!"#"$%&$%&#'( ) *!"##$

Transkripsi

1 !"#"$%&$%&#'( ) *!"##$

2 +, + *,+,"-./)"( ) * %& ' '( )!*%+ *!!"##$

3 PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN PADANGAN-KASIMAN KABUPATEN BOJONEGORO DENGAN SISTEM BUSUR BAJA Oleh : Ranatika Purwayudhaningsari Dosen Pembimbing : Ir. Djoko Irawan, MS Abstrak Pada perencanaan jembatan busur baja dalam tugas akhir ini dijelaskan perihal uraian proses perencanaan jembatan busur khususnya yang menggunakan box sebagai pemikul utamanya. Pada proses pendahuluan, diawali dengan penjelasan mengenai latar belakang pemilihan tipe jembatan, perumusan permasalahannya, tujuan perencanaan, batasan masalah hingga manfaat dari dibangunnya jembatan tersebut. Kemudian, dijelaskan perihal dasar-dasar perencanaan dengan pedoman yang digunakan yaitu BMS 1992 (BDM dan PPTJ) dan AISC-LRFD. Dari data yang ada, direncanakan bentang total jembatan sebesar 104 m dengan 2 lajur kendaraan masing masing selebar 3,5 m. Kemudian dilakukan preliminary design dengan menetukan dimensi dimensi jembatannya. Tahap awal perencanaan adalah perencanaan bangunan atas yang terdiri dari lantai kendaraan dan trotoar, gelagar memanjang dan gelagar melintang, kemudian konstruksi pemikul utama. Analisa dengan menggunakan program SAP 2000 dilakukan setelah dketahui beban beban yang bekerja pada konstruksi tersebut untuk mendapatkan gaya gaya dalam yang bekerja, khususnya untuk konstruksi pemikul utama dan konstruksi sekundernya. Setelah gaya gaya tersebut diketahui

4 besarnya maka dilakukan perhitungan kontrol tegangan dan perhitungan sambungan. Selanjutnya, dilakukan perencanaan perletakan, bangunan bawah dan pondasi. Untuk perletakan jembatan menggunakan Elastomeric Bearing Pad. Sedangkan bangunan bawah menggunakan pilar untuk meneruskan beban dari bangunan atas ke tanah pondasi yang menggunakan tiang pancang sebagai pendukung konstruksinya. Kata kunci : Busur box, Jembatan Baja

5 DESIGN STRUCTURE OF PADANGAN-KASIMAN BRIDGE BY USING ARCH FRAME STEEL SYSTEM Present : Ranatika Purwayudhaningsari Lecture : Ir. Djoko Irawan, MS Abstract Design structure of Padangan-Kasiman bridge here was explained about the prosess design arch bridge especially using box steel profil as main structure. First, we explained about background why this type elected, than focus on formula to get the target to planning and design till got the solution, and explained about the benefit if the bridge was built. Here was explained about the guidance was used to design this bridge like BMS 1992 (BDM and PPTJ) and AISC-LRFD. Based on existing data, will be built 104 meters leght, and bridge roadway width was 9 meters with 2 traffic lanes, each is 3,5 meter. Than it did preliminary design by determining its dimensions. First step should be done was planning upper structure consist of slabs which form the roadway of a bridge and sidewalks, longitudinal and tranversal beam, than planned main structure was arch structure. Program analyse used SAP It was done after known the load was happenned at the construction. Than we would know about the force in main structure and sub structure, don t forget to control the structure like stell tension, stell buckling, etc. After that, we could design its extention. The final step, we planed bearing dimension, under structure, and foundation. For the bearing used Elastomeric

6 Bearing Pad. Upper structure used pillar which used to channel upper load to foundation which was used pilling system to support all the construction. Key words : Steel box profile, Arch bridge, Steel

7 PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN PADANGAN-KASIMAN KABUPATEN BOJONEGORO DENGAN SISTEM BUSUR BAJA TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Bidang Studi Struktur Program Studi S-1 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Oleh : RANATIKA PURWAYUDHANINGSARI NRP Disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir : Ir.Djoko Irawan, MS... NIP SURABAYA AGUSTUS, 2009

