TUGAS AKHIR PERBEDAAN POLA GERUSAN LOKAL DI SEKITAR PILAR JEMBATAN ANTARA PILAR SILINDER DENGAN ELLIPS

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PERBEDAAN POLA GERUSAN LOKAL DI SEKITAR PILAR JEMBATAN ANTARA PILAR SILINDER DENGAN ELLIPS Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik Strata 1 (S-1) DisusunOleh : NAMA : Steven Afridec NIM : UNIVERSITAS MERCU BUANA FAKULTAS TEKNIK PERENCANAAN DAN DESAIN PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL 2013

2

3

4 MOTTO ALLAH SWT SEBAIK-BAIK NYA PELINDUNG DAN PENOLONG. PERSEMBAHAN 1. Ayah dan Ibu yang telah memberikan kasih sayangnya hingga tak berujung. 2. My Brother and my sweet sister, fourancy, Arthur, grace, and Stephanie yang menjadi inspirasi. 3. Keluarga Besar Sugeng Priyonggo dan segenap keraton yang mendoakan 4. my special girl in other place, hanifah febryana you are still in my heart 6. KOMPAK dan KOMMPAS yang menemani saya curhat dengan edelweis 7. TEKNIK SIPIL angkatan 2009 sebagai keluarga, sukses buat kalian (sipil itu kita, kita itu sipil)

5 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Gambar 2. Gambar 3. Gambar 4 Gambar 5 Gambar 6 Halaman gerusan akibat pola aliran air disekitar pilar... II-6 Hubungan kedalaman gerusan (ys) dengan waktu... II-7 Hubungan kedalaman gerusan (ys) dengan kecepatan geser (u*)... II-8 Hubungan kedalaman gerusan (ys) dengan kecepatan geser (u*) dan waktu (t)... II-9 Pola arus penyebab gerusan lokal pada pilar silinder...ii-14 Diagram Shields, Hubungan tegangan geser kritis dengan Bilangan Reynolds...II-14 Gambar 7a Kedalaman Gerusan sebagai fungsi waktu (u<uc)... II-16 Gambar 7b Kedalaman Gerusan sebagai fungsi waktu (u<uc)... II-16 Gambar 8 Gambar 9 Kedalaman gerusan lokal maksimum rata-rata untuk pilar silinder...ii-18 Kedalaman gerusan setimbang di sekitar pilar fungsi ukuran butir relatif untuk kondisi air bersih...ii-19 Gambar 10 Koefisien simpangan baku (Kσ) fungsi standar deviasi eometri ukuran butir...ii-19 Gambar 11 Hubungan kedalaman gerusan setimbang (yse) dengan ukuran butir relatif (b/d50) untuk kondisi aliran air bersih dan bersedimen...ii-21 Gambar 12. Hubungan koefisien reduksi ukuran butir relatif K(b/d50) dengan ukuran butir relatif (b/d50) untu kondisi aliran air bersih dan bersedimen...ii-21 Gambar 13 Hubungan koefisien aliran (kdα) dan kedalaman aliran relatif (y0/b) dengan ukuran relatif (b/d50)...ii-22 Gambar 14. Koefisien arah sudut datang aliran (Kdα)...II-26 Gambar 15. Alat Recirculating Sediment Flume...III-4 Gambar 16. Tampak atas pilar pada Flume...III-4 Gambar 17. Alat Point gauge...iii-5 Gambar 18. Pintu air...iii-6 xi

6 Gambar 20. Model 3 dimensi pilar Ellips dan silinder...iii-7 Gambar 21. Tampak atas penempatan pilar Ellips...III-7 Gambar 22. Diagram alur penelitian...iii-1 Gambar 23. Gradasi sedimen...iv-2 Gambar 24. Perkembangan kedalaman gerusan terhadap waktu pada pilar silinder.....iv-5 Gambar 25. Posisi titik pengamatan pada pilar silinder.....iv-5 Gambar 26 tampak atas gerusan silinder dengan surfer...iv-7 Gambar 27 Pola isometric gerusan pilar ellips...iv-8 Gambar 28 Perkembangan kedalaman gerusan terhadap waktu pada pilar Ellips 0... IV-9 Gambar 29 Posisi titik pengamatan pada pilar ellips sudut 0...IV-9 Gambar 30 tampak atas gerusan ellips sudut 0 dengan surfer... Gambar 31 Pola isometric gerusan pilar ellips sudut 0... Gambar 32 Perkembangan kedalaman gerusan maksimum terhadap waktu pada pilar ellips sudut 5... IV-11 IV-12 IV-14 Gambar 33 Posisi titik pengamatan pada pilar ellips sudut 0... IV-14 Gambar 34 Kontur pola gerusan pada pilar ellips dengan sudut pilar 5... IV-16 Gambar 35. Isometri pola gerusan pada pilar lenticular dengan sudut pilar 5... IV-17 Gambar 36. Perkembangan kedalaman gerusan maksimum terhadap waktu pada pilar ellips sudut IV-18 Gambar 37 Posisi titik pengamatan pada pilar ellips sudut IV-19 Gambar 38. Kontur pola gerusan pada pilar Ellips dengan sudut pilar IV-20 Gambar 39 Isometri pola gerusan pada pilar ellips dengan sudut pilar IV-20 Gambar 40. Perkembangan kedalaman gerusan maksimum terhadap waktu pada pilar ellips sudut IV-23 Gambar 41 Posisi titik pengamatan pada pilar ellips sudut IV-23 Gambar 42 Kontur pola gerusan pada pilar Ellips dengan sudut pilar IV-25 Gambar 43 Isometri pola gerusan pada pilar ellips dengan sudut pilar IV-25 Gambar 44 Perkembangan kedalaman gerusan maksimum pilar ellips terhadap waktu pada saat t puncak... IV-28 Gambar 45 Perkembangan kedalaman gerusan maksimum pilar ellips terhadap waktu pada saat t puncak... IV-28 xii

