi proyek. Hal tersebut dimungkinkan karena proses pengeboran pada pondasi bore pile tidak menimbulkan getaran yang kuat seperti pada proses pemancangan pada pondasi tiang pancang. Tes Boring ( Boring Log) Tabel 5.6. Tabel Hasil Boring Log Titik Boring Kedalaman (m) Jenis Lapisan Tanah SPT (lb/ft) 0.00 s/d -.00 Pasir kelempungan Warna coklat, setengah padat, mengandung sedikit kerikil s/d Lempung Warna coklat, sangat kaku, mengandung sedikit kerikil -3 B s/d Pasir kelempungan Warna coklat, setengah padat, mengandung sedikit kerikil 5-8 Pasir s/d Warna coklat, setengah padat sampai padat, mengandung 0-37 sedikit kerikil s/d Lempung kepasiran Warna coklat, sangat kaku, mengandung sedikit kerikil 4-40

68 V - 68 Titik Kedalaman Boring (m) Jenis Lapisan Tanah 0.00 s/d -.00 Pasir kelempungan Warna coklat, setengah padat, mengandung sedikit kerikil Lempung kepasiran -.00 s/d Warna coklat, kaku sampai sangat kaku, mengandung sedikit kerikil B s/d Pasir Warna hitam, setengah padat s/d Pasir kelempungan Warna coklat, setengah padat, mengandung sedikit kerikil s/d Pasir Warna coklat, setengah padat, mengandung sedikit kerikil s/d Lempung kepasiran Warna coklat, sangat kaku, mengandung sedikit kerikil Sumber : Badan Perencanaan Pembangunan Daerah (BAPPEDA), Kota Tegal. SPT (lb/ft) Gambar Desain Penampang Abutment

69 V Perhitungan Pembebanan Beban mati akibat bangunan atas Gaya vertikal pada joint A dan B Akibat beban mati (v maks) = 009,3 kg = 0,09 t V total yang bekerja pada abutment V total = 0,09 x = 0,8 t Momen yang terjadi akibat beban mati bangunan terhadap titik A MmA = 0,8 x = 40,36 tm. Beban hidup akibat bangunan atas yang bekerja Gaya vertikal pada joint A dan B Akibat beban hidup = 7000 kg = 7 t V total yang bekerja pada abutment V total = 7 x = 54 t Momen yang terjadi akibat beban mati bangunan terhadap titik A M beban hidup = 54 x = 08 tm. Momen Akibat Berat Sendiri Abutment Tabel 5.7. Perhitungan Momen Akibat Berat Sendiri Abutment Berat sendiri abutment No Perhitungan Volume (m 3 ) x (m) M.x (tm) y (m) M.y (tm),0 x 0,5 x 6 x,4 = 7,,55 8,36 7,3 5,56 0,5 x 0,55 x 6 x,4 = 3,96 3,05,078 7,075 8,07 3 0,95 x 0,8 x 6 x,4 = 0,944,9 3,738 6,35 69, 4 ½ x 0,45 x 0,8 x 6 x,4 =,59,77 7,79 5,7 4, ,8 x,0 x 6 x,4 = 83,5 67,04 3,9 35, x x 6 x,4 = 57,6 5, 0,5 8,8 7 ½ x 0,4 x,5 x 6 x,4 = 4,3 3,96,3 4,88 8 ½ x 0,4 x,5 x 6 x,4 = 4,3 4,3,3 4,88 74, ,875 58,86

70 V - 70 Titik berat penampang dari A : x A = y A = Mx = V My = V 368,875 74,456 =,4 m 58,86 = 3,03 m 74,456 Gambar Pembebanan Akibat Berat Sendiri Abutment Momen Akibat Berat Tanah Tabel 5.8. Perhitungan Momen Akibat Berat Tanah Berat akibat tanah No Perhitungan Volume (m 3 ) x (m) M.x (tm) y (m) M.y (tm) 0,45 x, x 6 x,8 = 5,83,9 6,93 7,575 44,77,95 x 0,7 x 6 x,8 = 4,74 3,65 53,808 6,375 93,980 3 ½ x 0,45 x 0,8 x 6 x,8 =,944 3,03 5,89 5,55 0, x,5 x 6 x,8 = 64,8 3,5 0,6 3,4 0,3 5 / x 0,4x,5 x 6 x,8 = 3,4 3,5,34,3 3,66 6 / x 0,4x,5 x 6 x,8 = 3,4 0,5,6,3 3,66 93, ,7 376,588

