PERENCANAAN ULANG JEMBATAN LEMAH IRENG ( UNGARAN BAWEN ), KABUPATEN SEMARANG DENGAN SISTEM CABLE STAYED SINGLE PLANE

Transkripsi

1 PERENCANAAN ULANG JEMBATAN LEMAH IRENG ( UNGARAN BAWEN ), KABUPATEN SEMARANG DENGAN SISTEM CABLE STAYED SINGLE PLANE OLEH : FRANSISKO MURDIONO NUGRHANTO DOSEN PEMBIMBING : Dr Ir HIDAYAT SOEGIHARJO, MS

2 LOKASI

3 EKSISTING VS RENCANA

4 JEMBATAN CABLE STAYED DENGAN ORTHOTROPIC DECK RINGAN DAN EFFISIEN BENTANG BISA LEBIH PANJANG DENGAN BENTANG YANG SAMA MAKA DIMENSI KABEL, PYLON, PILAR, DAN ANGKER LEBIH KECIL

5 PRELIMINARY DESAIN - Panjang bentang total : 392 m di bagi menjadi 2 bentang 190 m dan 202 m - Digunakan jarak antar kabel sebesar 15 m (15 m 25 m) untuk gelagar baja - Tinggi pylon (h) (0,3 L 0,4 L) (0,3 x 202 ) (h) (0,4 x 202) (0,3 x 202 ) (h) (0,4 x 202) 65,4 m (h) 87,2 m digunakan h = 68 m - Dimensi box girder h 202 h 202 5,45 h 2,18 dipakai h = 3 m - Dimensi ribs dengan magnus (2000)

6 Preliminary Asc = / W = (beban mati + beban hidup) x 15 m = ( ) x 15 m =91473 ton Asc = Asc * = m 2 = mm 2 Kabel tipe 1 (Ø = 152 mm ; As = 140 mm 2 ) Jumlah kabel (n) = = buah Asc = n x As = 31 x 140 = 4340 mm 2 = Kode Kabel a L WL + P Agros n n actual Anet (⁰) m m Ton mm2 s tra nd s tra nd mm2 L L L L L L L L L L L L L L R R R R R R R R R R R R R R

7 PRELIMINARY PENAMPANG PYLON Dengan memproyeksikan gaya kabel ke sumbu pylon Gaya aksial total (P) = 15684,24 Ton = kg A perlut = = = cm 2 Asumsi akibat pengaruh momen lentur 80%, maka : A tot = (1+80%) x = cm 2 Kode Pkabel P pada pylon Kabel Ton (⁰) Mpa L L L L L L L L L L L L L R R R R R R R R R R R R R R Gaya Aksial Total

8 ANALISA STRUKTUR SEKUNDER 1,1 m 09 m qd = 3,30 kg/m ql = 0,75 kn/m PIPA SANDARAN Momen resultan (M R ) = + Batas Kelangsingan Profil = 0, ,375 = 0,542 = = 60,5 3 = 20,17 = = = 59,2 Karena < (penampang kompak) maka kuat lentur nominal penampang adalah Mn = Mp = Z x f y = = 7794, = ,5 = 1,95 = 0,9 1,95 = 1,755 > = 0, m TIANG SANDARAN : 2,3 mm 0,75 kn/m 0,75 kn/m M = (2 m x 075 ) x 09 = 135 knm = kgcm Wx = 375 cm 3 Tegangan yang terjadi pada tiang sandaran = = = kg/cm 2 < = 345 mpa = 3450 kg/cm 2 do = 60,5 mm

9 METODE PELAKSANAAN

10 Pembebanan EQ Untuk menghitung beban gempa digunakan grafik respon spectrum Dengan menginputkan data periode (T) dan nilai spectrum DL (dead load) DL (merata) = t/m DL (Terpusat) akibat angker = 05 ton/titik LL (live load) UDL = 5136 kg/m 2 KEL = ton WL (Wind Load ) Wltotal = 046 ton/m

