PERENCANAAN ABUTMEN STRUKTUR BAWAH JEMBATAN ( STUDI KASUS PEMBANGUNAN JEMBATAN PURUS )

Transkripsi

1 PERENCANAAN ABUTMEN STRUKTUR BAWAH JEMBATAN ( STUDI KASUS PEMBANGUNAN JEMBATAN PURUS ) Doddy Tandra, Hendri Warman, Indra Farni Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang dmegandra@yahoo.co.id, warman_hendri@yahoo.com, Indrafarni@bunghatta.ac.id Abstrak Pada perencanaan dan pekerjaan jembatan Perencanaan Struktur Bawah tidak bisa diabaikan begitu saja. Bagian dari struktur jembatan ini yang terletak di bagian bawah sangat menentukan bagi kekuatan serta keamanan bangunan diatasnya. Dan untuk penghubung langsung antara struktur atas jembatan dengan struktur bawah jembatan adalah Abutment yang termasuk juga pada struktur bawah jembatan. Abutment suatu bangunan yang berfungsi meneruskan beban (beban hidup dan beban mati) dari bangunan atas ke pondasi dan pondasi meneruskan ke tanah. Peraturan pembebanan yang dipakai untuk merencanakan jembatan ini mengacu pada Standar Nasional Indonesia (SNI) T , T , beban bangunan atas panjang bentang jembatan m, lebar jembatan 12 m, lebar perkerasan 9,4 m, jenis balok (splice girder / prestress girder continue) dengan jumlah balok 6 bh. Dari hasil perhitungan beban bangunan atas didapat perhitungan lebar abutmen 3.5 m, tinggi abutmen 5.50 m dan untuk jenis pondasi digunakan pondasi Tiang pancang 500 mm, beton K-500. Abutmen yang di studi kasuskan dalam tugas akhir adalah abutmen pada jembatan Purus Padang. Jembatan ini merupakan sarana penunjang yang membuka jaringan infrastruktur ruas jalan, yang mana ini merupakan rencana jangka panjang pemerintahan Kota Padang dalam memajukan Kota dan pariwisata, khusus nya daerah pantai Purus di Kota Padang. Kata kunci : jembatan, abutmen, struktur Pembimbing I Pembimbing II ( Ir. Hendri Warman, MSCE) ( Ir. H, Indra Farni, MT)

2 ABUTMENS PLANNING STRUCTURE UNDER BRIDGE (CASE STUDY DEVELOPMENT OF BRIDGE PURUS ) Doddy Tandra, Hendri Warman, Indra Farni Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning University of Bung Hatta Padang dmegandra@yahoo.co.id, warman_hendri@yahoo.com, Indrafarni@bunghatta.ac.id Abstract In planning and work bridges Down Structure Planning can not be ignored. Part of bridge structure is located at the bottom of a very decisive for the strength and security of the building thereon. And for a direct link between the structure of the bridge under the bridge structure is " Abutment " which includes also the bottom of the bridge structure. Abutment of a building that serves to continue the load ( live load and dead load ) of the building on the foundation and the foundation to continue to land. Regulations are used to plan the loading bridge refers to the Indonesian National Standard ( SNI ) T , T Load building long- span bridge over m, bridge width 12 m, pavement width of 9.4 m, types of beams ( girder splice / girder prestress continue ) the number of beams 6 pcs. From the above calculation results obtained building load calculations abutment width 3.5 m, 500 mm,5:50 m. High abutments and foundation types used for pile foundation. Abutments are in the study kasuskan the final task is to bridge abutments Purus Padang. This bridge is a means of supporting the open road infrastructure network, which is a long -term plan of the City government and the City of Padang in promoting tourism, Her special area in the City of Padang beach Purus. Keywords : bridges, abutments, the structure Advisor I Advisor II (Ir. Hendri Warman, MSCE) (Ir. H, Indra Farni, MT)

