TUGAS AKHIR : PERENCANAAN JEMBATAN PALU IV DENGAN KONSTRUKSI BOX GIRDER SEGMENTAL METODE PRATEKAN STATIS TAK TENTU

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR : PERENCANAAN JEMBATAN PALU IV DENGAN KONSTRUKSI BOX GIRDER SEGMENTAL METODE PRATEKAN STATIS TAK TENTU Oleh : NIA DWI PUSPITASARI ( )

2 PENDAHULUAN PERATURAN STRUKTUR STRUKTUR SEKUNDER STRUKTUR UTAMA METODE PELAKSANAAN HASIL PERENCANAAN

3 PENDAHULUAN

4 LATAR BELAKANG 2 Lajur 2 Arah menjadi 4 Lajur 2 Arah BETON PRATEKAN MAMPU MENAHAN BEBAN YANG CUKUP BESAR SERVICEABILITY BESAR UMUR PANJANG DIMENSI LEBIH RAMPING BENTANG MENERUS LENDUTAN LEBIH KECIL Bidang M bentang sederhana Bidang M bentang menerus

5 PERUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana perhitungan gaya-gaya yang bekerja akibat pelebaran jembatan? 2. Bagaimana melakukan preliminary design jembatan beton pratekan? 3. Bagaimana perhitungan momen statis tak tentu pada jembatan? 4. Bagaimana melakukan analisa penampang untuk dapat menahan lenturan akibat gaya-gaya yang bekerja? 5. Bagaimana melakukan analisa struktur pada balok prategang akibat kehilangan gaya prategang (lost of prestress)? 6. Bagaimana metode pelaksanaan pembangunan jembatan dengan beton pratekan?

6 TUJUAN 1. Menghitung gaya-gaya yang bekerja akibat pelebaran jembatan serta gaya yang diakibatkan dalam pelaksanaan. 2. Melakukan preliminary desain jembatan beton pratekan. 3. Melakukan perhitungan momen statis tak tentu dengan program bantu SAP 2000 V Melakukan analisa penampang untuk dapat menahan lenturan akibat gaya-gaya yang bekerja. 5. Melakukan analisa struktur pada balok pratekan akibat kehilangan gaya prategang (lost of prestress). 6. Menentukan tahapan dalam pelaksanaan struktur atas jembatan tersebut

7 BATASAN MASALAH 1. Tinjauan hanya mencakup struktur atas jembatan. 2. Tidak melakukan peninjauan terhadap analisa biaya. 3. Tinjauan hanya meliputi struktur menerus jembatan di bagian tengah penampang sungai. 4. Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat (oprit) 5. Tidak meninjau kestabilan profil sungai dan scouring. 6. Mutu beton pratekan fc = 60 Mpa 7. Baja pratekan yang digunakan adalah kabel jenis strand seven wires stress relieved (7 kawat untaian) dengan mengacu pada tabel VSL. 8. Metode pelaksanaan hanya dibahas secara umum

8 MANFAAT 1. Tidak lagi terjadi kemacetan 2. Sebagai alternatif dalam perencanaan jembatan dengan bentang yang cukup panjang

9 METODOLOGI Start A NOT OK Mengumpulkan data dan literatur : Data umum jembatan dan data bahan. Data gambar Buku-buku referensi Peraturan yang berkaitan Preliminary Design : Menentukan dimensi box Menentukan panjang segmen box girder Analisa Struktur Utama Jembatan : Analisa tegangan terhadap berat sendiri, beban mati tambahan dan beban hidup Perhitungan gaya prategang awal Menentukan layout kabel tendon Perhitungan kehilangan gaya prategang. Permodelan jembatan box girder dengan program SAP 2000 Perhitungan momen statis tak tentu Merencanakan dimensi struktur sekunder : Merencanakan tiang sandaran Merencanakan trotoar dan balok kerb. Kontrol terhadap kekuatan dan kestabilan : Kontrol analisa tegangan akhir Kontrol momen retak, momen batas, torsi, dan lendutan. Kontrol geser pada sambungan antar segmen. NOT OK Perhitungan pembebanan jembatan : Mengumpulkan data-data perencanaan jembatan Menghitung pembebanan struktur utama OK A NOT OK Menuangkan bentuk struktur dan hasil perhitungan dalam bentuk gambar teknik Finish

10 PERATURAN STRUKTUR

11 PERATURAN STRUKTUR 1. RSNI T (Standard pembebanan jembatan) 2. SNI T (Perencanaan struktur beton untuk jembatan ) 3. VSL