11 Analisa Ribs A 342E+02 cm^2 Ixx 639E+04 cm^3 Iyy 711E+04 cm^3 Izz 854E+04 cm^3 y 10 cm z cm Sy 711E+03 cm^3 Sz 645E+03 cm^3 ELEM COMB LETAK AXIAL SHEAR-Y SHEAR-X TORSION MOMENT Y MOMENT Z DL+EQx I[5250] DL+UDL+KEL J[9271] DL+UDL+EQy I[16557] DL+UDL I[13282] DL+EQx I[5052] DL+UDL J[17603] DL+UDL+EQy I[15092] DL+UDL+KEL I[15109] DL+UDL+EQx J[17603] DL+UDL+KEL J[4953] DL+UDL+EQy J[17298] DL+UDL J[13419] Persamaan yang digunakan + + x 15 (faktor beban tidak tetap ) + + / + + / / / oke!

12 HASIL PERHITUNGAN ELEM COMB LETAK AXIAL SHEAR-Y SHEAR-X TORSION MOMENT Y MOMENT Z fa fbx fby total DL+EQx I[5250] DL+UDL+KEL J[9271] DL+UDL+EQy I[16557] DL+UDL I[13282] DL+EQx I[5052] DL+UDL J[17603] DL+UDL+EQy I[15092] DL+UDL+KEL I[15109] DL+UDL+EQx J[17603] DL+UDL+KEL J[4953] DL+UDL+EQy J[17298] DL+UDL J[13419] Dan nilai tegangan terbesar yang terjadi tidak melebihi tegangan ijin kg/cm 3450 kg/cm

13 KONTROL RIBS AKIBAT BEBAN TIDAK SIMETRIS GAYA DALAM YANG TERJADI AKIBAT BEBAN TIDAK SIMETRIS ELEM COMB LETAK AXIAL SHEAR-Y SHEAR-X TORSION MOMENT Y MOMENT Z UDL TEPI (KI[5200] UDL TEPI (KI[5180] UDL TENGAI[13302] UDL TEPI (KI[13282] UDL TEPI (KJ[17261] UDL TEPI (KI[17018] UDL TEPI (KI[13476] UDL TEPI (KI[15112] UDL TEPI (KJ[17280] UDL TEPI (KJ[17261] UDL TEPI (KJ[13399] UDL TEPI (KJ[17281]

14 ELEM COMB LETAK AXIAL SHEAR-Y SHEAR-X TORSION MOMENT Y MOMENT Z fa fbx fby total stress UDL TEPI (KANAN) I[5200] UDL TEPI (KANAN) I[5180] UDL TENGAH (KIRI) I[13302] UDL TEPI (KANAN) I[13282] UDL TEPI (KANAN) J[17261] UDL TEPI (KANAN) I[17018] UDL TEPI (KANAN) I[13476] UDL TEPI (KANAN) I[15112] UDL TEPI (KANAN) J[17280] UDL TEPI (KANAN) J[17261] UDL TEPI (KANAN) J[13399] UDL TEPI (KANAN) J[17281] x 15 (faktor beban tidak tetap ) kg/cm kg/cm 3450 kg/cm oke! x 3450 x 15 kg/cm HASIL PERHITUNGAN D arihasil diatas dapat disim pulkan bahw a elem ribs endapat m enahan gayayangterjad akibat bebanyangtdaksim etris G aya m aksim yang um terjadi sebesar kg/cm 2 <3450 kg/cm 2

15 KONTROL FLOORBEAM ELEM COMB LETAK AXIAL SHEAR-Y SHEAR-X TORSION MOMENT Y MOMENT Z DL+UDL+EQx I[55] DL+UDL+KEL J[1696] DL+EQx I[10] DL+UDL+KEL I[14440] DL+EQx J[14772] DL+UDL+KEL I[1102] DL+UDL+EQx I[2691] DL+UDL+KEL I[7426] DL+EQx I[14733] DL J[14772] DL+UDL+EQx J[25] DL+UDL+KEL I[94] E E E kg/cm kg/cm kg/cm oke! x 3450 kg/cm