3 1. PENDAHULUAN Maksud dan tujuan penulisan Tugas Pada perencanaan dan pekerjaan Akhir ini adalah untuk merencanakan jembatan Perencanaan Struktur Bawah tidak bisa diabaikan begitu saja. Bagian dari struktur jembatan ini yang terletak di bagian bawah sangat menentukan bagi kekuatan serta keamanan bangunan diatasnya. Dan untuk penghubung langsung antara struktur atas jembatan dengan struktur bawah jembatan adalah Abutment yang termasuk juga pada struktur bawah jembatan. Abutment suatu bangunan yang berfungsi meneruskan beban (beban hidup dan beban mati) dari bangunan atas ke pondasi dan Pondasi meneruskan ke tanah. Ada beberapa bentuk dari Abutment, tetapi pada umumnya berbentuk huruf T terbalik. Dan dengan ini penulis berharap dengan berkembangnya kemajuan teknologi dan estetika diharapkan nantinya bentukbentuk Abutment ini kuat, aman, indah struktur jembatan rangka, dan khususnya merencanakan Abutment. Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui dan mengenal tentang bawah jembatan, dimana dalam hal ini penulis melihat sangat banyaknya sungai yang terdapat dalam wilayah kita, sehingga perencanaan struktur bawah pada jembatan tidak bisa diabaikan begitu saja. Permasalahan yang ada pada perencanaan abutment pada struktur bawah jembatan dititik beratkan pada perencanaan abutment berbentuk huruf T terbalik, serta Pondasi Tiang Pancang yang mendukung Abutment. 2. METODOLOGI Untuk merampungkan Tugas Akhir ini, banyak diperlukan data-data yang pada dasarnya bertujuan untuk mendukung materi dari Tugas Akhir ini, adapun data-data yang diperoleh: (estetika).

4 Mempelajari buku literatur yang berkaitan dengan judul Tugas Akhir ini pada perpustakaan Universitas Bung Hatta. Buku pegangan, diktat-diktat kuliah, Labor, dan catatan-catatan selama mengikuti perkuliahan. hubungan korelasi antara aliran sungai seperti diketahui, besarnya aliran di dalam sungai terutama ditentukan oleh besarnya hujan, lama waktu hujan, luas aliran sungai, Catchment Area (Daerah Tangkapan Hujan) dan karakteristik daerah aliran tersebut Mengadakan observasi dan konsultasi, pada dosen-dosen dan mahasiswa, terutama yang memahami Mekanika Tanah, Teknik Pondasi, dan perhitungan Struktur Bawah. Spesifikasi dan standar perencanaan struktur bawah jembatan : 1. Elevasi Sungai Elevasi sungai ditentukan oleh tinggi muka air banjir dan curah hujan. Jadi elevasi sungai dari waktu ke waktu berubah-ubah. 1.1 Tinggi Muka Air Banjir Dalam menentukan muka air banjir dipengaruhi curah hujan, perlu ditinjau 1.2 Curah Hujan Curah hujan suatu daerah dengan daerah lainnya tidak sama, dengan demikian untuk dapat memperkirakan besarnya curah hujan yang akan terjadi pada suatu daerah hanya dapat dilakukan dengan berdasarkan pengukuran-pengukuran besarnya curah hujan pada waktu-waktu tertentu di masa yang lalu dengan menggunakan stasiun pengamatan curah hujan. Dan juga bisa dilakukan dengan melakukan observasi. Dan perhitungannya memakai Metoda Gumbel (menurut referensi yang penulis baca sesuai untuk analisa frekuensi