7 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1 Koefisien faktor bentuk pilar...ii-24 Tabel 2. Analisa gradasi butiran... IV-1 Tabel 3 Karakteristik aliran...iv-3 Tabel 4. Kedalaman gerusan pada saat t puncak...iv-28 Tabel 5. Kedalaman gerusan maksimum di sekitar pilar ellips sebagai fungsi sudut pilar...iv-30 Tabel 6. Nilai Koefisien arah sudut aliran (Kα ) pada α: 0, 5, 10 dan 15...IV-34 Tabel 7. Perbandingan hasil penelitian pilar ellips dengan silinder...v-1 xiii

8 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Data Perkembangan kedalaman gerusan terhadap waktu pada pilar silinder Lampiran 2 Data Perkembangan kedalaman gerusan terhadap waktu pada pilar ellips sudut 0 Lampiran 3 Data Perkembangan kedalaman gerusan terhadap waktu pada pilar ellips sudut 5 Lampiran 4 Data Perkembangan kedalaman gerusan terhadap waktu pada pilar ellips sudut 10 Lampiran 5 Data Perkembangan kedalaman gerusan terhadap waktu pada pilar ellips sudut 15 Lampiran 6 Lampiran 7 Data Hasil Pengukuran Point Gauge pada pilar silinder Data Hasil Pengukuran Point Gauge pada pilar ellips sudut 0 Lampiran 8 Data Hasil Pengukuran Point Gauge pada pilar ellips sudut 5 Lampiran 9 Data Hasil Pengukuran Point Gauge pada pilar ellips sudut 10 Lampiran 10 Data Hasil Pengukuran Point Gauge pada pilar ellips sudut 15 xiv

9 DAFTAR NOTASI A B b Luas penampang aliran Lebar saluran Lebar pilar jembatan m 2 m m C Koefisien Chezy m 1/2 /dt D o Kedalaman material m D s Kedalaman gerusan maksimum m d diameter butiran m d 50 diameter butiran, 50 % material lebih kecil dari d 50 m Fr bilanganfroude - f g konstanta percepatan gravitasi - m/dt 2 Gs Spesific Grafity - h Kedalaman aliran m h o Kedalaman aliran mula-mula m K 1 Koefisien bentuk pilar - K 2 Koefisien sudutt embankmen terhadap aliran - K i Factor koreksi - K d Factor ketinggian aliran - K dt Factor ukuran pilar - K s Factor bentuk pilar - K α Faktor posisi pilar - xv

10 K σ k s L A fungsi dari standar deviasi geometric ukuran distribusi butiran koefisien kekasaran Nikuradse diameter pilar - m m Q debit aliran m 3 /dt R jari-jari hidraulik m Re Bilangan Reynolds - S Kemiringan memanjang - S c Kemiringan kritis - S f Kemiringan gradient energi - S o Kemiringan dasar saluran - T waktu total running dt t Waktu dt t 1 Waktu seketika y m =b dt tp Waktu pada saat puncak dt U Kecepatan aliran rata-rata m/dt U c Kecepatan kritik m/dt U * Kecepatan geser m/dt U *c Kecepatan geser kritik m/dt y m Kedalaman maksimum gerusan pada saatt m y m,e Kedalaman gerusan maksimum pada saat setimbang m Δ Rapat massa relative - ά Perbandingan bukaan (B-L)/B - κ konstanta Von Karman - xvi

11 ν γ Viskositas kinematik Berat jenis material dasar m 2 /dt - ρ Massa jenis air kg/m 3 α τ o τ c Sudut dating aliran tegangan gesek dasar Tegangan geser kritik - N/m 2 N/m 2 θ parameter Shields - η* eksponen, fungsiukuran sedimen dan geometri halangan - xvii