8 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT atasa segala rahmad dan ridhonya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas akhir ini berjudul Perencaaan Struktur Jembatan Padangan-Kasiman Kabupaten Bojonegoro Dengan Sistem Busur Baja. Pada perencanaan struktur jembatan ini diuraikan perihal perencanaan lantai kendaraan, gelagar memanjang melintang, konstruksi sekunder, sambungan, dan perencanaan bangunan bawah, yaitu pilar dan pondasi tiang pancang. Untuk uraian secara lengkap akan dibahas dalam tiap tiap bab. Tugas akhir ini berusaha diselesaikan dengan sebaikbaiknya,namun disadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik diterima demi kesempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Besar harapan bahwa tugas akhir ini kelak bermanfaat bagi para pembaca pada umumnya, dan bagi mahasiswa yang akan mengambil tugas akhir dengan tema yang sejenis yaitu perencanaan struktur jembatan. Surabaya, Agustus 2009 Penulis i

9 UCAPAN TERIMA KASIH Pada kesempatan ini tak lupa saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu selama proses penyusunan tugas akhir ini hingga selesai, di antaranya: 1. Allah SWT. Limpahan berkah dan rahmatnya yang selalu memberikan kemudahan dan petunjuk untuk selalu bersemangat menghadapi semua rintangan kehidupan. 2. Bapak Ir. Djoko Irawan, MS selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penulisan Laporan Proyek Akhir ini. 3. Kedua orang tua yang selalu memberikan bimbingan, semangat, dan motifasi serta do a atas segala keputusan yang diambil 4. Bapak Dr. Ir. Hidayat Soegihardjo, MS. selaku ketua jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS 5. Ibu Ir. Retno Indriyani, MS. selaku dosen wali. 6. All my best friend, Diah, makasih mau ku ganggu tiap malem lembur TA. Wiwin, makasih dah mau pinjemin printernya. Buat kalian berdua, moga kita tetap jadi sahabat sejati till the end of time. Buat teman kost Menur I/5f, makasih juga buat doanya. 7. Bapak, Ibu Dosen, serta seluruh Staf dan Karyawan jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS. 8. Teman-teman kantor PT. Araya Bumi Megah yang telah membantu doa dan dukungan selama ini. serta semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu, yang telah membantu terselesaikannya tugas akhir ini. ii

10 HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK KATA PENGANTAR UCAPAN TERIMA KASIH DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL i ii iii viii xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Perencanaan Batasan Masalah Manfaat Perencanaan 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Jembatan Struktur Jembatan Busur Elemen-elemen Struktur Dalam jembatan Busur Deck Girder atau lantai Jembatan Pier/Collumn Batang Lengkung Analisa Jembatan Busur Pembebanan Pada Jembatan Beban Tetap Beban Lalu Lintas Beban Lingkungan Sambungan Pengelasan Baut Pilar Pondasi Perencanaan Pilar Beban Dari Bangunan Atas Beban Dari Bangunan Bawah 27 iii

11 2.6.2 Perencanaan Pondasi Pemilihan Bentuk Pondasi Pemilihan Bentuk Pondasi Pondasi Tiang pancang Pemilihan Tiang Pancang Perhitungan Daya Dukung Tiang Perhitungan Daya Dukung Tiang Kelompok Letak Titik Jepit Tanah Terhadap Tiang Pondasi Perhitungan Beban Vertikal Ekivalen Kontrol Kekuatan Bahan Data Perencanaan Data Bahan 39 BAB III METODOLOGI 3.1 Metodologi Analisis Metode Penyusunan Studi Literatur Survei Data Pengumpulan Data Preliminari Desain Pembebanan Beban Tetap Beban Lalu lintas Beban Lingkungan Perencanaan Struktur Bangunan Atas Perencanaan Sandaran Perencanaan Kerb dan Trotoar Perencanaan Pelat lantai Kendaraan Perencanaan Struktur Busur Perencanaan Perletakan Perencanaan Struktur Bangunan Bawah Perencanaan Pilar Perencanaan Pondasi Diagram Alir 55 iv