5 curah hujan). Sebagai suatu dasar untuk mengetahui kemampuan dan ketahanan suatu bangunan pada alur sungai. Elevasi kontruksi jembatan yang telah ditentukan oleh PPPJJR 1987 dimana jarak antara bangun atas diukur dari titik terbawah pada muka air banjir tidak boleh kurang dari 1,00 m. 2. Beban Dalam perencanaan Abutment perlu ditentukan beban yang bekerja pada struktur tersebut, yaitu: 2.1 Beban Mati Beban mati adalah semua beban yang berasal dari berat sendiri, termasuk segala unsur tambahan yang dianggap satu kesatuan dengannya Berat sendiri Berat beban tetap (berat jembatan) yang terdiri dari : aspal, berat lantai, berat beban trotoar, gelagar, berat sambungan tambah ikatan angin. Jadi beban mati yang dipikul oleh abutment: Va = Total berat tetap / Beban Hidup Beban hidup adalah beban muatan yang berasal dari kendaraankendaraan yang bergerak/lalu lintas dan atau orang-orang yang berjalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan. Dua beban hidup yang harus diperhitungkan adalah beban T yang merupakan muatan beban untuk lantai kendaraan dan beban D merupakan muatan untuk gelagargelagar jembatan. Beban T Beban T adalah muatan akibat kendaraan truk yang mempunyai beban roda sebesar 10 ton dengan ukuran-ukuran sebagaimana pada gambar dibawah ini.

6 Besar p ditentukan sebagai berikut: p = 2,2 t/m untuk L 30 meter p = 2,2 t/m 1,1 60 untuk L 30 meter Beban D Beban D atau muatan jalur adalah susunan muatan pada setiap jalur lalu lintas yang terdiri dari muatan terbagi rata sebesar P ton permeter panjang jalur dan muatan garis P = 12 ton (belum termasuk kejut) melintang jalur lalu lintas tersebut. Bagian muatan D adalah sebagaimana tertera pada gambar p = 1,1t/m 30 1 L untuk L > 60 meter L = panjang (m), dari bentang yang bersangkutan dalam penggunaan muatan D tersebut untuk suatu jembatan berlaku ketentuan, bahwa apabila jembatan tersebut mempunyai lebar lantai kendaraan lebih besar dari 5,5 m, muatan mempunyai lebar lantai kendaraan pada lajur 5,5 m, sedangkan lebar selebihnya dibebani hanya 50% dari muatan D tersebut. Beban lain yang bekerja: beban hidup trotoar beban angin beban gempa

7 faktor kejut gaya rem Sebelah selatan : Jl. Baru Pantai Purus dan Danau Buatan Cimpago Jadi beban vertikal akibat beban hidup pada abutment: Sebelah timur Bandar Bekali : Banjir Kanal atau Va 2 = q. l 2 p. k Sebelah barat : Pantai Purus Dimana: q = Beban hidup terbagi merata P = Beban garis K = Faktor kejut Lokasi pembangunan jembatan purus B. Kondisi jembatan Jenis jembatan :Jembatan beton prategang Dimensi jembatan : Panjang = 81,10 m 3. HASIL 1. Data Struktur A. Lokasi proyek Proyek ini terletak dipinggir pantai daerah Purus, kota Padang Propinsi Sumatera Barat. Dengan batasbatas wilayah sebagai berikut : Lebar = 12 m Sebelah utara : Lapangan sepak bola dan Jl. Pasar Pagi Kel. Rimbo Kaluang Lebar perkerasan : 9,4 m Jenis balok : Beton prategang tipe I menerus (splice girder / prestress girder continue) Jumlah balok/gelagar : 6 buah

8 Panjang bersih balok : 81,10 m Jenis pondasi dalam : Tiang pancang 500 mm, K-500 C. Spesifikasi beton dan baja Mutu beton : - K-350 Pada beton bertulang - K-125 Pada lantai kerja - K-450 Pada beton prategang Baja tulangan : 32, 25, 22, 16, 13, 10 Mutu baja tulangan : - D > 12 mm : U mm : U-24 Penulangan prestress : - Digunakan PC strand 12,7 mm Standar : JIS atau ASTM A UTS : Kg - Jacking Force : 75% dari UTS D. Data Tanah 1. Berat volume tanah : 1.65 kn/m 3 2. Sudut Geser Dalam : Kohesi : 0.08 kn/m 2 Beban Vertikal 1. Beban Mati ( M ) 2. Beban Hidup ( H ) Beban Horizontal 2. Perhitungan Struktur A. Perhitungan Debit Banjir Dalam menentukan besarnya debit banjir berdasarkan curah hujan, perlu ditinjau hubungan korelasi antara hujan dan aliran sungai. Seperti diketahui, besarnya aliran di dalam sungai terutama ditentukan berdasarkan hujan, lama waktu hujan, luas daerah aliran sungai, karakteristik, Catcment Area (daerah tangkapan hujan). Metode yang dipergunakan untuk memperkirakan besarnya debit adalah metode Weduwen. Metode ini sesuai untuk menentukan besarnya debit banjir maksimum bagi sungai atau aliran yang mempunyai daerah pengaliran relatif luas. Perhitungan dengan metode ini menggunakan rumus sebagai berikut: Beban yang diperhitungkan :