16 HASIL ELEM COMB LETAK AXIAL SHEAR-Y SHEAR-X TORSION MOMENT Y MOMENT Z fa fbx fby total DL+UDL+EQx I[55] E E E E DL+UDL+KEL J[1696] E E E E DL+EQx I[10] E E E E DL+UDL+KEL I[14440] E E E E DL+EQx J[14772] E E E E DL+UDL+KEL I[1102] E E E E DL+UDL+EQx I[2691] E E E E DL+UDL+KEL I[7426] E E E E DL+EQx I[14733] E E E E DL J[14772] E E E E DL+UDL+EQx J[25] E E E E DL+UDL+KEL I[94] E E E E+02 Dari hasil perhitungkan diketahui bahwa nilai tegangan maksimum yang terjadi pada elemen floorbeam adalah sebesar kg/cm kg/cm 2 Struktur oke

17 KONTROL FLOORBEAM AKIBAT BEBAN TIDAK SIMETRIS ELEM COMB LETAK AXIAL SHEAR-Y SHEAR-X TORSION MOMENT Y MOMENT Z UDL TEPI (KANAN) I[54] UDL TEPI (KANAN) I[5309] UDL TEPI (KANAN) I[15066] UDL TEPI (KANAN) I[13280] UDL TENGAH (KIRI) I[17219] UDL TEPI (KANAN) I[17255] UDL TEPI (KIRI) I[17219] UDL TEPI (KANAN) I[17255] UDL TEPI (KANAN) J[1] UDL TEPI (KANAN) I[1] UDL TEPI (KANAN) J[105] UDL TEPI (KANAN) J[2] E E E x 3450 kg/cm kg/cm kg/cm kg/cm oke!

18 HASIL PERHITUNGAN ELEM COMB LETAK AXIAL SHEAR-Y SHEAR-X TORSION MOMENT Y MOMENT Z fa fbx fby total UDL TEPI (KANAN) I[54] E E E E UDL TEPI (KANAN) I[5309] E E E E UDL TEPI (KANAN) I[15066] E E E E UDL TEPI (KANAN) I[13280] E E E E UDL TENGAH (KIRI) I[17219] E E E E UDL TEPI (KANAN) I[17255] E E E E UDL TEPI (KIRI) I[17219] E E E E UDL TEPI (KANAN) I[17255] E E E E UDL TEPI (KANAN) J[1] E E E E UDL TEPI (KANAN) I[1] E E E E UDL TEPI (KANAN) J[105] E E E E UDL TEPI (KANAN) J[2] E E E E+02 Dari analisa elemen akibat beban tidak simetris di ketahui bahwa tegangan maksimum yang terjadi pada elemen floorbeam adalah sebesar kg/cm kg/cm 2 Dengan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa elemen mampu menerima gaya yang terjadi akibat beban tidak simetris

19 Analisa Kabel Dalam memperhitungkan diameter kabel perlu di lakukan iterasi 1 kali agar hasil yang di dapat bisa akurat Asc * P * Asc P Asc * = Luas penampang dari preliminary P* = tarikan awal (stressing ) kabel Asc P = luas penampang aktual = Gaya actual yang terjadi

20 Gaya stressing awal dari penampang hasil Preliminary Asc * Kabel Gaya stressing (ton) Kabel Gaya stressing (ton) L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R P * Kabel p* ASC n strand n strand actual ASC aktual L L L L L L L L L L L L L L R R R R R R R R R R R R R R Asc Kabel P (ton) Kabel P (ton) L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R P (beban max envelope)

21 GAYA KABEL MAKSIMUM VS PN (PERHITUNGAN Asc ACTUAL ) Asc aktual = mm 2 Pn P = f ijin x Asc aktual = 0186 x = 2369 ton = ton Kabel P (ton) Asc Kontrol PN Aktua P<PN L OKE L OKE L OKE L OKE L OKE L OKE L OKE L OKE L OKE L OKE L OKE L OKE L OKE L OKE R OKE R OKE R OKE R OKE R OKE R OKE R OKE R OKE R OKE R OKE R OKE R OKE R OKE R OKE