71 V - 7 Titik berat penampang dari A : Mx 300,7 xb = = = 3, m V 93,798 yb = My = V 376,588 = 4,04 m 93,798 o o 34 Ka = tg 45 = tg 45 = 0,87 φ o o 34 Kp = tg 45 + = tg 45 + =,75 φ Gambar Pembebanan Akibat Berat Tanah Timbunan Tegangan tanah yang terjadi : Muatan lalu lintas dapat diperhitungkan sebagai beban merata senilai dengan tekanan tanah setinggi h = 0,6 m. qt = γ h =,8 0, 6 =,08 t/m σa = qt.ka =,08 x 0,87 = 0,305 t/m σa = γ. h.ka =,8 x 7,8 x 0,87 = 3,969 t/m σp = γ. h.ka =,8 x,4 x 0,87 = 0,7 t/m Tekanan tanah yang terjadi : Pa = σa. h = 0,305 x 7,8 =,379 ton Pa = ½ σa. h = ½ x 3,969 x 7,8 = 5,479 ton Pp = ½ σp. h = ½ x 0,7 x,4 = 0,498 ton

72 V - 7 Tabel 5.9. Momen Akibat Tekanan Tanah w (ton) Y (m) M (tm) Pa,379 3,9 9,78 Pa 5,479,6 40,45 Pp 0,498 0,467 0,33 8,356 49,756 y = M 49,756 = =,7 m V 8, 356 Gambar Tekanan Tanah Yang Terjadi Gaya akibat gempa T = c. w Dimana : T = gaya gempa horizontal C = koefesien gempa (0,4) W = beban Tabel 5.0. Momen Akibat Gaya Gempa w (ton) c T Y (m) M (tm) Bangunan atas 0,8 0,4,85 6,8 9, Abutment 74,456 0,4 4,43 3, 75,7 Berat sendiri tanah 93,798 0,4 3,3 4, 55,50 88,434 40,379 50,07

73 V Gaya horizontal yang bekerja pada abutment a. Gaya akibat traksi dan rem P traksi = 6,75 ton P rem = 4,80 ton Karena gaya traksi dan rem tidak akan bekerja bersama sama maka gaya yang digunakan selanjutnya adalah gaya traksi. P yang bekerja pada abutment = 6,75 = 3,5 ton Gaya rem dan traksi bekerja pada permukaan rel.. Momen akibat traksi terhadap titik A: M tr = 3,5 6, 73 = 90,855 ton b. Gaya gesek akibat tumpuan tumpuan bergerak f ges = P m C dimana: f ges = gaya gesek tumpuan bergerak (rol) P m = beban mati konstruksi atas (T) = 0,8 t C = koefisien tumpuan gesekan karet dengan baja = 0,5 F ges = 0,8 0, 5 = 3,08 t Lengan gaya terhadap titik A : Y ges = ½ t. Elastomer + t. bantalan + t. dudukan elastomer = 40,64 +, = 70,8 cm = 7,08 m Momen terhadap titik G : M ges = F ges Yges = 3,08 7, 08 =,8 tm.

74 V - 74 c. Beban angin Beban angin pada jembatan rel terdiri dari gaya angin tekan sebesar 00 kg/m dan gaya angin hisap sebesar 50 kg/m. Bidang vertikal beban hidup ditetapkan sebagai suatu permukaan bidang vertikal yang mempunyai tinggi menerus sebesar 3 meter diatas lantai kendaraan. Data teknis perencanaan pertambatan angin : Angin tekan (wi) = 00 kg/m Angin hisap (w ) = 50 kg/m Panjang sisi bawah jembatan = m Panjang sisi atas jembatan = 8 m Tinggi jembatan = 5,85 m + 8 Luas bidang rangka utama (A) = 5, 85 = 58,5 m 6,8 m 8 m E 4 F 5 G ,85 m A C m 3 D B Gambar 5.4. Bidang Rangka Utama Beban angin pada sisi rangka jembatan (d) : d tekan = 50 % ( 5% A ) w = 50 % ( 5% 58,5) 00 = 73,5 kg = 0,735 t. d hisap = 50 % ( 5% A ) w = 50 % ( 5% 58,5) 50 = 365,65 kg = 0,36565 t.