12 KRITERIA DESAIN

13 KRITERIA DESAIN Nama jembatan : Jembatan Palu 4 Lokasi jembatan : Melintasi sungai Palu pada bagian muara di sekitar kawasan wisata pantai teluk Palu, provinsi Sulawesi Tengah. Tipe jembatan : Precast segmental box girder dengan menggunakan struktur beton pratekan tipe single box. Panjang total : 162 m, terdiri dari 4 bentang dengan panjang bentang masing-masing 21m, 60m, 60m, dan 21m. Metode pelaksanaan : Dengan metode Balance Cantilever menggunakan alat Launching Gantry Lebar total jembatan : 15,6 m. Lebar lantai kendaraan: 14 m. Lebar Trotoar : 2 0,8 m. Jumlah lajur : 4 lajur, 2 arah (UD) Lebar tiap lajur :3,5 m.

14

15 STRUKTUR SEKUNDER

16 Dipakai tulangan 2 D 13 ( As = 265,33 mm 2 ) As = 2 D 13 (As = 265,33 mm 2 ) Sengkang praktis Ø ( 334,93 mm 2 ) TIANG SANDARAN Dipakai tulangan D ( As = 1326,65 mm 2 ) TROTOAR

17 STRUKTUR UTAMA

18 PRELIMINARY DESAIN ANALISA PEMBEBANAN PERENCANAAN TENDON PRATEKAN LOSS OF PRESTRESS PENULANGAN BOX GIRDER KONTROL KEKUATAN DAN STABILITAS

19 PRELIMINARY DESAIN Perencanaan Dimensi Profil Box Girder *)Mengacu pada Construction and Design of Prestressed Concrete Segmental Bridges

20 A = 1, mm 2 y a = 1.058,1 mm y b = 1.941,9 mm I = 1, mm 4 efisiensi = 0,494 Maka dimensi balok tersebut sudah seimbang dan baik, karena apabila : efisiensi 0,45 balok terlalu gemuk. efisiensi 0,55 balok terlalu langsing.

21 Data Bahan Mutu beton pratekan dipakai fc = 60 MPa Mutu baja tulangan box girder fy = 400 MPa Tendon = jenis strand seven wires stress relieved (7 kawat untaian) dengan diameter 15,2 mm 2 dan mengacu pada tabel VSL Tegangan Ijin Beton saat transfer: tekan 23, 4 MPa tarik 0 MPa Tegangan Ijin Beton saat service : tekan 27 MPa tarik 0 MPa E = 4700 f c' = 36406,043 MPa

22 ANALISA PEMBEBANAN 1. Aksi tetap yang terdiri dari : Berat sendiri q = 390,425 KN/m Beban mati tambahan - Aspal q = 24,64 KN/m - Air hujan q = 6,86 KN/m - Trotoar+Kerb q = 9,6 KN/m - Tiang sandaran q = 0,54 KN/m 2. Beban lalu lintas, terdiri dari : Beban lajur D - UDL 21 q = 99 KN/m - UDL 60 q = 74,25 KN/m - KEL q = 539 KN Beban truk T q = 263,25 KN 3. Beban Angin Angin pada sisi samping jembatan q = 3,077 kn /m Angin yg mengenai kendaraan q = 2,0515 KN/m

23 PERENCANAAN TENDON PRATEKAN Kontrol Tegangan Tabel 6.3 Perhitungan gaya prategang dan kontrol tegangan pada penampang pada Kantilefer A Joint Mg (Nmm) e (mm) F perlu (N) Aps Jenis F (N) jumlah F (N) F/A F.e.y/I (Mpa) Mg.y/I (Mpa) Resultan (Mpa) (mm2) tendon sesuai VSL strand kumulatif (Mpa) atas bawah atas bawah atas bawah Ket OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK OK Tabel 6.4 Perhitungan gaya prategang dan kontrol tegangan pada penampang pada Kantilefer B Joint Mg (Nmm) e (mm) F perlu (N) Aps (mm2) Jenis tendon F (N) sesuai VSL jumlah strand F (N) kumulatif atas bawah atas bawah atas bawah , Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK F/A (Mpa) F.e.y/I (Mpa) Mg.y/I (Mpa) Resultan (Mpa) Ket

