PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN BETON PRATEGANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN JALAN TOL PASURUAN-PROBOLINGGO SEKSI III

Transkripsi

1 PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN BETON PRATEGANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN JALAN TOL PASURUAN-PROBOLINGGO SEKSI III SKRIPSI Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malag Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Disusun Oleh : ANGGA RAMADHAN PRAYOGI JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2017

2

3 SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : ANGGA RAMADHAN PRAYOGI NIM : Jurusan Fakultas : TEKNIK SIPIL : TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMADIYAH MALANG Dengan ini saya menyatakan sebenar-benarnya bahwa: Tugas Akhir dengan judul: Perencanaan Struktur Atas Jembatan Beton Prategang Pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Pasuruan-Probolinggo Seksi III. Adalah hasil karya saya dan bukan karya tulis orang lain. Dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar saya bersedia mendapat sanksi akademis. Malang, Oktober 2017 Yang menyatakan, Angga Ramadhan Prayogi ii

4 KATA PENGANTAR Alhamdulillahirobbil Alamin, puji syukur kehadihat Allah Subhanahu Wa Ta ala atas rahmat dan karunia-nya penulis dapat menyelesaikan dalam penyusunan tugas akhir ini. Shalawat serta salam tak lupa juga dihaturkan kepada jungjungan besar Nabi Muhammad SAW, keluarganya beserta sahabatnya agar bisa bersama beliau diakhirat kelak, amin. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana pada program studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. Dalam penyusunan tugas akhir dengan judul Perencanaan Struktur Atas Jembatan Beton Prategang Pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Pasuruan-Probolinggo ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang tak terhingga kepada: 1. Kedua orangtua tercinta Bapak Yudiyana, S.Pd dan Ibu Murnati atas dukungan dan kasih sayangnya serta kesabaranya dalam mendidik, menasehati dan mengarahkan penulis, serta saudara sekandung Agung Dzulhakim, Muhammad Abdurrahman, Zaid Abdul Aziz dan Maulana Yusuf atas do a dan penyemangat dalam menyusun tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Sudarman, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberikan ijin perencanaan kepada penulis 3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang 4. Bapak Ir.Yunan Rusdianto, MT selaku dosen pembimbing I 5. Bapak Moh.Abduh,ST.,MT selaku dosen pembimbing II 6. Bapak Ir. Andi Syaiful Amal, MT selaku dosen wali 7. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen program studi Teknik Sipil yang telah memberikan ilmu bagi penulis dari awal perkuliahan hingga sekarang 8. Ibu Dilla selaku TU jurusan yang telah banyak membantu penulis dalam mengurus administrasi tugas akhir iii

5 9. Kawan-kawan seperjuangan Teknik Sipil kelas A 2013 yang telah membantu studi penulis dan memberi warna dalam perkuliahan 10. Kawan-kawan LSO Surya Team, UKM INKADO dan seluruh kawan seperjuangan yang telah memberikan ilmu dan pelajaran hidup diluar perkuliahan 11. Serta semua pihak yang telah membatu menyelesaikan tugas akhir ini yang tidak bisa penulis disebutkan satu persatu. Penulis mengharapkan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat untuk kemajuan keillmuan pada khususnyaa dan dibidang pendidikan pada umumnya. Malang, Oktober 2017 Penulis iv

6 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... i SURAT PERNYATAAN... ii KATA PENGANTAR... iii ABSTRAK... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Manfaat Batasan Masalah... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Jembatan Umum Aspek Perencanaan Jembatan Umur Rencana Jembatan Jembatan Prategang Jembatan Box Girder Desain Perencanaan Awal Beton Prategang Konsep Dasar Material Beton Prategang vii

