ANALISA PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN PRATEGANG SEI PULAU RAJA TUGAS AKHIR

ANALISA PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN PRATEGANG SEI PULAU RAJA TUGAS AKHIR Ditulis Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan oleh DANIEL KURNIAWAN PUTRA HARAHAP NIM: 1105131004 PROGRAM STUDI TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015

ABSTRAK ANALISA PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN PRATEGANG JEMBATAN SEI PULAU RAJA Oleh DANIEL KURNIAWAN PUTRA HARAHAP NIM: 1105131004 Tujuan tugas akhir ini untuk mengetahui perencanaan jembatan konstruksi beton prategang (prestessed) yang benar sehingga diperlukan perencanaan perhitungan yang mengacu pada standar yang ada yaitu dengan melakukan kontrol ulang perhitungan. Peraturan - peraturan yang digunakan sebagai acuan meliputi SNI T- 02 2005 dan Pedoman Perencanaan Teknik Jembatan Bridge Managament System (BMS) 1992 dalam menentukan standard yang dipakai pembebanan untuk jembatan, RSNI T 02 2005 dalam menentukan syarat ketentuan beton prategang, serta SNI T-12 2004 dalam merencanaan struktur beton yang dipakai untuk jembatan. Analisa mekanika struktur digunakan untuk mencari gaya gaya dalam yang terjadi. Perhitungan matematis agar mendapat hasil yang cepat dan akurat menggunakan program Microsoft Excel 2010. Sedangkan, penggambaran menggunakan program AutoCAD 2007. Hasil yang diperoleh dari hasil perhitungan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Pelat lantai jembatan menggunakan tulangan pokok diameter 13 mm jarak 100 mm dan tulangan bagi dengan diameter 19 mm jarak 100 mm. Slab jembatan aman terhadap lendutan, gaya geser pons. Struktur gelagar memanjang jembatan yang digunakan dalam perhitungan adalah metode beton prategang (prestressed). Gelagar menggunakan profil I. Gelagar memanjang terpasang 3 tendon dimana spesifikasi tendon berasal dari data strands cable menggunakan spesifikasi standart dari VSL. Gelagar mengalami kehilangan tegangan (loss of prestress) sebesar 14,69 %. Gelagar memanjang aman terhadap tegangan, lendutan, momen batas dan gaya geser. Pada penulangan back wall atas dan bawah menggunakan tulangan pokok diameter 16 mm dan 13 mm dengan jarak 150 mm. Kemudian untuk penulangan wing wall arah vertikal menggunakan tulangan pokok diameter 16 mm jarak 150 mm dan wing wall arah horizontal diameter 16 mm jarak 150 mm. Abutment jembatan aman terhadap stabilitas guling dan geser dari arah memanjang dan melintang jembatan. Pondasi abutment jembatan menggunakan pondasi tiang pancang dengan kedalaman 12 meter dan dengan daya dukung sebesar 1147,03 kn. Kata kunci : Jembatan Prategang, Penulangan, Jembatan Sei Pulau Raja i

KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat serta karunia-nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir berjudul : ANALISA PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN PRATEGANG JEMBATAN SEI PULAU RAJA. Tugas Akhir ini ditujukan untuk memenuhi salah satu persyaratan ujian guna memperoleh gelar Sarjana Terapan (STr) pada Jurusan Teknik Sipil Program Studi Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan pada Fakultas Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan. Penulis menyadari dalam penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna, dan banyak kekurangan baik dalam metode penulisan maupun dalam pembahasan materi. Hal tersebut dikarenakan keterbatasan kemampuan Penulis. Sehingga Penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun mudah-mudahan dikemudian hari dapat memperbaiki segala kekurangannya Dalam penulisan Tugas Akhir ini, Penulis selalu mendapatkan bimbingan, dorongan, serta semangat dari banyak pihak. Oleh karena itu Penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada pembimbing yang terhormat, yakni Yth. Bapak Parman, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing, yang telah meluangkan waktunya, tenaga dan pikirannya untuk membimbing Penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini, selain pembimbing Penulis juga ingin mengucapkan banyak rasa terima kasih kepada: 1. M. Syahruddin, S.T, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Ir. Samsudin Silaen, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 3. Amrizal, S.T., M.T., selaku Kepala Prodi Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan Politeknik Negeri Medan; 4. Seluruh Staf Dosen dan Karyawan Prodi TPJJ Politeknik Negeri Medan. 5. Kedua orangtua saya yang selalu memberikan dukungan baik moral maupun moril serta doa sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. ii