75 V - 75 Beban angin pada muatan hidup setinggi 3 m (d) : d3 = 50 % w L 3 m = 50 % 50 3 = 700 kg =,7 t. Rangka Utama IWF 400x400x8x8 Ikatan Angin Atas IWF 00x00x8x ban angin pada yang langsung kena angin Beban angin pada sisi yang langsung terkena angin 3,00 5,850 Rel R-54 Gelagar Melintang IWF 900x300x6x8 Gelagar Memanjang IWF 700x300x3x4,7,067,7 5,4 Gambar 5.4. Pembebanan Angin Beban angin pada sisi rangka jembatan S = S = Tinggi jemba tan = 5, 85 m =,95 m S3 = h + ½ h = 0,654 + ½.3,00 =,54 m

76 V - 76 Lengan terhadap A: Y = Y = 5, ,7 = 8,763 m Y3 = 5,636 +,54 = 7,79 m Momen terhadap titik A : Ma = d Y+ d Y + d3 Y3 = 0,735 8, , ,763 +,7 7, 79 = 30,645 tm Tinjauan terhadap guling, geser dan eksentrisitas Dari perhitungan diatas, pembebanan dibagi dalam beban vertikal dan horisontal yang bisa dilihat dalam table berikut. Tabel 5.. Beban dan Momen Akibat Berbagai Pembebanan Beban PV (ton) MV (tm) PH (ton) MH (tm) V V 0,8 40, V3 93, , V4 74,456 58, H ,379 50,07 H - - 8,356 49,756 34, ,8 58,735 99,87 Tinjauan terhadap guling : F.S =,5 MV 053,8 Fq = = MH 99,87 = 5,74 >,5 ( aman ) Tinjauan terhadap geser : F.S =,5 ( PV * tgφ ) + ( c * B * P) 34,434 * tg34 + 0,04 * 4*6 Fqs = PH 58,735 = 4,06 >,5. ( aman ) = ( ) ( )

77 V - 77 Tinjauan terhadap eksentrisitas : B MV MH e = PV /6*B 4 053,8 99,87 = /6*B 34,434 = -,494 /6*4 = - 0,494 0,667 ( aman ) Perencanaan Pondasi Pondasi yang digunakan adalah pondasi bore pile yang termasuk jenis pondasi dalam. Pondasi bore pile yang direncanakan : Diameter : 60 cm Luas penampang : π * r = 87,43 cm Keliling : π * D = 88,495 cm Mutu beton (f c) : 5 Mpa = 50 kg/cm Mutu baja (fy) : 400 Mpa = 4000 kg/cm Perhitungan Daya Dukung Vertikal untuk Tiang Tunggal a). Berdasarkan kekuatan bahan p tiang = σ bahan * A tiang Dimana : p tiang σ bahan A tiang = kekuatan pikul tiang yang diijinkan = tegangan tekan ijin bahan tiang pondasi = luas penampang tiang pondasi Menurut Peraturan Beton Indonesia (PBI), tegangan tekan beton yang diijinkan yaitu : σ bahan = 0,33 * f c f c = kekutan tekan beton karakteristik

