PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN BAJA PELAT GIRDER PADA FLY OVER KEJAPANAN STA 41-754.50 STA 41-794.50 PROYEK RELOKASI JALAN TOL PORONG - GEMPOL TUGAS AKHIR Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Disusun Oleh : KUKUH BUDI PRASETYO 09520055 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015
ii
iii
KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan syukur alhamdulilah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT dengan keagungan-nya dan tidak lupa salam serta shalawat kepada nabi Muhammad SAW atas segala rahmat dan karunia yang telah diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan tugas akhir. Penulisan laporan tugas akhir yang berjudul Perencanaan Struktur Atas Jembatan Baja Pelat Girder pada Fly Over Kejapanan STA 41-754.50 STA 41-794.50 Proyek Relokasi Jalan Tol Porong - Gempol ini ditujukan untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Sipil di Universitas Muhammadiyah Malang. Laporan tugas akhir ini tidak mungkin dapat terselesaikan tanpa ridho Allah SWT dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat : 1. Kedua orangtua yang terus senantiasa mendidik dan memberikan motivasi, semangat serta doa sejak kecil. 2. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, MT. selaku Dosen Pembimbing I yang bijaksana memberikan bimbingan, nasehat dan waktunya selama penelitian dan penulisan skripsi. 3. Ibu Ir. Rofikathul Karimah, MT. selaku Dosen Pembimbing II dan Kepala Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberikan perhatian, bimbingan, do a dan motivasi bagi penulis. iv
4. Staff dosen dan tata usaha Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang yang telah membekali penulis berbagai ilmu selama perkuliahan serta membantu penulisan naskah skripsi. 5. Rekan - rekan semua atas kebersamaan, canda, tawa dan berjuang bersama selama perkuliahan. 6. Siti Eli Nurjanah selaku calon istri penulis yang terus ada untuk memberikan semangat selama perkuliahan samapi akhir penulisan naskah skripsi. Semoga Allah SWT memberikan balasan yang berlipat ganda kepada semuanya. Demi perbaikan selanjutnya, saran dan kritik yang membangun sangat diperlukan bagi penulis guna untuk peningkatan kualitas materi maupun penulisan. Akhirnya hanya kepada Allah SWT penulis serahkan segalanya mudah - mudahan dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi kita semua. Malang, September 2015 Penulis v
PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN BAJA PELAT GIRDER PADA FLY OVER KEJAPANAN STA 41-754.50 STA 41-794.50 PROYEK RELOKASI JALAN TOL PORONG GEMPOL ABSTRAK Oleh : Kukuh Budi Prasetyo ( Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil FT UMM ) Proyek jalan tol Surabaya merupakan bagian dari jalan tol Trans Jawa yang akan menyambung ke Pasuruan, Probolinggo hingga ke Banyuwangi, akan tetapi pada tahun 2006 terjadi bencana semburan lumpur panas lapindo sehingga menyebabkan akses jalan tol terputus sepanjang 6 km yang menghubungkan Porong dan Gempol. Sehingga Dinas Jasa Marga memutuskan untuk memindah jalur tol yang terendam lumpur, bergeser sekitar 3 km kea rah barat. Jalur yang akan dipindah dari sepanjang 6 km akan berubah menjadi 10 km, dimana jalur tol yang baru tersebut akan melintasi jalan Nasional Malang Surabaya ataupun sebaliknya. Pada jalur ini dibangun fly over yang berfungsi agar tidak memotong jalan Nasional Malang - Surabaya. Dalam pembangunan fly over tersebut dipakai struktur atas berupa beton prategang (precast), dan dalam perencanaan ini struktur tersebut direncanakan dengan balok baja plat girder yang berdimensi 2670 x 1000 x 14 x 70 dengan penghubung geser Ø20 mm dan diafragma diganti dengan profil WF 400 x 200 x 13 x 8 x 16 dengan penghubung geser Ø12 mm. Serta digunakan sambungan untuk kedua balok tersebut dengan baut A325 yang berdiameter 1 / 2.54 cm dan 2 / 5.08 cm. Kata kunci : dimensi pelat girder, profil WF, sambungan vi
PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN BAJA PELAT GIRDER PADA FLY OVER KEJAPANAN STA 41-754.50 STA 41-794.50 PROYEK RELOKASI JALAN TOL PORONG GEMPOL ABSTRACT Oleh : Kukuh Budi Prasetyo ( Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil FT UMM ) Surabaya toll road project is part of the Trans Java toll road that will connect to Pasuruan, Probolinggo to Banyuwangi, but in 2006 disaster Lapindo hot mudflow causing motorway access cut off along a 6 km connecting Porong Gempol. So the Department of Jasa Marga toll lanes decide to move the mud, shifted about 3 km towards the west. The path will be moved from the 6 km will be changed to 10 km, where the new toll road which will cross the National road Malang - Surabaya or vice versa. On the line was built flyover that serves not to cut national road Malang - Surabaya. In the construction of the flyover is used on the structure in the form of prestressed concrete (precast), and in the planning of this structure is planned with steel beams plate girder dimensions 2670 x 1000 x 14 x 70 with shear connectors Ø20 mm and diaphragm replaced with WF profile 400 x 200 x 13 x 8 x 16 with shear connectors Ø12 mm. As well as the connection to the second beam is used with the A325 bolt diameter of 1 "/ 2:54 cm and 2" / 5:08 cm. Keywords : plate girder dimensions, profile WF, connection vii
DAFTAR ISI Halaman Judul Halaman Persetujuan / Pengesahan Halaman Pernyataan Kata Pengantar Abstrak / Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar i ii iii iv vi viii x xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Tujuan Perencanaan 2 1.4 Manfaat Perencanaan 3 1.5 Ruang Lingkup 4 1.6 Metode Pembahasan 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum 6 2.2 Dasar Perhitungan Bangunan Atas Jembatan / Fly Over 8 2.2.1 Sifat Mekanisme Baja Struktural 8 2.2.2 Pembebanan Jembatan 9 2.2.3 Perencanaan Pelat Lantai Kendaraan 24 2.2.4 Perencanaan Dinding Sandaran 32 viii
2.2.5 Perencanaan Kerb 32 2.2.6 Perencanaan Gelagar Melintang dan Gelagar Utama 32 2.2.7 Perencanaan Penghubung Geser / Shear Connector 38 2.2.8 Perencanaan Sambungan Baja 41 2.2.9 Kombinasi Pembebanan 47 2.3 Dasar Perencanaan Struktur Komposit 49 2.4 Peraturan - Peraturan yang Digunakan 51 BAB III METODOLOGI PERENCANAAN 3.1 Lokasi Studi Perencanaan 53 3.2 Data - Data Dasar Perencanaan 54 3.3 Rencana Perencanaan 55 3.4 Tahapan Perencanaan 56 3.5 Alur Perencanaan 58 BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR ATAS FLY OVER 4.1 Perhitungan Dinding Sandaran 60 4.2 Perhitungan Pelat Lantai Kendaraan 62 4.3 Perhitungan Gelagar Melintang dan Penghubung Geser 73 4.4 Perhitungan Gelagar Memanjang dan Penghubung Geser 95 4.5 Perhitungan Perencanaan Sambungan Gelagar 119 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan 157 Daftar Pustaka Lampiran ix
Daftar Tabel Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 2.7 Tabel 2.8 Tabel 2.9 Tabel 2.10 Tabel 2.11 Tabel 2.12 Sifat Mekanis Baja Struktural Faktor Beban Untuk Berat Sendiri Berat Isi untuk Beban Mati Faktor Beban Akibat Pembebanan Truk T Jumlah Lajur Lalu Lintas Rencana Jumlah Median Anggapan untuk Menghitung Reaksi Perletakan Kecepatan Angin Rencana Koefisien Seret Temperatur Jembatan Rata - Rata Nominal Sifat Bahan Rata - Rata Akibat Pengaruh Temperatur Baja tentang Baut Kombinasi Pembebanan dan Gaya Tabel 4.1 Perhitungan Momen Pelat Lantai dari Staad Pro (Alternatif 1) Tabel 4.2 Perhitungan Momen Pelat Lantai dari Staad Pro (Alternatif 2) Tabel 4.3 Perhitungan Geser dan Momen Maks Gelagar Melintang Pra Komposit Tabel 4.4 Perhitungan Geser dan Momen Maks Gelagar Melintang Post Komposit Tabel 4.5 Perhitungan Geser dan Momen Maks Gelagar Memanjang tanpa Berat Sendiri Balok Tabel 4.6 Perhitungan Geser dan Momen Maks Gelagar Memanjang dengan Berat Sendiri Balok x