6. Untuk Bang Halomoan Tampubolon, S.Si., dan Crescendo Studio Choir yang selalu memberikan dukungan dan doa dalam penulisan Tugas Akhir ini. 7. Buat teman teman seangkatan 2011, khususnya Adi, Widia, Dina, Rodo, Dewik, Kristina yang memberikan dukungan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 8. Dan buat semua yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang mendoakan dan memberikan dukungan selama penulisan Tugas Akhir ini. Akhirnya, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak dan apabila ada yang tidak tersebutkan Penulis mohon maaf, dengan besar harapan semoga Tugas Akhir yang ditulis dapat bermanfaat khususnya bagi Penulis sendiri dan umumnya bagi pembaca. Bagi para pihak yang telah membantu dalam penulisan Tugas Akhir ini semoga segala amal dan kebaikannya mendapatkan balasan yang berlimpah dari Tuhan YME, Amin. Medan, September 2015 DANIEL KURNIAWAN PUTRA HARAHAP 1105131004 iii

DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR...xiii DAFTAR TABEL... xvi BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Tujuan Pembahasan... 2 1.4. Manfaat... 3 1.5. Metode Pengumpulan Data dan Pengolahan Data... 3 1.6. Sistematika Penulisan... 3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Jembatan...4 2.2. Klasifikasi Jembatan... 4 2.3. Bagian Struktur Jembatan... 6 2.3.1. Struktur Bangunan Atas... 6 2.3.2. Struktur Bangunan Bawah Jembatan... 7 2.4. Tahapan Pembebanan Stuktur Atas... 9 2.4.1. Aksi Tetap dan Beban Tetap... 10 2.4.1.1. Berat Sendiri (Q MS )... 10 2.4.1.2. Beban Mati Tambahan (Q MA )... 11 2.4.1.3. Pengaruh Penyusutan dan Rangkak... 12 2.4.1.4. Pengaruh Prategang... 13 2.4.1.5. Tekanan Tanah... 13 2.4.2. Aksi Sementara... 15 2.4.2.1. Beban Lalu Lintas... 15 2.4.2.1.1. Lajur Lalu Lintas... 15 2.4.2.1.2. Beban Lajur D... 15 iv

2.4.2.1.3. Pembebanan Truk T... 17 2.4.2.1.4. Beban Rem... 18 2.4.2.1.5. Beban Trotoir, Kerb dan Sandaran... 19 2.4.3. Aksi Lingkungan... 19 2.4.3.1. Pengaruh Temperatur (ET)... 20 2.4.3.2. Beban Angin... 21 2.4.3.3. Beban Gempa... 22 2.4.4. Kombinasi Pembebanan... 24 2.5. Beton Bertulang... 24 2.5.1. Modulus Elastisitas... 24 2.5.2. Kuat Rencana... 25 2.5.3. Kuat Geser... 25 2.6. Beton Prategang... 25 2.6.1. Prinsip Dasar Beton Pratekan... 26 2.6.2. Metode Prategangan Pasca Tarik (Post Tension)... 28 2.6.3. Kehilangan Gaya Pratekan... 29 2.6.3.1. Kehilangan Langsung (Immediately Los)... 29 2.6.3.2. Kehilangan Tak Langsung (Time Dependent Loss)... 30 2.6.3.3. Lendutan... 31 2.6.4. Material Untuk Beton Prategang... 32 2.6.5. Baja Prategang... 33 2.7. Analisa Perhitungan Struktur Atas Jembatan... 34 2.7.1. Analisa Lendutan Slab... 34 2.7.2. Analisa Tegangan Geser Pons... 37 2.7.3. Analisa Penulangan Plat Injak... 38 2.8. Tinjauan Struktur Bawah Jembatan... 39 2.8.1. Perencanaan Abutment... 39 2.8.2. Gaya gaya Yang Bekerja Pada Abutment... 39 2.8.2.1. Berat Sendiri (MS)... 39 2.8.2.2. Beban Mati Tambahan (MA)... 41 2.8.2.3. Tekanan Tanah (TA)... 42 2.8.2.4. Beban Lajur D (TD)... 44 v

2.8.2.5. Gaya Rem (TB)... 46 2.8.2.6. Pengaruh Temperatur... 47 2.8.2.7. Beban Angin... 48 2.8.2.8. Stabilitas Guling... 51 2.8.2.8.1. Stabilitas Guling Arah X... 51 2.8.2.8.2. Stabilitas Guling Arah Y... 52 2.8.2.9. Kontrol Stabilitas Geser... 53 2.8.2.10. Kontrol Eksentrisitas... 53 2.8.3. Pondasi Tiang Jembatan... 54 2.8.3.1. Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang Dengan Data SPT... 54 2.8.3.2. Kapasitas Tiang Pancang Dalam Grup... 55 2.8.3.3. Kelompok Tiang Pancang Yang Menerima Beban Normal Sentris Dan Yang Bekerja Pada Dua Arah... 57 BAB 3. METODE 3.1. Persiapan... 59 3.2. Metode Penyusunan... 59 3.3. Metode Pengumpulan Data... 59 3.4. Analisa Pengolahan Data... 60 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Tinjauan Umum... 66 4.2. Perhitungan Plat Lantai Jembatan... 66 4.2.1. Data Data Perancangan... 66 4.2.2. Analisa Pembebanan Plat Lantai... 67 4.2.3. Momen Pada Plat Lantai... 70 4.2.4. Pembesian Slab Lantai... 73 4.2.5. Kontrol Lendutan Slab... 79 4.2.6. Kontrol Tegangan Geser Pons... 81 4.2.7. Perhitungan Plat Injak... 82 vi