12 BAB IV PERENCANAAN LANTAI KENDARAAN DAN TROTOAR 4.1 Perencanaan Tebal Pelat Lantai Kendaraan Pembebanan Penulangan Lantai Kendaraan Penulangan Arah Melintang Penulangan Arah Memanjang Kekuatan Pelat lantai Terhadap Geser Perencanaan Trotoar dan Sandaran Perhitungan Kerb Perhitungan Tiang dan Pipa sandaran Kontrol Kapasitas Momen Balok Tiang Sandaran 70 BAB V PERENCANAAN GELAGAR JEMBATAN 5.1 Perencanaan Gelagar Memanjang Pembebanan Kontrol Kekuatan Lentur Kontrol Penampang Kontrol Tekuk Lateral Kontrol Lendutan Kontrol Geser Perencanaan Gelagar Melintang Pembebanan Gaya Geser Menentukan Momen Nominal Penampang Komposit Kontrol Lendutan Perhitungan Shear Connector Menentukan Jumlah Shear Connector (Stud) Yang Dipakai Jarak Pemasangan Shear Connector 96 v

13 BAB VI KONSTRUKSI PEMIKUL UTAMA 6.1 Umum Batang Penggantung Pembebanan Kontrol Tegangan Konstruksi Busur Bentuk Geometrik Busur Penampang Busur Pembebanan Busur Stabilitas Penampang Busur Perencanaan Stiffener 125 BAB VII KONSTRUKSI SEKUNDER 7.1 Ikatan Angin Atas Sambungan Ikatan Angin Bawah Portal Akhir Balok Portal Akhir Kolom Portal Akhir Perencanaan Elastomer Kontrol Elastomer 152 BAB VIII PERHITUNGAN SAMBUNGAN 8.1 Sambungan Gelagar Melintang Gelagar Memanjag Sambungan Gelagar Melintang Batang Penggantung Sambungan Batang Penggantung Sambungan Batang Penggantung dan Busur Sambungan Konstruksi Busur Sambungan Perletakan Balok Memanjang Balok Melintang 168 vi

14 BAB IX PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN BAWAH 9.1 Umum Pembebanan Pembebanan pada Struktur Busur (Bentang Tengah) Pembebanan pada Struktur Prategang (Bentang Tepi) Pembebanan pada Struktur Bawah Perhitungan Daya Dukung Tiang Kelompok Perhitungan Beban Vertikal Ekuivalen (Pv) Perhitungan Daya Dukung BH Kontrol Kekuatan Tiang Kontrol Terhadap Gaya Aksial Vertikal dan Horizontal Kontrol Terhadap Gaya Lateral Kontrol Terhadap Gaya Momen Kontrol Defleksi Perencanaan Tulangan Pilar Penulangan Badan Pilar Penulangan Dasar Pilar 203 BAB X PENUTUP 10.1 Kesimpulan 207 DAFTAR PUSTAKA 209 LAMPIRAN 211 vii

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Layout Jembatan Padangan-Kasiman 2 Gambar 2.1 Jembatan tipe Deck Arch 11 Gambar 2.2 Jembatan tipe Through Arch 11 Gambar 2.3 Jembatan tipe A Half Through Arch 12 Gambar 2.4 Tambahan beban hidup 15 Gambar 2.5 Beban lajur D 16 Gambar 2.6 Beban truck 17 Gambar 2.7 Faktor Beban Dinamis Untuk KEL Untuk Pembebanan Lajur D 19 Gambar 2.8 Gaya Rem 19 Gambar 2.9 Pembebanan Untuk Pejalan kaki 20 Gambar 2.10 Jenis las tumpul 24 Gambar 2.11 Pemakaian las sudut 25 Gambar 2.12 Kombinasi las baji pasak dengan las sudut 26 Gambar 2.13 Sambungan baut 27 Gambar 2.14 Tekanan Tanah Berdasarkan Coulomb 28 Gambar 2.15 Contoh-Contoh Pondasi Bila lapisan Pendukung Pondasi Cukup dangkal 30 Gambar 2.16 Contoh-Contoh Pondasi Bila lapisan Pendukung Pondasi Cukup dalam 32 Gambar 2.17 Titik Jepit Tiang 35 Gambar 3.1 Rencana Potongan Memanjang Jembatan 43 Gambar 3.2 Penampang Kerb 48 Gambar 4.1 Lantai kendaraan 57 Gambar 4.2 Momen Distribusi Arah Melintang 58 Gambar 4.3 Lintasan kritis 62 Gambar 4.4 Penulangan Kerb 67 Gambar 4.5 Dimensi sandaran 67 Gambar 4.6 Potongan Melintang Trotoar 72 Gambar 5.1 Sketsa Gelagar 73 Gambar 5.2 Pembebanan KEL 75 Gambar 5.3 Pembebanan akibat beban truck 76 Gambar 5.4 Penampang gelagar memanjang 77 viii