24 Perhitungan gaya prategang dan kontrol tegangan pada tahap service Joint M T (Nmm) e (mm) Jenis Tendon F (sesuai VSL) F/A (Mpa) F.e.y/I (Mpa) Mt.y/I (Mpa) Resultan (Mpa) Resultan+cantilefer (Mpa) atas bawah atas bawah atas bawah atas bawah Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Sc OK Ket

25 Tahap Kantilefer : A B A TAMPAK ATAS

26 PERENCANAAN TENDON PRATEKAN Tahap Menerus : TAMPAK ATAS

27 Contoh : Letak tendon pada joint 7

28 Total Loss of Prestress : Tendon Kantilefer joint loss Tendon Menerus joint loss /

29 Kontrol Tegangan setelah terjadi loss of prestress A joint F o (N) F eff (N) M (Nmm) F/A (Mpa) F.e.y/I (Mpa) M.y/I (Mpa) Resultan (Mpa) atas bawah atas bawah atas bawah OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK Ket B F joint o F eff M F/A F.e.y/I (Mpa) M.y/I (Mpa) Resultan (Mpa) Ket (N) (N) (Nmm) (Mpa) atas bawah atas bawah atas bawah OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK

30 Kontrol Tegangan setelah terjadi loss of prestress F F/A joint o F eff M F.e.y/I (Mpa) M.y/I (Mpa) Resultan (Mpa) Ket (N) (N) (Nmm) (Mpa) atas bawah atas bawah atas bawah OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK

31 PENULANGAN BOX GIRDER Sebelum melakukan perencanaan penulangan, terlebih dahulu dilakukan analisa struktur dengan menggunakan program bantu SAP 2000 Dalam analisa struktur dengan menggunakan bridge modeler yaitu merupakan permodelan jembatan dalam bentuk 3D sehingga dapat mendekati model jembatan yang sebenarnya

32

33

34

35

36 Momen maximum yang terjadi pada box girder adalah : M. pelat atas = N.mm M. pelat badan = N.mm M. pelat bawah = N.mm (Tulangan Pembagi) (Tulangan Utama)

37 KONTROL KEKUATAN DAN STABILITAS Kontrol Momen Retak: M cr > M u Nmm > Nmm. OK Kontrol Momen Batas: M u = M n = 0, Nmm = Nmm Dari hasil analisa struktur dengan pola pembebanan berfaktor (1,3D+1,8L) didapat momen maksimum pada joint 15 sebesar Nmm M u > M.max Nmm > Nmm OK

38 Kontrol Torsi : T u ijin < T u N.mm < N.mm OK Maka tidak diperlukan adanya tulangan torsi Kontrol Lendutan : service < ijin < L service mm 9,479 mm < 800 9,479 mm < 75 mm. OK

39 METODE PELAKSANAAN

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65 SELESAI

66 HASIL PERANCANGAN

67 KESIMPULAN Tegangan yang terjadi dikontrol sesuai urutan erection yaitu kontrol tegangan akibat pada tahap kantilefer yang semuanya telah sesuai dengan syarat tegangan saat transfer yaitu 23,4 MPa dan 0 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 27 MPa dan 0 MPa. tekan tekan tarik tarik Perhitungan kekuatan dan stabilitas yaitu kontrol momen retak dan kontrol momen batas telah memenuhi persyaratan yang ditetapkan, kontrol gaya membelah diperlukan tulangan membelah, dan untuk kontrol torsi tidak diperlukan tulangan torsi.

68 KESIMPULAN Perhitungan geser didasarkan pada retak geser badan (V cw ) dan retak geser miring (V ci ). Hasil perhitungan V cw dan V ci dibandingkan yang paling menentukan untuk perencanaan tulangan geser. Lendutan yang terjadi dikontrol pada dua kondisi yaitu saat transfer pada saat beban yang berpengaruh adalah beban mati dan gaya pratekan tendon kantilefer, serta pada saat service yaitu saat beban yang berpengaruh adalah beban mati tambahan, beban hidup, dan gaya pratekan tendon kantilefer dan tendon menerus, serta kehilangan pratekan telah terjadi pada struktur jembatan.

69 SARAN Penggunaan metode pelaksanaan dengan alat launching gantry sebaiknya dicek pengaruhnya terhadap struktur jembatan. Besarnya pengaruh tersebut dalam memberikan tambahan beban pada struktur jembatan perlu diketahui secara pasti. Kontrol tegangan dan analisa yang didapatkan sebaiknya dicek terhadap berbagai jenis kombinasi pembebanan yang sesuai dengan kenyataan di lapangan.

70