4.2.7.1. Plat Injak Arah Melintang Jembatan... 82 4.2.7.1.1. Beban Truk T... 82 4.2.7.1.2. Momen Pada Plat Injak... 83 4.2.7.1.3. Pembesian Plat Injak Arah Melintang Jembatan... 84 4.2.7.2. Plat Injak Memangjang Jembatan... 86 4.2.7.2.1. Beban Truk T... 86 4.2.7.2.2. Momen Pada Plat Injak... 87 4.2.7.2.3. Pembesian Plat Injak Arah Memanjang Jembatan... 88 4.3. Perhitungan Balok Prategang... 90 4.3.1. Bahan Material... 92 4.3.2. Analisa Penampang Balok... 93 4.3.3. Penentuan Lebar Efektif Lantai... 93 4.3.4. Section Properties Balok Prategang... 94 4.3.5. Section Properties Balok Komposit (Balok Prategang + Plat)... 96 4.3.6. Pembebanan Balok Prategang... 97 4.3.6.1. Balok Sendiri Balok Prategang... 97 4.3.6.2. Beban Mati Tambahan (Q MA )...100 4.3.6.3. Beban Lajur D (TD)... 101 4.3.6.4. Gaya Rem (TB)... 102 4.3.6.5. Beban Angin (EW)... 104 4.3.6.6. Beban Gempa (EQ)... 105 4.3.7. Momen dan Gaya Geser Pada Balok... 108 4.3.8. Gaya Prategang, Eksentrisitas dan Jumlah Tendon... 113 4.3.8.1. Kondisi Awal (Saat Transfer)... 113 4.3.8.2. Kondisi Akhir... 114 4.3.9. Posisi Tendon... 117 4.3.9.1. Posisi Tendon di Tengah Bentang... 117 4.3.9.2. Posisi Tendon di Tumpuan... 118 4.3.10. Lintasan Inti Tendon... 119 vii

4.3.11. Sudut Angkur... 120 4.3.12. Tata Letak dan Trace Kabel... 121 4.3.13. Kehilangan Gaya Prategang... 124 4.3.13.1. Kehilangan Tegangan (Loss Of Prestress) Pada Kabel... 124 4.3.13.2. Kehilangan Tegangan akibat Gesekan Kabel (Jack Friction)... 124 4.3.13.3. Kehilangan Tegangan Akibat Pemendekan Elastis (Elastic Shorting)... 124 4.3.13.4. Kehilangan Tegangan Akibat Pengangkuran (Anchoring)... 126 4.3.13.5. Kehilangan Tak Langsung (Time Dependent Loss)... 126 4.3.14. Tegangan Yang Terjadi Pada Penampang Balok... 130 4.3.14.1. Keadaan Awal (Saat Transfer)... 131 4.3.14.2. Keadaan Setelah Loos Of Pretstress... 132 4.3.14.3. Keadaan Setelah Plat Lantai Selesai Dicor (Beton Muda)... 133 4.3.14.4. Keadaan Setelah Plat dan Balok Menjadi Komposit... 134 4.3.15. Tegangan Yang Terjadi Pada Balok Komposit... 135 4.3.16. Kontrol Tegangan Terhadap Kombinasi... 142 4.3.16.1. Kontrol Tegangan Terhadap Kombinasi... 142 4.3.17. Lendutan Balok... 144 4.3.17.1. Lendutan Pada Balok Prestress (Sebelum Komposit)... 144 4.3.17.1.1. Lendutan Pada Keadaan Awal (Transfer)... 144 4.3.17.1.2. Lendutan Setelah Loss Of Prestress... 144 4.3.17.1.3. Lendutan Setelah Plat Selesai Dicor (Beton Muda)... 145 4.3.17.1.4. Ledutan Setelah Plat dan Balok viii