78 V - 78 σ bahan = 0,33 * 50 = 8,5 kg/cm p tiang = 8,5 * 87,43 = 336,975 kg = 33,6 ton b). Berdasarkan kekuatan tanah dari data sondir Perhitungan Pall untuk tiang pondasi dengan proses pengeboran akan direduksi sebesar 30% karena hilangnya keseimbangan tekanan tanah sewaktu dilakukan pengeboran yang mengakibatkan berkurangnya daya dukung tanah. qc * A tf * θ Pall = + * 70% 3 5 Dimana : Pall = daya dukung tanah ijin (ton) qc = nilai conus ( kg/cm ) A = luas tiang pondasi (m ) tf = total friction ( kg/cm ) θ = keliling tiang pondasi (m) * 0,8743 5,4667 *88,495 Pall = + *70% 3 5 Pall = 679, 437ton c). Berdasarkan kekuatan tanah dari hasil Standart Penetration Test ( SPT ) ( 40* Nb * Ab 0,* N * As) * 70% Pult = + Dimana : Pult = daya dukung batas pondasi (ton) Pult = Nb = nilai N-SPT Ab = luas tiang pondasi (m ) N = nilai N-SPT rata-rata As = luas selimut tiang pondasi (m ) (( 40 * 7 * 0,8743) + ( 0, * 5,77 * 0,950) )*70% Pult = 7, 75ton

79 V - 79 Perhitungan Daya Dukung Vertikal untuk Tiang Kelompok Dari perhitungan Daya Dukung Vertikal untuk Tiang Tunggal berdasarkan kekuatan bahan, kekuatan tanah dari hasil sondir dan SPT, maka ditentukan kedalaman pengeboran hingga -33,80 m. Tabel 5.. Daya Dukung Vertikal Ø tiang pondasi Daya dukung 60 cm Kekuatan bahan 33,6 ton Tes sondir 679,437 ton Tes SPT 7,75 ton a. Menghitung efisiensi kelompok tiang θ ( n ) * m + ( m ) * n E = 90 m * n Dimana : m = jumlah baris n = jumlah tiang dalam satu baris 0,60 θ = Arc tg d/s = arc tg =,8,50 d = diameter tiang pondasi = 60 cm s = jarak antar tiang pondasi Menentukan jumlah tiang pondasi (tipe ) : Perkiraan awal jumlah pondasi yang akan dipasang adalah Pv n = Pall Dimana : n = jumlah tiang pondasi Pv = beban vertikal Pall = daya dukung tanah ( diambil minimum) 34,434 n = =,576 dipasang 4 buah 7,75 Jumlah tiang = x = 4 buah Jarak antar tiang pondasi =,5 d s 3 d = 50 s 80 diambil s = 80 cm

80 V - 80 Dimensi abutment = 4 x 6 x,4 (( ) * ) + ( ( ) * ),8 E = * = 0, * Sehingga daya dukung efektif dalam kelompok tiang : Pefektif = E * Pall Pefektif = 0,7578* 7,75 = 64, 57ton Rencana pemasangan pondasi baris lajur.gambar Rencana Pemasangan Pondasi b. Perhitungan beban maksimum untuk kelompok tiang Pmax = Pv My * X max Mx * Y max ± ± n n * x n * y y Dimana : Pmax = beban maksimum yang diterima tiang pondasi ( tunggal ) Pv = jumlah beban vertikal = 34,434 ton n = banyaknya tiang pondasi bore pile = 4 buah Mx = momen arah X = 053,8 tm My = momen arah Y = 99,87 tm X max = jarak terjauh tiang arah x terhadap titik berat kelompok tiang =,00 m Y max = jarak terjauh tiang arah y terhadap titik berat kelompok tiang = 3,00 m x

81 V - 8 nx = banyaknya pondasi bore pile arah x dalam satu baris = buah ny = banyaknya pondasi bore pile arah y dalam satu baris = buah x = jumlah kuadrat ordinat pondasi bore pile = * X = (* ) = 8 m y = jumlah kuadrat absis pondasi bore pile = 3 * Y = (3*3 ) = 7 m 34,434 99,87 *,00 053,8* 3,00 Pmax = + + = 69,3 ton 4 *8 * 7 Pmax Pefektif 69,3 ton > 64,57 ton... tidak aman!!! Menentukan jumlah tiang pondasi (tipe ) : Karena perkiraan awal jumlah pondasi yang akan dipasang sejumlah 4 buah tidak aman, maka : Pv n = Pall Dimana : n = jumlah tiang pondasi Pv = beban vertikal Pall = daya dukung tanah ( diambil minimum) 34,434 n = =,576 dipasang 6 buah 7,75 Jumlah tiang = x 3 = 6 buah Jarak antar tiang pondasi =,5 d s 3 d = 50 s 80 diambil s = 80 cm Dimensi abutment = 4 x 6 x,4 (( ) *3 ) + ( (3 ) * ),8 E = * = 0, * Sehingga daya dukung efektif dalam kelompok tiang : Pefektif = E * Pall Pefektif = 0,774 * 7,75 = 55, 80ton