Daftar Gambar Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Diagram Tegangan dan Regangan Material Baja Beban Lajur T Beban Lajur D Beban Lajur D : BTR vs Panjang yang dibebani Penyebaran Pembebanan pada Arah Melintang Susunan Pembebanan Lajur D Diagram Tegangan dan Regangan Beton Bertulang Letak Penulangan Pokok dan Tulangan Bagi Macam - Macam Shear Connector dan Bentuknya Gambar 2.10 Baut yang Diulir Penuh Gambar 2.11 Baut yang Tidak Diulir Penuh Gambar 2.12 Panjang Las dan Tebal Las Gambar 2.13 Macam - Macam Struktur Komposit Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Peta Lokasi Studi Perencanaan Fly Over Kejapanan Potongan Rencana Memanjang A-A Potongan Rencana Melintang B-B Rencana Struktur Atas Jembatan Baja Plat Girder Penulangan Dinding Sandaran Penampang Memanjang Pelat Lantai Jembatan Penyebaran Beban 1 Roda Ditengah Pelat Penyebaran Beban 2 Roda Berdekatan 175 cm pada Pelat Menerus (Alternatif 1) xi
Gambar 4.6 Momen Pelat Akibat Beban Truk T (Alternatif 1) Gambar 4.7 Penyebaran Beban 2 Roda Berdekatan 175 cm pada Pelat Menerus (Alternatif 2) Gambar 4.8 Momen Pelat Akibat Beban Truk T (Alternatif 2) Gambar 4.9 Diagram Tegangan dan Regangan Pelat Lantai Kendaraan Gambar 4.10 Tegangan Geser Pons Gambar 4.11 Penulangan Pelat Lantai Jembatan Gambar 4.12 Penyebaran Beban pada Gelagar Melintang Gambar 4.13 Momen dan Gaya Geser Maks Pra Komposit Gambar 4.14 Diagram Tegangan dan Regangan Penampang Pra Komposit Gambar 4.15 Penyebaran Beban Hidup pada Gelagar Melintang Gambar 4.16 Momen dan Gaya Geser Maks Post Komposit Gambar 4.17 Diagram Tegangan dan Regangan Penampang Post Komposit (Momen Negatif) Gambar 4.18 Diagram Tegangan dan Regangan Penampang Post Komposit (Momen Positif) Gambar 4.19 Pemasangan Penghubung Geser pada Gelagar Melintang Gambar 4.20 Penyebaran Beban pada Gelagar Memanjang Gambar 4.21 Beban Lajur D pada Gelagar Memanjang Gambar 4.22 Penyebaran Beban Akibat Beban Mati Gambar 4.23 Penyebaran Beban Akibat Beban Hidup Gambar 4.24 Penyebaran Beban Akibat Beban Rem Gambar 4.25 Penyebaran Beban Akibat Beban Angin Gambar 4.26 Penyebaran Beban Akibat Beban Suhu xii
Gambar 4.27 Distribusi Tegangan Plastis Komposit Gambar 4.28 Pemasangan Penghubung Geser pada Gelagar Memanjang Gambar 4.29 Sambungan Baut antar Gelagar Memanjang tipe I Gambar 4.30 Sambungan Baut antar Gelagar Memanjang tipe II Gambar 4.31 Sambungan Baut antar Gelagar Melintang dan Memanjang tipe I Gambar 4.32 Sambungan Baut antar Gelagar Melintang dan Memanjang tipe II Gambar 4.33 Sambungan Baut antar Gelagar Melintang dan Memanjang tipe III xiii
DAFTAR PUSTAKA American Institute of Steel Construction, Manual of Steel Construction, LRFD vol. 1, 2 nd ed. Badan Standar Nasional, 2004. Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan, RSNI T-12-2004, Bandung. Badan Standar Nasional, 2005. Perencanaan Pembebanan untuk Jembatan, RSNI T-02-2005, Bandung. Badan Standar Nasional, 2005. Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan, RSNI T-03-2005, Bandung. Dipohusodo, Istimawan. 1994. Struktur Beton Bertulang berdasarkan SK SNI T- 15-1991-03 Departemen PU RI. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama. Harahap, G. 2000. Perencanaan Teknik Mesin Edisi Keempat Jilid 1 (Shigley, J.E., dan Mitchell, L.D. Terjemahan). Jakarta: Erlangga. Salmon, Charles, G. & John, E, Johson, Alih Bahasa Wira. 1991. Struktur Baja Desain dan Perilaku, Edisi Kedua Jilid 2. Jakarta : Penerbit Erlangga. Setiawan, Agus. 2013. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD Edisi Kedua. Jakarta : Penerbit Erlangga.