Menjadi Komposit... 145 4.3.17.2. Lendutan Pada Balok Komposit... 146 4.3.17.2.1. Lendutan Akibat Berat Sendiri (MS)... 146 4.3.17.2.2. Lendutan Akibat Beban Mati Tambahan (MA)... 146 4.3.17.2.3. Lendutan Akibat Prestress (PR)... 147 4.3.17.2.4. Lendutan Akibat Beban Lajur D (TD)... 147 4.3.17.2.5. Lendutan Akibat Beban Rem (TB)... 147 4.3.17.2.6. Lendutan Akibat Pengaruh Temperatur (ET)... 147 4.3.17.2.7. Lendutan Akibat Beban Angin (EW)... 148 4.3.17.2.8. Lendutan Akibat Beban Gempa (EQ).. 148 4.3.17.3. Kontrol Lendutan Balok Terhadap Kombinasi Beban... 148 4.3.18. Tinjauan Ultimit Balok Prestress... 151 4.3.18.1. Kapasitas Momen Ultimit Balok... 151 4.3.18.2. Momen Ultimit Balok... 153 4.3.18.2.1. Momen Akibat Pengaruh Temperatur... 153 4.3.18.2.2. Momen Akibat Prategang... 154 4.4. Analisis Abutment... 156 4.4.1. Data Struktur Bawah... 156 4.4.2. Berat Sendiri Abutment (MS)... 157 4.4.3. Beban Mati Tambahan (MA)... 159 4.4.4. Tekanan Tanah (TA)... 160 4.4.5. Beban Lajur D (TD)... 161 4.4.6. Beban Pedestrian/ Pejalan Kaki (TP)... 163 4.4.7. Gaya Rem (TB)... 164 4.4.8. Pengaruh Temperatur (ET)... 165 4.4.9. Beban Angin (EW)... 166 4.4.9.1. Angin Yang Meniup Bidang Samping Jembatan... 166 4.4.9.2. Angin Yang Meniup Kendaraan... 167 ix

4.4.9.3. Beban Angin Total Pada Abutment... 168 4.4.9.4. Transfer Beban Angin ke Lantai Jembtan... 168 4.4.10. Beban Gempa (EQ)... 169 4.4.10.1. Beban Gempa Statik Ekivalen... 169 4.4.10.2. Beban Gempa Arah Memanjang Jembatan (Arah X)... 169 4.4.10.3. Beban Gempa Arah Melintang Jembatan (Arah Y)... 172 4.4.10.4. Tekanan Tanah Dinamis Akibat Gempa... 174 4.4.11. Gesekan Pada Perletakan (FB)... 175 4.4.12. Kombinasi Beban Kerja Pada Pondasi... 176 4.4.13. Kontrol stabilitas Guling... 179 4.4.13.1. Stabilitas Guling Arah X... 179 4.4.13.2. Stabilitas Guling Arah Y... 180 4.4.14. Kontrol Stabilitas Geser... 181 4.4.14.1. Stabilitas Geser Arah X... 181 4.4.14.2. Stabilitas Geser Arah Y... 182 4.4.15. Analisis Beban Ultimit... 182 4.4.15.1. Pile Cap... 182 4.4.15.2. Perhitungan Breast Wall... 186 4.4.15.2.1. Berat Sendiri... 186 4.4.15.2.2. Tekanan Tanah (TA)... 186 4.4.15.2.3. Beban Gempa... 188 4.4.15.2.3.1. Beban Gempa Statistik Ekivalen... 188 4.4.15.2.3.2. Tekanan Tanah Dinamis Akibat Gempa... 188 4.4.15.2.4. Beban Ultimit Breast Wall... 189 4.4.15.2.5. Kombinasi Beban Ultimit Breast Wall.. 190 4.4.15.3. Perhitungan Back Wall... 193 4.4.15.3.1. Perhitungan Back Wall Bawah... 193 4.4.15.3.1.1. Tekanan Tanah (TA)... 193 x

4.4.15.3.1.2. Beban Gempa Statik Ekivalen... 194 4.4.15.3.1.3. Beban Gempa Tekanan Tanah Dinamis (EQ)... 195 4.4.15.3.1.4. Beban Ultimit Back Wall Bawah... 196 4.4.15.3.2. Perhitungan Back Wall Atas... 196 4.4.15.3.2.1. Tekanan Tanah (TA)... 196 4.4.15.3.2.2. Beban Gempa Statik Ekivalen... 197 4.4.15.3.2.3. Beban Gempa Tekanan Tanah Dinamis (EQ)... 197 4.4.15.3.2.4. Beban Ultimit Back Wall Atas... 198 4.4.15.4. Perhitungan Wing Wall... 198 4.4.15.4.1. Tekanan Tanah Pada Wing Wall... 199 4.4.15.4.2. Beban Gempa Statik Ekivalen Pada Wing Wall... 199 4.4.15.4.3. Tekanan Tanah Dinamis Pada Wing Wall... 200 4.4.15.4.4. Beban Ultimit Wing Wall... 201 4.4.16. Penulangan Abutment... 201 4.4.16.1. Penulangan Back Wall... 201 4.4.16.1.1. Penulangan Back Wall Bawah... 201 4.4.16.1.2. Penulangan Back Wall Atas... 204 4.4.16.2. Penulangan Wing Wall... 207 4.4.16.2.1. Tinjauan Wing Wall Arah Vertikal... 207 4.4.16.2.2. Tinjauan Wing Wall Arah Horizontal... 208 4.4.16.2.3. Perhitungan Jumlah Tulangan...212 4.5. Analisis Pondasi Tiang Pancang... 213 4.5.1. Data Pondasi Tiang Pancang... 213 4.5.2. Daya Dukung Aksial Ijin Tiang... 213 xi