22 6500 Analisa Pylon 2500 X datapenampang Area = cm 2 Iyy = 115 x 10 9 cm 4 Ixx = 243 x 10 8 cm 4 y = 125 cm z = 325 cm Sx = cm 3 Sy = cm 3 r x =102 cm r y = 222 cm menghitung koefisien lentur dari pylon K = 2 L = 6800 cm E = kg/cm 2 Mutu baja = 50 ksi = 3450 kg/cm 2 Nilai dari = = 6115 = = C c = C c = = C c maka nilai Fa menjadi Fa = Fa = 015 = kg/cm 2 Y maka : f by = = f bx = = = kg/cm 2 = kg/cm 2 sehingga tegangan total yang terjadi adalah; f a + f by + f bx x 15 ( faktor beban tidak tetap ) + + x /3 x 3450 x 15 kg/cm kg/cm kg/cm 2 oke!

23 KESIMPULAN Dari hasil perhitungan direncanakan dimensi ribs sebesar dengan menggunakan ribs trapezoidal dengan tebal di bagian pelat atas 19 mm dan tebal di bagian bawah 13 mm dengan tinggi ribs 305 mm, lebar bagian bawah 170 mm dan lebar bagian atas 355 mm dan jarak bersih antar ribs spasi antara ribs sebesar 305 mm, sedangkan floorbeam digunakan T untuk bagian frame yang tidak terkena beban dari kabel, sedangkan pada bagian yang terkenal kabel menggunak profil I , profil ini juga di gunakan pada frame akhir jembatan di bagian perletakan semua elemen menggunakan material baja ASTM A dengan f y = 345 Mpa dan f u = 480 Mpa Pylon di rencanakan menggunkana profil box hollow dengan penampang lebar = 2500 mm dan panjang = 6500 mm di berikan pengaku pada bagian dalam dari dinding berupa pelat dengan tebal 50 mm dan panjang 300mm dengan jarak antar pengaku sebesar 200 mm ketinggian pylon 68 m semua elemen menggunakan material baja ASTM A dengan f y = 345 Mpa dan f u = 480 Mpa Dari hasil perhitungan yang telah di lakukan di dapatkan dimensi dari kabel penggantung Terdapat 28 kabel dengan 4 kelompok berdasarkan jumlah strand Yaitu strand 31, stran 37, strand 61 dan strand 91 Kabel L1, L2, dan R14 menggunakan strand 31 dengan Asc = 4340 mm 2 Kabel R 13 menggunakan strand 37 dengan Asc = 5180 mm 2 Kabel L3, L10, L11, L12, L13, L14, R1, R2, R3, R4, dan R12 menggunakan strand 61 dengan Asc = 8540 mm 2 Kabel L4, L5, L6, L7, L9, R5, R6, R7, R8, R9, R10, dan R11 menggunakan kabel dengan strand 91 Asc = mm 2 Metode pelaksanaan yang digunakan adalah menggunaka teknik push out dengan meluncurkan gelagar jemabatan yang sudah terpasang pylon dan kabel dengan menggunakan bantuan alat hidrolik dan pemasangan pilar sementara untuk mengurangi defleksi dari gelagar pada saat terkantilever Adapun hasil hasil dari perencanaan di sajikan dalam bentuk gambar rencana yang terlampir pada bagian lampiran

24 SARAN 1 Banyaknya macam konfigurasi beban hidup kalau perlu ditambah untuk antisipasi keadaan yang memungkinkan terjadi di masa depan 2 Ketelitian dalam menghitung pada saat peluncuran gelagar perlu di perhitungkan kondisi dari gelagar pada saat diluncurkan Dan perlu di kontrol tiap meternya 3 Untuk proyek yang sebenarnya, analisa dinamis yang ditinjau tidak cukup hanya dengan perhitungan manual saja, tetapi harus menggunakan model penuh menggunakan terowongan angin (wind tunnel test) agar diketahui lebih akurat mengenai perilaku aerodinamis struktur