7 2.3.3 Sistem Penegangan Tahapan Pembebanan Kehilangan Prategang Lintasan (Layout) Tendon Daerah Aman Kabel Blok Ujung (End Block) Tulangan Geser Sambungan Antar Segmen (Shear Key) Lendutan Jembatan Metode Konstruksi Prinsip Kontruksi Pemasangan Kabel Prategang Pemasangan Kabel Prategang Pekerjaan Grouting Pembebanan Jembatan Beban Permanen Beban Lalu Lintas Aksi Lingkungan BAB III METODOLOGI PERENCANAAN Data Umum Data Sungai Data Teknis Jembatan Spesifikasi Bahan Data Desain Diagram Alir Perencanaan BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR Data Teknik Jembatan Spesifikasi Bahan Perhitungan Struktur Sekunder Kontrol Terhadap Geser Ponds viii

8 4.4 Perhitungan Struktur Atas Perencanaan Dimensi Box Girder Multi-Cell Analisa Penampang Box Girder Multi-Cell Tengah Bentang Analisa Penampang Box Girder Multi-Cell Tumpuan Pembebanan Jembatan Beban Sendiri (MS) Beban Mati Tambahan (MA) Beban Lajur (TD) Beban Rem (TB) Beban Angin (EW) Beban Gempa (EQ) Perencanaan Gaya Prategang dan Jumlah Tendon Gaya Prategang Perlu Kontrol Gaya Prategang Jumlah dan Susunan Tendon Analisa Selubung Tendon Prategang Selubung Bawah Selubung Atas Posisi dan Lintasan Tendon Box Girder Multi-Cell Posisi Tendon Tengah Bentang Posisi Tendon Tumpuan Eksentrisitas Masing-masing Tedon Lintasan dan Sudut Lintasan Tendon dari Titik Berat Penampang Sudut Angkur Masing-masing Tendon Posisi dan Jalur Masing-masing Tendon Analisa Kehilangan Gaya Prategang Kehilangan Pada Saat Transfer (Tahap I) Kehilangan Pada Saat Service Penempatan Topping Sesudah 30 Hari (Tahap II) ix

9 4.9.3 Kehilangan Pada Saat Beban Kerja Diakhir 2 Tahun (Tahap III) Kontrol Tegangan Setelah Terjadi Kehilangan Gaya Prategang Analisa Tendon dan Gaya Akibat Kehilangan Gaya Prategang Posisi dan Jalur CGS Angkur Hidup dan Angkur Mati Gaya Pendongkrakan (Jacking) Tendon Penulangan Box Girder Multi-Cell Pembebanan Box Girder Multi-Cell Penulangan Plat Atas Penulangan Plat Badan (Web) Penulangan Plat Bawah Tulangan Geser Box Girder Multi-Cell Perencanaan Blok Ujung (End Block) Kontrol Tegangan Dibawah Plat Angkur Perhitungan Kebutuhan Penulangan End Block Perencanaan Sambungan Antar Segmen (Shear Key) Kontrol Lendutan Jembatan Box Box Girder Multi-Cell Lendutan Awal (Transfer) Lendutan Akhir (Service) Lendutan Jangka Panjang Perencanaan Pot Bearing Pembebanan Perletakan Desain Pot bearing BAB IV PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tebal Minimum Sayap Atas Tabel 2.2 Tipikal Baja Prategang Tabel 2.3 Koefisien Kelengkungan dan Wobble Tabel 2.4 Nilai KSH Komponen Pascatarik Tabel 2.5 Berat Isi Beban Mati Tabel 2.6 Faktor Beban untuk Berat Sendiri Tabel 2.7 Faktor Beban untuk Beban Mati Tambahan Tabel 2.8 Jumlah Lajur Lalu Lintas Rencana Tabel 2.9 Faktor Beban untuk Beban Lajur D Tabel 2.10 Faktor Beban untuk Beban T Tabel 2.11 Tekanan Angin Dasar Tabel 4.1 Tebal Minimum Sayap Atas Tabel 4.2 Analisa Penampang Balok Prategang Tabel 4.3 Momen Inersia (Ix) Penampang Tengah Bentang Tabel 4.4 Analisa Penampang Balok Prategang Tabel 4.5 Momen Inersia (Ix ) Penampang Tumpuan Tabel Menentukan klasifikasi situs tanah berdasarkan data N-SPT Tabel Percepatan Respon Spektrum pada Tanah Lunak Tabel 4.8 Berat Total Struktur Tabel 4.9 Rekapitulasi Pembebanan Pada Struktur Jembatan Tabel 4.10 Rekapitulasi Momen Sepanjang Jembatan Box Girder Multi-Cell Tabel 4.11 Rekapitulasi Gaya Geser Sepanjang Jembatan Box Girder Multi-Cell Tabel 4.12 Momen Lentur Pada Jembatan Tabel 4.13 Selubung Batas Atas dan Batas Bawah Tendon Tabel 4.14 Eksentrisitas Masing-masing Tendon Tabel 4.15 Lintasan Posisi Tendon dari Titik Berat Penampang Tabel 4.16 Sudut Angkur Masing-masing Tendon xi