4.5.3. Efisensi Daya Dukung Kelompok Tiang...215 BAB 5. SIMPULAN DAN SARAN 5.1. Simpulan... 216 5.2. Saran... 216 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Jembatan Jalan Raya... 5 Gambar 2.2. Jembatan Jalan Kereta Api... 6 Gambar 2.3. Jembatan Pejalan Kaki... 6 Gambar 2.4. Komponen Komponen Jembatan... 9 Gambar 2.5. Tambahan Beban Hidup... 15 Gambar 2.6. Distribusi Beban D: Yang Bekerja Pada Jembatan... 16 Gambar 2.7. Penyebaran Pembebanan Pada Arah Melintang... 18 Gambar 2.8. Pembebanan Truk T... 19 Gambar 2.9. Bidang Vertikal Yang Ditiup Angin... 22 Gambar 2.10. Pembagian Daerah/ Zona Gempa di Indonesia Untuk Periode Ulang 500 Tahun... 24 Gambar 2.11. Koefisien Geser Dasar (C) Plastis Untuk Analisi Statis... 24 Gambar 2.12. Distribusi Tegangan Serat Pada Balok Persegi Panjang... 28 Gambar 2.13. Metode Pasca Tarik... 29 Gambar 2.14. Grafik Momen Akibat Berat Sendiri Lantai... 36 Gambar 2.15. Grafik Momen Akibat Beban Mati Tambahan... 37 Gambar 2.16. Grafik Momen Akibat Beban Truk dan Beban Angin... 37 Gambar 2.17. Grafik Momen Akibat Beban Temperatur... 37 Gambar 2.18. Bidang Geser Pons Pada Lantai Jembatan... 38 Gambar 2.19. Berat Sendiri Abutment pada Struktur Atas... 40 Gambar 2.20. Berat Sendiri Abutment pada Struktur Bawah... 41 Gambar 2.21. Berat Mati Tambahan pada Abutment Struktur Atas... 42 Gambar 2.22. Gaya Akibat Tekanan Atas... 44 Gambar 2.23. Beban Lajur D... 45 Gambar 2.24. Intensitas Uniformly Distributed Load (UDL)... 45 Gambar 2.25. Faktor Beban Dinamis (DLA)... 46 Gambar 2.26. Gaya Rem... 47 Gambar 2.27. Gaya Rem yang Terjadi pada Abutment... 47 Gambar 2.28. Gaya pada Abutment yang Terjadi Akibat Perubahan Suhu... 49 Gambar 2.29. Gaya yang Terjadi pada Abutment Akibat Gaya Angin...49 xiii

Gambar 2.30. Beban Angin Tambahan yang Meniup Bidang Samping...51 Gambar 2.31. Stabilitas Guling Arah X...52 Gambar 2.32. Stabilitas Guling Arah Y... 53 Gambar 2.33. Jarak Antar Tiang Pancang... 56 Gambar 2.34. Skema Diagram Tekanan Tanah... 56 Gambar 3.1. Flow chart Analisis Perhitungan Struktur Atas Jembatan... 61 Gambar 3.2. Flow Chart Analisis Perhitungan Struktur Bawah Jembatan...62 Gambar 3.3. Flow Chart Pengerjaan Slab Lantai Jembatan...63 Gambar 3.4. Flow Chart Pengerjaan Gelagar Memanjang Jembatan...64 Gambar 3.5. Flow Chart Pengerjaan Abutmen Jembatan...65 Gambar 4.1. Beban Truk T pada Slab Lantai... 68 Gambar 4.2. Beban Angin (P EW ) pada Slab Lantai... 69 Gambar 4.3. Formasi Pembebanan Yang terjadi Pada Slab Lantai... 70 Gambar 4.4. Koefisien Momen Akibat Berbagai Beban Pada Slab Lantai... 70 Gambar 4.5. Penulangan Slab Lantai Jembatan... 78 Gambar 4.6. Pembebanan Plat Injak Arah Melintang... 83 Gambar 4.7 Pembebanan Plat Injak Arah Memanjang...86 Gambar 4.8. Section Properties Balok Prategang... 91 Gambar 4.9. Lebar Efektif Plat Lantai... 93 Gambar 4.10. Section Properties Balok Prategang... 95 Gambar 4.11. Section Properties Balok Komposit... 96 Gambar 4.12. Berat Sendiri Balok Prategang... 99 Gambar 4.13. Beban Lajur D... 102 Gambar 4.14. Beban Rem... 102 Gambar 4.15. Beban Akibat Angin... 105 Gambar 4.16. Beban Akibat Gempa... 107 Gambar 4.17. Lintasan Inti Tendon Prategang... 120 Gambar 4.18. Tegangan pada Awal Saat Transfer... 131 Gambar 4.19. Tegangan Setelah Kehilangan Tegangan... 132 Gambar 4.20. Tegangan Setelah Plat dan Balok Menjadi Komposit... 134 Gambar 4.21. Tegangan Akibat Berat Sendiri... 136 Gambar 4.22. Tegangan Akibat Pengaruh Temperatur... 140 xiv