16 Gambar 5.5 Garis Pengaruh Akibat Beban Hidup 79 Gambar 5.6 Pembebanan gelagar melintang 81 Gambar 5.7 Pembebanan gelagar melintang 82 Gambar 5.8 Pembebanan akibat beban UDL & KEL 83 Gambar 5.9 Pembebanan akibat beban truck (Kondisi A) 84 Gambar 5.10 Pembebanan akibat beban truck (Kondisi B) 84 Gambar 5.11 Beban merata geser sebelum komposit 85 Gambar 5.12 Beban merata geser setelah komposit 85 Gambar 5.13 Gaya geser akibat UDL + KEL tak simetris 86 Gambar 5.13 Distribusi Tegangan Plastis 87 Gambar 6.1 Sketsa Konstruksi Pemikul Utama 100 Gambar 6.2 Pembebanan akibat UDL 103 Gambar 6.3 Pembebanan akibat beban D 104 Gambar 6.4 Penampang busur 108 Gambar 6.5 Segmen busur 110 Gambar 6.6 Beban hidup UDL 113 Gambar 6.7 Beban angin pada konstruksi busur 118 Gambar 6.8 Penampang busur 123 Gambar 7.1 Ikatan angin atas 129 Gambar 7.2 Sambungan ikatan angin atas 133 Gambar 7.3 Titik simpul Gambar 7.4 Titik simpul Gambar 7.5 Potongan I I 139 Gambar 7.6 Portal akhir 143 Gambar 7.7 Sambungan Balok Ke Busur 149 Gambar 7.8 Perletakan laminasi 152 Gambar 7.9 Elastomer 156 Gambar 8.1 Sambungan gelagar melintang memanjang 160 Gambar 9.1 Pembebanan Akibat Beban UDL & KEL (Bentang tengah) 172 Gambar 9.2 Profil balok Prategang 175 Gambar 9.3 Pembebanan akibat UDL dan KEL (Bentang tepi) 176 Gambar 9.4 Posisi Sendi Plastis pada Pilar 179 Gambar 9.5 Bentuk Pilar (Tampak Melintang) 181 ix

17 Gambar 9.6 Bentuk Pilar (Tampak Memanjang) 182 Gambar 9.7 Konfigurasi Tiang Group 190 Gambar 9.8 Daya Dukung Tanah BH - 2 Untuk 1 Tiang 193 Gambar 9.9 Reaksi Momen pada Poer akibat Pmax/min 203 x

18 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Jumlah lajur lalu lintas rencana 17 Tabel 2.2 Koefisien seret Cw 21 Tabel 2.3 Kecepatan angin Rencana (Vw) 22 Tabel 2.4 Terzaghi s Subgrade Modulus k 1 36 Tabel 2.5 Harga - Harga n h Untuk Cohesionless Soil Diperoleh Dari Terzaghi 36 Tabel 2.6 Sifat mekanis Baja Struktural 40 Tabel 4.1 Tulangan pakai untuk Pelat lantai 61 Tabel 6.1 Panjang penggantung 101 Tabel 6.2 Persamaan parabola busur 107 Tabel 6.3 Pembebanan Busur 111 Tabel 6.4 Garis pengaruh H 115 Tabel 6.5 Persamaan garis pengaruh momen 116 Tabel 6.6 Beban angin 119 Tabel 6.7 Berat penggantung 120 Tabel 9.1 Berat Pilar 178 Tabel 9.2 Data Beban 186 Tabel 9.3 Daya Dukung Tanah BH-2 Berdasarkan Luciano Decourt (Ø50 Cm) 192 Tabel 9.4 Tegangan Berlebih Yang Diijinkan 194 xi

19 Halaman ini sengaja dikosongkan xii