9 Q n = m n. F. q. (R 50/240) Dimana: Dalam menghitung kecepatan dan tinggi muka air banjir digunakan rumus mannings Q n = Debit banjir rencana dengan yaitu: m F periode ulang n tahun (m3/dt) = Koefisien W eduwen terhadap jumlah pengamatan = Luas daerah pengairan (Km) V = 1/n x R 2/3 x I 1/2 Dimana: V = Kecepatan Aliran q = Debit dari monogram Weduwen R = Jari-jari Hidrolis R 50 (I vs q) = Curah hujan dengan periode ulang 50 tahun Perhitungan Debit Banjir Rencana I = Kemiringan Saluran n = Kekasaran Mannings C. Beban Vertikal Dari tabel data curah didapat: T 50 m n = 0,940 F (diambil) = 100 km 2 q = 2,73 Jadi debit banjir rencana 50 tahun adalah: Q50 = 0, ,73. (143,866/240) = 153,829 m 3 /dt B. Perhitungan Kecepatan dan Tinggi Muka Air Banjir Beban Mati Beban Lantai Kendaraan = 0.2 x 12 x 25 x = 1, kn Berat Diafragma = 1.85 x 5 x x 4 = kn Berat Air Hujan = 0.05 x 9.5 x x 9.8 = kn Berat Gelagar Memanjang = x 5 x

10 = 1, kn Berat Aspal = 0.05 x 9.5 x x 22 = kn Berat Trotoar + Kreb = 0.25 x 1 x 25 x 2 x = kn P = kn P total/2 = kn L = K = Kombinasi pembebanan akibat beban hidup dan koefisien kejut : Ph = kn Akibab Berat Sendiri Beban Hidup Beban hidup yang bekerja adalah beban "D" dengan panjang jembatan L = L = 19.55m 30 = P = 120 kn/ Jalur q = 15.1 kn/ Jalur Beban Merata q = kn/m Beban Garis P = kn Beban Hidup Trotoar = 5 kn/m 2 qt = 3 kn/m Dari analisa berat didapat G = kn Keofisien kejut

11 Titik Berat Abutmen Xo = MX/B = m dari titik S Yo = MY/B = m dari titik S Akibat Berat Tanah Isian Dari analisa berat didapat W = kn Xo = MX/B = m dari titik S Yo = MY/B = m dari titik S Dari analisa berat didapat W = kn D. Beban Horizontal Titik Berat Tanah Isian Xo = MX/B = m dari titik S Yo = MY/B = m dari titik S Berat Sendiri Plat Sayap

12 Ya2 = 1.85 m ² Total tegangan tanah aktif : Ya = ((Ta1 x Ya1+Ta2 x Ya2))/Ta = ( Dari dasar tanah ) Kp = 1.28 Tp = 54.7kN Yp = m Akibat Gaya Rem ( RM ) Ph = kn Ym = 7.33 m Akibat Gaya Gempa - Akibat beban bangunan atas - Akibat berat abutmen sendiri ƴt (berat volume tanah) = 1.65kN/m 3 θ (sudut geser dalam) = 6.95 C (kohesi) = 0.08kN/m 2 Beban yang bekerja dibelakang bangunan penahan tanah diperhitungkan senilai dengan muatan tanah setinggi 60 cm. q = 0.99 kn/m 3 Tekanan tanah aktif dan pasif (teori rankie) - Akibat berat sendiri tanah isian - Akibat berat sendiri tembok sayap Tekanan Tanah Akibat Gempa Tag = kn Akibat Gaya gesek Pada tumpuan Gg = kn Perhitungan Stabilitas Abutmen Perhitugan Daya Dukung Tanah pada Abutmen Perhitungan Stabilitas Abutmen