Gambar 4.23. Abutment Jembatan... 156 Gambar 4.24. Berat Sendiri Abutment... 157 Gambar 4.25. Beban Mati Tambahan... 159 Gambar 4.26. Beban Tekanan Tanah... 161 Gambar 4.27. Beban Lajur D... 161 Gambar 4.28. Beban Pada Abutment Akibat Lajur D... 162 Gambar 4.29. Beban Akibat Pejalan Kaki... 163 Gambar 4.30. Beban Akibat Rem... 164 Gambar 4.31. Beban Temperatur... 165 Gambar 4.32. Beban Akibat Angin... 166 Gambar 4.33. Transfer Beban Angin ke Lantai Jembatan... 168 Gambar 4.34. Beban Gempa pada Abutment... 171 Gambar 4.35. Tekanan Tanah akibat Gempa... 174 Gambar 4.36. Beban Akibat Gesekan pada Perletakan... 175 Gambar 4.37. Guling Arah Y pada Abutment... 180 Gambar 4.38. Geser Arah X pada Abutment... 181 Gambar 4.39. Berat Sendiri Breast Wall... 186 Gambar 4.40. Tekanan Tanah pada Breast Wall... 187 Gambar 4.41. Tekanan Tanah pada Back Wall... 193 Gambar 4.42. Gaya Gempa Static Ekivalen pad Back Wall... 194 xv

DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Jenis Jembatan Berdasarkan Bentang... 10 Tabel 2.2. Berat Isi Untuk Menghitung Berat Sendiri... 12 Tabel 2.3. Faktor Beban Untuk Berat Sendiri... 12 Tabel 2.4. Faktor Beban Untuk Beban Mati Tambahan... 13 Tabel 2.5. Faktor Beban Akibat Penyusutan Dan Rangkak... 13 Tabel 2.6. Faktor Beban Akibat Pengaruh Prategang... 14 Tabel 2.7. Faktor Beban Akibat Tekanan Tanah... 14 Tabel 2.8. Sifat sifat Untuk Tekanan Tanah... 15 Tabel 2.9. Faktor Beban Akibat Lajur D... 17 Tabel 2.10. Jumlah Lajur Lalu Lintas Rencana... 18 Tabel 2.11. Faktor Beban Akibat Beban Lajur T... 19 Tabel 2.12. Gaya Rem... 19 Tabel 2.13. Faktor Beban Gaya Rem... 19 Tabel 2.14. Faktor Beban Akibat Pembebanan Untuk Pejalan Kaki... 20 Tabel 2.15. Temperatur Jembatan Rata- Rata Nominal... 21 Tabel 2.16. Sifat Bahan Rata Rata Akibat Pengaruh Temperatur... 21 Tabel 2.17. Faktor Beban Akibat Pengaruh Temperatur... 21 Tabel 2.18. Kecepatan Angin Rencan, Vw... 22 Tabel 2.19. Koefisien Seret, Cw... 23 Tabel 2.20. Klasifikasi Jenis Tanah Untuk Penentuan Koefisien Geser Dasar Gempa... 23 Tabel 2.21. Kombinasi Beban Yang Lajim Untuk Keadaan Batas... 25 Tabel 2.22. Koefisien Susut... 32 Tabel 2.23. Tipikal Tulangan Prategang... 34 Tabel 2.24. Koefisien Perlawanan Ujung dan Gesek... 55 Tabel 4.1. Data Data Jembatan... 66 Tabel 4.2. Bahan Struktur... 66 Tabel 4.3. Specific Gravity... 67 Tabel 4.4. Kombinansi Beban Plat Lantai... 72 Tabel 4.5. Kombinasi -1 Plat Lantai... 72 xvi