11 Tabel 4.17 Lintasan Masing-masing Tendon Tabel 4.18 Lintasan Tendon dan Daerah Aman Tendon Tabel 4.19 Layout Tendon Tabel 4.20 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Akibat Perpendekan Elastis Beton Tabel 4.21 Sudut Layout Tendon Tabel 4.22 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Akibat gesekan (friksi) Tabel 4.23 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Kehilangan Langsung (Tahap I) Tabel 4.24 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Akibat Rangkak Beton Tabel 4.25 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Akibat Susut Beton Tabel 4.26 Peningkatan Tegangan Tarik Akibat Beban Mati Tambahan Tabel 4.27 Gaya Prategang Sisa Akibat Kehilangan Penempatan Topping (Tahap II) Tabel 4.28 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Akibat Relaksasi Baja (Tahap III) Tabel 4.29 Presentase Gaya Prategang Pada Saat Service (Tahap III) Tabel 4.30 Rekapitulasi Kehilangan Gaya Prategang Tabel 4.31 Kontrol Tegangan Akibat Kehilangan Gaya Prategang Total Tabel 4.32 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Langsung Pada Tendon Baris Tabel 4.33 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Langsung Pada Tendon Baris Tabel 4.34 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Langsung Pada Tendon Baris Tabel 4.35 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Langsung Pada Tendon Baris Tabel 4.36 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Langsung Pada Tendon Baris xii

