MODIFIKASI JEMBATAN TINALUN MENGGUNAKAN BOX GIRDER PRESTRESSED SEGMENTAL NON- PRISMATIS DAN SISTEM KANTILEVER

Transkripsi

1 Tugas Akhir MODIFIKASI JEMBATAN TINALUN MENGGUNAKAN BOX GIRDER PRESTRESSED SEGMENTAL NON- PRISMATIS DAN SISTEM KANTILEVER Oleh : Satrio Anggoro Kusumo Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. I Gusti Putu Raka, DEA Ir.Ananta Sigit Sidharta.M Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan ITS 2014

2 2 PENDAHULUAN Latar Belakang Jalan Tol Semarang Bawean Solo sepanjang 72,64 km sebagai pendukung kegiatan perekonomian di Provinsi Jawa tengah. Medan yang dilalui berupa perbukitan dan membutuhkan beberapa jembatan Jembatan Tinalun direncanakan : panjang jembatan : 331,6 meter Lebar jembatan : 2 x 11,7 meter (4 lajur 2 arah) Menggunakan kombinasi struktur balok I-Girder dan rangka baja.

3 PENDAHULUAN 28 m Panjang bentang : 41m, 42m, 82m, 42 m, 42m, 42m, 41m. Terdapat 2 abutmen dan 6 pilar. Kolom tertinggi : 28 meter. 3

4 4 PENDAHULUAN Eksisting modifikasi

5 5 BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Desain struktur rangka baja dengan panjang bentang 82 m dirasa kurang efektif, karena semakin panjang bentang ukuran profil semakin besar atau dibuat lebih tinggi dengan sudut yang lebih besar. Dari segi estetika, jembatan yg menggunakan kombinasi struktur I- girder dan rangka baja dirasa kurang menarik. Karena tampilannya yang kurang harmonis. Pada tugas ahkir ini dimodifikasi seluruhnya dengan menggunakan Box girder dengan tipe Variable depth atau Non-Prismatis. Dibandingkan dengan penampang I-Girder dan rangka baja, Box Girder memiliki inersia yang lebih besar dan bisa dipakai dengan bentang yang lebih panjang.

6 6 BAB I PENDAHULUAN Perumusan Masalah 1. Bagaimana preliminary design box girder? 2. Bagaimana menentukan skema pembebanan terhadap Struktur Jembatan Tinalun? 3. Bagaimana analisa perhitungan kekuatan box girder untuk menahan gaya-gaya yang berkerja? 4. Bagaimana menganalisa kehilangan gaya prategang yang terjadi pada box girder prestreesed? 5. Bagaimana mengontrol desain box girder prestreesed terhadap kekuatan kestabilan struktur? 6. Bagaimana menuangkan hasil desain dan analisa ke dalam bentuk gambar teknik?

7 BAB I PENDAHULUAN Batasan Masalah 1. Teknik pelaksaanaan dibahas hanya secara umum. 2. Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan. 3. Mutu beton pratekan fc = 60 Mpa. 4. Mutu baja pratekan digunakan kabel jenis strand seven wires low relaxation (7 kawat untaian) dengan mengacu pada ASTM A Grade Tidak memperhitungkan analisa biaya konstruksi dan waktu pelaksanaan. 7

8 BAB I PENDAHULUAN Tujuan 1. Menentukan preliminary design box girder. 2. Menentukan skema pembebanan terhadap struktur Jembatan Tinalun. 3. Menganalisa kekuatan profil terhadap gaya-gaya yang bekerja. 4. Mengontrol design box girder terhadap kekuatan dan kestabilan struktur. 5. Menganalisa kehilangan gaya prategang yang terjadi pada box girder prestreesed. 6. Menuangkan hasil desain dan analisa ke dalam bentuk gambar teknik. 8