Tabel 4.6. Kombinasi -2 Plat Lantai... 72 Tabel 4.7. Jumlah Batang Besi Plat Lantai...78 Tabel 4.8. Jumlah Tulangan Plat Injak...90 Tabel 4.9. Data Jembatan... 90 Tabel 4.10. Specific Gravity... 91 Tabel 4.11. Dimensi Balok Prategang... 91 Tabel 4.12. Section Properties Balok Prategang... 94 Tabel 4.13. Section Properties Balok Komposit... 96 Tabel 4.14. Jumlah Tulangan Diafragma...99 Tabel 4.15. Berat Sendiri Struktur Atas...100 Tabel 4.16. Beban Mati Tambahan...100 Tabel 4.17. Rekap Momen dan Gaya Geser Pada Balok... 108 Tabel 4.18. Rumus Rumus Mencari Momen dan Gaya Geser Pada Balok Prategang... 108 Tabel 4.19. Momen Pada Balok Prategang... 109 Tabel 4.20. Gaya Geser Pada Balok Prategang... 111 Tabel 4.21. Posisi Baris Tendon... 115 Tabel 4.22. Jumlah Tulangan Balok Prategang...117 Tabel 4.23. Jumlah Tendon Setiap Baris... 117 Tabel 4.24. Jumlah Tendon Setiap Baris... 118 Tabel 4.25. Momen Statis Tendon... 118 Tabel 4.26. Eksentrisitas Masing Masing Tendon... 119 Tabel 4.27. Lintasan Inti Tendon... 119 Tabel 4.28. Sudut Angkur Masing Masing Tendon... 121 Tabel 4.29. Trase Kabel... 121 Tabel 4.30. Section Properties... 127 Tabel 4.31. Rekap Kehilangan Prategang... 130 Tabel 4.32. Momen Akibat Temperatur... 140 Tabel 4.33. Kombinasi Pembebanan Untuk Tegangan Ijin... 141 Tabel 4.34. Kombinasi 1... 142 Tabel 4.35. Kombinasi 2... 142 Tabel 4.36. Kombinasi 3...143 xvii

Tabel 4.37. Kombinasi 4... 143 Tabel 4.38. Kombinasi 5... 143 Tabel 4.39. Kombinasi 1... 149 Tabel 4.40. Kombinasi 2... 149 Tabel 4.41. Kombinasi 3... 149 Tabel 4.42. Kombinasi 4... 149 Tabel 4.43. Kombinasi 5... 150 Tabel 4.44. Gaya Tekan dan Momen Nominal... 153 Tabel 4.45. Kombinasi 1 Momen Ultimit Pada Balok... 155 Tabel 4.46. Kombinasi 2 Momen Ultimit Pada Balok... 155 Tabel 4.47. Kombinasi 3 Momen Ultimit Pada Balok... 155 Tabel 4.48. Kombinasi 4 Momen Ultimit Pada Balok... 155 Tabel 4.49. Kombinasi 5 Momen Ultimit Pada Balok... 155 Tabel 4.50. Data Tanah dan Abutment Jembatan... 156 Tabel 4.51. Berat Sendiri Struktur Atas... 157 Tabel 4.52. Berat Sendiri Abutment... 158 Tabel 4.53. Beban Total Akibat Berat Sendiri... 158 Tabel 4.54. Beban Mati Tambahan Pada Abutment... 159 Tabel 4.55. Distribusi Beban Gempa Pada Abutment... 172 Tabel 4.56. Kombinasi Beban Kerja Pada Abutment... 176 Tabel 4.57. Kombinasi 1... 177 Tabel 4.58. Kombinasi 2... 177 Tabel 4.59. Kombinasi 3... 177 Tabel 4.60. Kombinasi 4... 178 Tabel 4.61. Kombinasi 5... 178 Tabel 4.62. Rekapitulasi Kombinasi Pembebanan... 179 Tabel 4.63. Stabilitas Guling Arah X Pada Berbagai Kombinasi... 180 Tabel 4.64. Stabilitas Guling Arah Y Pada Berbagai Kombinasi... 181 Tabel 4.65. Stabilitas Geser Arah X Pada Berbagai Kombinasi... 182 Tabel 4.66. Stabilitas Geser Arah Y Pada Berbagai Kombinasi... 182 Tabel 4.67. Kombinasi Beban Pada Pile Cap... 183 Tabel 4.68. Kombinasi 1 Beban Pada Pile Cap... 183 xviii