12 Tabel 4.37 Jarak CGS terhadap CGC Penampang Tabel 4.38 Gaya Prategang Setelah Kehilangan Segera dan Letak CGS Tumpuan Tabel 4.39 Gaya Prategang Setelah Kehilangan Segera dan Letak CGS Tengah Bentang Tabel 4.40 Jalur CGS Angkur dan Tendon Tabel 4.41 Gaya Pendongkrakan (Jacking) Angkur Hidup Tumpuan A Tabel 4.42 Gaya Pendongkrakan (Jacking) Angkur Hidup Tumpuan B Tabel 4.43 Rekapitulasi Momen Box Girder Multi-Cell Akibat Beban Kombinasi Tabel 4.44 Rekapitulasi Perhitungan Penulangan Box Girder Multi-Cell Tabel 4.45 Rekapitulasi Kebutuhan dan Jarak Sengkang Tabel 4.46 Spesifikasi Angkur Mati VSL Tabel 4.47 Spesifikasi Angkur Mati VSL Tabel 4.48 Tegangan Shear Key Pada Tiap Sambungan Tabel 4.49 Pembebanan Memanjang Jembatan Tabel Spesifikasi Free Pot Bearings (TGa) xiii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Komponen Jembatan... 5 Gambar 2.2 Balok I AASHTO-PCI tipe III... 8 Gambar 2.3 Penampang T AASHTO-PCI tipe bubl-tees... 8 Gambar 2.4 Balok kotak AASHTO-PCI tipe Gambar 2.5 Balok U AASHTO-PCI tipe Gambar 2.6 Penampang Box girder Satu Sel Gambar 2.7 Penampang Box girder Multi Sel Gambar 2.8 Penampang Beton Bertulang Gambar 2.9 Konsep Beton Konsentris dan Eksentris Gambar 2.10 Penampang Beton Prategang dan Beton Bertulang Gambar 2.11 Konsep Kesetimbangan Beban Gambar 2.12 Jenis-jenis tulangan prategang Gambar 2.13 Macam-macam Batang Terdeformasi (Deformed) Sesuai ASTM Gambar 2.14 Selongsong Tendon (Duct) Gambar 2.15 Angkur Hidup dan Angkut Mati Gambar 2.16 Penyambung Multistrand Gambar 2.17 Konsep Pratarik Gambar 2.18 Konsep Pascatarik Gambar 2.19 Layout Tendon Parabolik Gambar 2.20 Daerah Aman Kabel Gambar 2.21 Transisi Daerah Solid ke Tumpuan Gambar 2.22 Zona Ujung, Retak Bursting dan Retak Spalling Gambar 2.23 Sengkang Vertikal Gambar 2.24 Jarak Tulangan Badan Gambar 2.25 Jenis Konfigurasi Shear Key (a) Male-Female (b) Female-Female (c) Dapped (d) Flat (e) Mechanical Gambar 2.26 Metode Konstruksi Box Girder Segmental Gambar 2.27 Pembebanan Jembatan xiv

14 Gambar 2.28 Beban lajur D Gambar 2.29 Pembebanan truk T (500 kn) Gambar Foto Satelit Gambar 3.2 Layout Jembatan Kedung Galeng Gambar 3.3 Potongan Penampang Sungai Gambar 4.1 Potongan Melintang Jembatan Gambar 4.2 Dimensi Box Girder Multi-Cell Tengah Bentang Gambar 4.3 Dimensi Box Girder Multi-Cell Tumpuan Gambar 4.4 Pembebanan truk T (500 kn) Gambar Tampak Roda Gambar Potongan Melintang Box Girder Multi-Cell Tengah Bentang Gambar Titik Berat Box Girder Multi-Cell Tengah Bentang Gambar Potongan Melintang Box Girder Multi-Cell Tumpuan Gambar Titik Berat Box Girder Multi-Cell Tumpuan Gambar 4.10 Penampang Paraped dan Median Gambar 4.11 Beban Lajur Pada Jembatan Gambar 4.12 Beban Rem Pada Jembatan Gambar 4.13 Beban Angin Pada Struktur dan Kendaraan Gambar Grafik Percepatan Respon Spektrum pada Tanah Lunak Gambar 4.15 Momen Lentur Setiap Segmen Gambar 4.16 Daerah Aman Lintasan Kabel Gambar 4.17 Posisi Tendon di Tengah Bentang Gambar 4.18 Posisi Tendon di Ujung Balok (Tumpuan) Gambar 4.19 Posisi dan Jalur Masing-masing Tendon Gambar 4.20 Resultan CGS Terhadap Daerah Aman Tendon Gambar 4.21 Letak Angkur di Tumpuan Gambar 4.22 Layout tendon di Tengah Bentang Gambar 4.23 Resultan CGS Angkur Hidup dan Angkur Mati Gambar 4.24 Letak Angkur di Tumpuan A Gambar 4.25 Letak Angkur di Tumpuan B xv