9 BAB I PENDAHULUAN Manfaat 1. Dapat merencanakan struktur jembatan dengan profil box girder prestreesed yang sesuai dengan persyaratan struktur yang aman. 2. Dapat memahami konsep perencanaan struktur jembatan yang perencanaan struktur jembatan yang menggunakan profil box girder prestreesed. 3. Dapat sebagai alternatif lain dalam teknik perencanaan jembatan dengan bentang yang panjang dan medan yang sulit. 9

10 Metodologi Mulai Diagram Alir Mengumpulkan data A Melakukan studi Literatur Perencanaan Struktur bangunan bawah Merencanakan struktur sekunder Merencanakan Preliminary design Perencanaan pier dan bore pile Kontrol Struktur Tidak Perhitungan Pembebanan Memilih Kabel Selesai Ya Menghitung gaya prategang Pengulangan Desain Menghitung Kehilangan Prategang Menghitung Kontrol design A Ya tidak 10

11 Preliminary design Perencanaan Dimensi Box Girder. Langkah awal dalam menentukan box girder adalah menentukan tinggi tafsiran penampang tersebut. Dalam merencanakan (H tafsiran ) diambil nilai sebagai berikut: H tafsiran pada tengah bentang : H tafsiran = 1/47 x L = 1/47 x 111 = 2.36 m 2.4 m H tafsiran pada tumpuan : H tafsiran = 1/25 x L = 1/25 x 111 = 4.4 m 4.5 m Potongan memanjang jembatan Tinalun Dari hasil input di SAP2000 didapatkan H tafsiran persegmen : no joint H (mm) , , , , , , , , , , , , , ,

12 Preliminary design Gambar Penampang box girder no 1 ( ujung bentang) Gambar Penampang box girder no 16 ( tumpuan) 12

13 13 Preliminary design tabel perhitungan dimensi box pada setiap joint. joint H (m) L box (m) A (m2) Ya (m) Yb (m) I (m4) Wa (m 3 ) Wb (m3) Ka (m) Kb (m) 17 4,5 0 17,92 1,98 2,523 45,557 23,047 18,055 1,008 1, ,5 2,5 17,92 1,98 2,523 45,557 23,047 18,055 1,008 1, ,158 4,5 13,29 1,74 2,417 33,667 19,332 13,93 1,048 1, ,847 4,5 12,2425 1,59 2,26 26,532 16,712 11,741 0,959 1, , ,396 1,46 2,132 21,533 14,714 10,098 0,886 1, , ,6321 1,35 2,017 17,574 13,003 8,711 0,819 1, ,19 3,5 10,0289 1,26 1,927 14,796 11,712 7,68 0,766 1, ,028 3,5 9,4857 1,18 1,844 12,545 10,595 6,802 0,717 1, ,886 3,5 9,0059 1,11 1,772 10,745 9,644 6,065 0,673 1, ,762 3,5 8,5877 1,05 1,708 9,314 8,841 5,453 0,635 1,03 7 2,656 3,5 8, ,654 8,191 8,177 4,952 0,602 0, , ,974 0,96 1,615 7,436 7,709 4,605 0,577 0, , ,7624 0,93 1,583 6,847 7,331 4,326 0,557 0, , ,5967 0,9101 1,557 6,406 7,039 4,114 0,542 0, , ,4758 0,8926 1,539 6,095 6,829 3,961 0,53 0, , ,4002 0,8818 1,527 5,906 6,697 3,867 0,523 0, ,4 2,5 7,3719 0,8777 1,522 5,835 6,648 3,833 0,52 0,902

14 14 Tendon Kantilever Perhitungan Tendon Kantilever Tegangan prategang + tegangan akibat beban mati f = Contoh pemasangan tendon kantilever no. 14