13 Penulangan Abutmen Gambaar Gaya yang bekerja pada bagian atas abutmen Gambar Pembebanan pada konsol pendek Gambar Penulangan konsol pendek Perhitungan penulangan kolom abutmen Gambar Penulangan kepala abutmen Penulangan Konsol pendek Beban vertical Beban mati MVh = kn Titik berat abutmen

14 Xo = MX/B = m dari titik S Yo = MY/B = m dari titik S Titik berat tanah isian Xo = MX/B = 3.95 m dari titik S Yo = MY/B = 1.85 m dari titik S Titik berat tembok sayap Xo = MX/B = 3.06 m dari titik S Yo = MY/B = m dari titik S Beban horizontal Mv = knm V = kn H = kn Aq = mm 2 e/h = Dari grafik penulangan beton didapat : ρ min = Diameter tulangan yang digunakan, Ø 22 mm Jarak tulangan yang diperlukan, 85.7 mm Digunakan tulangan, Ø Untuk Tulangan pembagi Diameter tulangan yang digunakan, Ø 13 mm Jarak tulangan yang diperlukan, 66.3 mm Perhitungan tulangan geser V = kn Vu = 1.6 xv Vu = < Gambar Beban horizontal Berarti tidak diperlukan tulangan geser dan cukup di gunakan tulangan praktis Dari hasil perhitungan di pakai pembebanan kombinasi III

15 4. PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan dari analisa penulisan ini, maka dapat ditarik kesimpulan, yaitu: 1. Jembatan merupakan salah satu prasarana perhubungan lalu lintas darat, dimana peranannya sangat penting dalam meningkatkan perekonomian dan mobilitas kehidupan. 2. Berdasarkan dari hasil daya dukung tanah dan lapisan tanah kerasnya yang terletak pada kedalaman yang cukup dalam maka dipakai/dipilih pondasi tiang pancang. 3. Dan sebagai penopang struktur atas jembatan dipakai Abutment, pada penulisan ini dipakai Abutment jenis Kantilever berbentuk huruf T terbalik. Saran Dalam melaksanakan pekerjaan proyek jembatan, sangat ditentukan oleh sumber daya manusia yang berkwalitas, yang mengerti dan menguasai tentang pekerjaan tersebut baik teknik pelaksanaan, pengendalian mutu, pengendalian waktu pekerjaan dan sebagainya. Untuk mendapatkan hasil perhitungan yang akurat dan efesiensi baik dari segi biaya, waktu maupun kekuatan dari struktur bangunan dalam hal ini jembatan dan khususnya Abutment, sebaiknya data tanah yang ada harus diteliti dengan seksama, dan dilakukan lagi pemeriksaan pada waktu pelaksanaan pekerjaan supaya hasil yang didapatkan baik. Pada bentuk Abutment ini diharapkan untuk masa yang akan datang makin berkembang dan tidak lupa untuk memperhatinkan nilai Estetika. DAFTAR PUSTAKA 1. Analisa dan Disain Pondasi, jilid 1, Joseph E. Bowles, Penerbit: Erlangga, Jakarta, 1991

16 2. Analisa dan Disain Pondasi, jilid 2, Joseph E. Bowles, Penerbit: Erlangga, Jakarta, Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, Kazuko Nakazawa dan Ir. Suyono Sasrodarsono, Penerbit: PT. Pradnya Paramita, Jakarta, Mekanika Tanah dalam Praktek Rekayasa, jilid 1, Karl Terzaghi dan Raplh B. Peck, Penerbit: Erlangga, Jakarta, Pondasi Tiang Pancang, jilid 1, Ir. Sardjono HS Penerbit: Sinar Wijaya, Surabaya, Pondasi Tiang Pancang, jilid 2, Ir. Sardjono Hs, Penerbit: Sinar Wijata, Surabaya, 1988