15 Gambar 4.26 Pembebanan Akibat Berat Sendiri (MS) Gambar 4.27 Momen Akibat Berat Sendiri (MS) Gambar 4.28 Pembebanan Akibat Beban Mati Tambahan (MA) Gambar 4.29 Momen Akibat Beban Mati Tambahan (MA) Gambar 4.30 Pembebanan Akibat Beban Lalu Lintas (T) (Alternatif 1) Gambar 4.31 Pembebanan Akibat Beban Lalu Lintas (T) (Alternatif 2) Gambar 4.32 Momen Akibat Beban Lalu Lintas (T) (Alternatif 1) Gambar 4.33 Momen Akibat Beban Lalu Lintas (T) (Alternatif 2) Gambar 4.34 Pembebanan Akibat Beban Kombinasi Gambar 4.35 Pembebanan Akibat Beban Kombinasi Gambar 4.36 Momen Akibat Beban Kombinasi Gambar 4.37 Momen Akibat Beban Kombinasi Gambar 4.38 Penulangan Box Girder Multi-Cell Gambar 4.39 Beban Gaya Prategang pada Badan (Web) Gambar 4.40 Tulangan Sengkang pada Badan (Web) Gambar 4.41 Detail Angkur Mati VSL Gambar 4.42 Detail Angkur Hidup VSL Gambar 4.43 Detail Plat Angkur dan Sengkang End Block Gambar 4.44 Letak dan Posisi Shear Key Gambar 4.45 (a) Potongan A-A. (b) Potongan B-B Gambar 4.46 Detail Free Pot Bearings (TGa) xvi

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Layout Jembatan Lampiran 2 Potongan Melintang Jembatan Lampiran 3 Potongan Melintang Jembatan dan Potongan Melintang Tumpuan Lampiran 4 Penampang Box Girder Tengah Bentang dan Penampang Box Girder Tumpuan Lampiran 5 Daerah Aman Kabel dan Detail Tulagan Angkur Hidup VSL Lampiran 6 Posisi Shear Key dan Potongan A-A, B-B, C-C, D-D Lampiran 7 Letak Tendo Tumpuan, Joint 1 dan Joint 2 Lampiran 8 Letak Tendo Joint 3, Joint 4 dan Joint 5 Lampiran 9 Letak Tendo Joint 6, Joint 7 dan Joint 8 Lampiran 10 Letak Tendo Joint 9, Joint 10 dan Joint 11 Lampiran 11 Posisi Tendon Tengah Bentang dan Tumpuan Lampiran 12 Posisi Angkur Tumpuan A, Tumpuan B dan Penulangan Box Girder Lampiran 13 Penulangan Box Girder Tumpuan dan Layout Tendon Memanjang Jembatan Lampiran 14 Penulangan Geser Memanjang Jembatan, Detail Penulangan Geser Memanjang Tumpuan dan Lapangan xvii

17 DAFTAR PUSTAKA Badan Standarisasi Nasional Pembebanan Untuk Jembatan (SNI ). Bandung: BSN Badan Standarisasi Nasional Perencanaan Struktur Beton Pada Jembatan (SNI T ). Bandung : BSN Direktorat Jendral Binamarga, Manual Konstruksi dan Bangunan Perencanaan Struktur Beton Pratekan Untuk Jembatan. Jakarta : Direktorat Jendral Binamarga Direktorat Jendral Binamarga, Departemen Pekerjaan Umum Geometri Jalan Bebas Hambatan Untuk Jalan Tol. Jakarta : Direktorat Jendral Binamarga Nawy, Edward G Beton Prategang (Suatu Pendekatan Mendasar) Jilid 1 dan Jilid 2. Jakarta: Erlangga Precast/Prestressed Concrete Institute Bridge Design Manual 3rd edition Chapter 6. USA : PCI Raju, N Krishna Beton Prategang (Edisi Kedua). Jakarta : Erlangga Rombach,Prof.Dr.-Ing.G Precast Segmental Box Girder Bridges With External Prestressing: Design And Construction.Technical University of Hamburg-Harburg Supriyadi, Bambang dan Agus Setyo Muntohar Jembatan. Yogyakarta : Beta Offset T.Y LIN., dan Ned H, Burns Desain Struktur Beton Prategang Jilid 1 dan Jilid 2. Jakarta: Erlangga 144