15 15 Tahap pelaksanaan Pemasangan Tendon Kantilever

16 16 Tendon Service Skema pembebanan BTR & BGT

17 Tendon Service Momen Envelope akibat pembebanan BTR & BGT momen positif (kn/m) momen negatif (kn/m)

18 18 Tendon Service Perhitungan Tendon Service Kontrol terhadap momen positif

19 19 Tendon Service Perhitungan Tendon Service Kontrol terhadap momen negatif

20 20 Tendon Service Kontrol Tegangan Jembatan Menerus

21 21 Tendon Service Gambar Tendon menerus diatas tumpuan

22 22 Tendon Service Gambar Tendon menerus ditengah bentang

23 23 Kehilangan Prategang Kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis (ES) Total kehilangan setelah semua tendon terpasang Contoh perhitungan kehilangan gaya prategang saat pemasangan tendon no.15 kehilangan gaya prategang saat pemasangan tendon no.14

24 24 Kehilangan Prategang Kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis (ES) F Δ Δ F

25 25 Kehilangan Prategang Kehilangan gaya prategang akibat Gesekan dan Wooble effect Total persentase kehilangan gaya prategang pada saat transfer. Total persentase kehilangan gaya prategang pada saat service.

26 26 Penulangan box girder penulangan pelat atas Tulangan utama sejarak 100 mm (D dengan A s = 4908,738 mm 2 ) dan tulangan pembagi sejarak 150 (D25-150). penulangan pelat badan Tulangan utama sejarak 100 mm (D dengan A s = 4908,738 mm 2 ) dan tulangan pembagi sejarak 150 (D25-150). penulangan pelat bawah Tulangan utama sejarak 100 mm (D dengan A s = 4908,738 mm 2 ) dan tulangan pembagi sejarak 150 (D25-150).

27 27 Kontrol Stabilitas Struktur Kontrol lendutan Dari hasill analisa dengan program SAP didapat lendutan maximum pada saat service yaitu sebesar 5 mm.

28 Perencanaan Kolom Hasil kombinasi pembebanan Dimensi Kolom 28

29 29 Perencanaan Kolom Pada SPColumn didapatkan ratio tulangan sebesar 3,73%, sehingga didapatkan tulangan 112 D40 dengan As = mm 2. Hasil rasio tulangan software SPColumn. Karena maka digunakan tulangan geser minimum sebesar 4 D ( Av = 3217,75 mm 2 ).

30 30 Perencanaan Pondasi P ijin 1 tiang = Q L / SF = 2706,79 / 2 = 1353,4 ton n = Vu max Qijin = 13679,89 ( ) = 14, x ,1 kn > ,92 kn (OKE), gambar perencanaan bore pile. Penulangan Bore pile

31 Perencanaan pile cap M = 24658,61 tonm =24658, Nmm Digunakan tulangan lentur 2D25 60 Digunakan tulangan tekan 2D25 60 M = 13573,3 tonm =13573, Nmm Digunakan tulangan lentur 2D25 60 Digunakan tulangan tekan 2D

32 32 Kesimpulan 1. Perencanaan jembatan Tinalun pada zona gempa tinggi, memiliki dimensi struktur atas sebagai berikut : Tabel 7.1 Tabel dimensi box girder.

33 33 Kesimpulan 2. Tegangan yang terjadi dikontrol sesuai urutan erection yaitu kontrol tegangan akibat tendon kantilefer yang semuanya sesuai dengan syarat tegangan saat transfer yaitu σtekan 22,93 MPa dan σtarik 1,5455 MPa. Kemudian dilakukan kontrol tegangan akibat beban mati tambahan dan beban lalu lintas pada semua kombinasi pembebanan, serta akibat kehilangan pratekan, yang semuanya sesuai dengan syarat tegangan saat service yaitu σtekan 26,46 MPa dan σtarik 3,834 MPa. 3. Jembatan Tinalun ini didesain dengan perletakan menyatu dengan box girder, sehingga menjadi struktur portal. Pada saat pemasangan tendon service ditengah bentang, pier terjadi defleksi. Sehingga perhitungan kehilangan gaya prategang akibat susut beton dipengaruhi oleh defleksi kolom tersebut.