82 V - 8 Rencana pemasangan pondasi 3 baris lajur Gambar Rencana Pemasangan Pondasi Perhitungan beban maksimum untuk kelompok tiang (tipe ) Pmax = Pv My * X max Mx * Y max ± ± n n * x n * y y x Dimana : Pmax = beban maksimum yang diterima tiang pondasi ( tunggal ) Pv = jumlah beban vertikal = 34,434 ton n = banyaknya tiang pondasi bore pile = 6 buah Mx = momen arah X = 053,8 tm My = momen arah Y = 99,87 tm X max = jarak terjauh tiang arah x terhadap titik berat kelompok tiang =,00 m Y max = jarak terjauh tiang arah y terhadap titik berat kelompok tiang = 3,00 m nx = banyaknya pondasi bore pile arah x dalam satu baris = buah ny = banyaknya pondasi bore pile arah y dalam satu baris = 3 buah x = jumlah kuadrat ordinat pondasi bore pile = * X = (* ) = 8 m y = jumlah kuadrat absis pondasi bore pile = 3 * Y = (3*3 ) = 7 m

83 V ,434 99,87 *,00 053,8* 3,00 Pmax = + + = 3,69 ton 6 3*8 * 7 Pmax Pefektif 3,69 ton 55,80 ton... aman!!! c. Penulangan pondasi bore pile Direncanakan : M max = 58,86 tm = kg.cm Diameter pondasi = 60 cm Diameter tulangan pokok = 5 mm Diameter tulangan sengkang = 0 mm Mutu baja (fy) = 400 Mpa = 4000 kg/cm Mutu beton (f c) = 5 Mpa = 50 kg/cm Selimut beton = 5 cm Gaya tekan aksial (Pu) = 3,69 ton = 369 kg Mn = Mu = = kgcm φ 0, 8 R = 0,85* f ' c = 0,85* 50 =,5kg / cm ( d ef ) = h p (½ * ø tul.utama) = * 5 = 537,5 mm = 53,75 cm K Mn = = b * d * R 60 * 53,75 *, =,79 ( ) 5 F = - k = - *, 79 = 0,606 β * 450 R 0,85* 450 0,85* 5 F max = * = * = 0, fy fy R As = F * b * d * fy,5 = 0,606*60 *53,75* = 03, 8 cm 4000 Berdasarkan tabel penulangan (tabel cur 4), maka tulangan yang digunakan adalah tulangan 40 Ø 5 ( As terpasang = 96,35 cm ).

84 V - 84 Jarak antar tulangan = (π * diameter pondasi) / jumlah tulangan = (π * 60 cm) / 40 = 4,7 cm Kontrol penulangan : ρ ρ,4,4 = = fy 400 min = maks ρ yg terjadi 0,0035 β * 450 0,85* f ' c 0,85* 450 0,85* 5 = * = * = 0, fy fy ρ > ρ maks ρ maks = As terpasang / (b*d) = 03,8 / (60*53,75) = 0,03 As terpasang = ρ maks *b*d* = 0,0*60*53,75 = 64,50 cm Berdasarkan tabel penulangan (tabel cur 4), maka tulangan yang digunakan adalah tulangan 6 Ø 5 ( As terpasang = 78,54 cm ). Perhitungan tulangan geser Berat tiang = π * d * L * γbeton 4 = π *0,6 * 6,5*, 4 4 = 7,98ton Vn = 0,5*berat. tiang = 0,5*7, 98 Vu = Vn * θ = 8,99ton = 899kg =899*0,6 =5394,6 kg