Tabel 4.69. Kombinasi 2 Beban Pada Pile Cap... 184 Tabel 4.70. Kombinasi 3 Beban Pada Pile Cap... 184 Tabel 4.71. Kombinasi 4 Beban Pada Pile Cap... 184 Tabel 4.72. Kombinasi 5 Beban Pada Pile Cap... 185 Tabel 4.73. Rekap Kombinasi Beban Ultimit Pile Cap... 185 Tabel 4.74. Bagian Bagian Breast Wall... 186 Tabel 4.75. Momen Pada Abutment... 188 Tabel 4.76. Rekap Beban Kerja Breast Wall... 189 Tabel 4.77. Kombinasi Beban Kerja Breast Wall... 190 Tabel 4.78. Kombinasi 1 Beban Kerja Pada Breast Wall... 190 Tabel 4.79. Kombinasi 2 Beban Kerja Pada Breast Wall... 191 Tabel 4.80. Kombinasi 3 Beban Kerja Pada Breast Wall... 191 Tabel 4.81. Kombinasi 4 Beban Kerja Pada Breast Wall... 191 Tabel 4.82. Kombinasi 5 Beban Kerja Pada Breast Wall... 192 Tabel 4.83. Rekap Kombinasi Beban Ultimit Breast Wall... 192 Tabel 4.84. Beban Gempa Pada Back Wall... 195 Tabel 4.85. Beban Ultimit Back Wall Bawah... 196 Tabel 4.86. Beban Gempa Statik Ekivalen Back Wall... 197 Tabel 4.87. Beban Ultimit Pada Back Wall Atas... 198 Tabel 4.88. Tekanan Tanah Akibat Wing Wall... 199 Tabel 4.89. Gaya Geser dan Momen Pada Wing Wall Akibat Tekanan Tanah... 199 Tabel 4.90. Gaya Geser dan Momen Pada Wing Wall Akibat Tekanan Tanah Dinamis... 201 Tabel 4.91. Faktor Beban Ultimit Wing Wall... 201 Tabel 4.92. Beban Ultimit Wing Wall... 201 Tabel 4.93. Jumlah Tulangan Abutmen...212 Tabel 4.94. Besar Nilai SPT BH 1... 214 xix

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Jembatan adalah suatu bangunan yang memungkinkan suatu jalan menyilang saluran air, lembah atau menyilang jalan lainnya yang tidak sama tinggi permukannya dan lalu lintas jalan itu tidak terputus karenanya. Suatu jembatan terdiri atas bagian bawah dan bagian atas. Bagian bawah memikul atau mendukung bagian atas jembatannya dan meneruskan beban bagian atas beserta beban lalu lintasnya kepada dasar tanah. Bagian bawah terdiri atas tembok-tembok pangkal dan pilar-pilar (jika ada pilar). Jalan sebagai prasarana transportasi sangat dibutuhkan bagi masyarakat baik dari segi kuantitas maupun kualitasnya. Dari segi kuantitas harus dapat memenuhi kebutuhan akan jalan misalnya dengan menambah jaringan yang ada. Jembatan adalah bagian dari jalan itu. Oleh karena itu jembatan menentukan pula kelancaran perhubungan antar daerah. Karena jembatan sangat penting maka perencanaannya juga harus lah sangat kuat dan benar benar diperhitungkan. Diusahakan menggunakan konstruksi jembatan yang paling ekonomis, baik mengenai kekuatannya, bahan-bahannya maupun pembuatannya. Dengan alasan diatas dan untuk menerapkan pengetahuan yang telah didapat selama masa perkuliahan maka penulis mengambil judul dalam laporan tugas akhir ini Analisa Perhitungan Struktur Jembatan Pra Tegang Jembatan Sei Pulau Raja. 1.2. Rumusan Masalah Sesuai dengan judul diatas, maka pembatasan masalah yang diambil meliputi hal-hal sebagai berikut: 1. Bagaimana perhitungan struktur bangunan atas jembatan proyek jembatan sei pulau raja? 1

2. Bagaimana perhitungan struktur bangunan bawah jembatan proyek jembatan pulau raja? Adapun batasan masalah dalam laporan ini adalah: 1. Struktur atas meliputi: a. Perhitungan pembebanan dan penulangan slab lantai jembatan b. Perhitungan pembebanan dan penulangan balok prategang jembatan 2. Struktur bawah meliputi: a. Perhitungan pembebanan dan penulangan abutment jembatan b. Perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang jembatan 1.3. Tujuan Pembahasan Tujuan pembahasan laporan tugas akhir ini adalah: 1. Untuk mengetahui perhitungan struktur atas jembatan Sei Pulau Raja. 2. Untuk mengetahui perhitungan struktur bawah jembatan Sei Pulau Raja. 1.4. Manfaat Laporan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat bagi: 1. Mahasiswa membahas hal yang sama; 2. Pihak pelaksana yang akan melaksanakan proyek yang sama; 3. Penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan pengalaman agar mampu melaksanakan kegiatan yang sama kelak setelah bekerja atau terjun ke lapangan. 4. Langkah-langkah pengamatan, hasil-hasil perhitungan, dan data lain yang disajikan dalam laporan tugas akhir ini dapat berfungsi sebagai bahan masukan dan bahan bandingan, kelak bila melakukan kegiatan yang sama. 2

1.5. Metode Pengumpulan Data dan Pengolahan Data Dalam penulisan tugas akhir ini penulis memperoleh data sekunder dari Pengawasan Jalan Nasional (P2JN) Provinsi Sumatera Utara. Data yang diperoleh antara lain: 1. Gambar lokasi proyek 2. Gambar struktur bagian atas jembatan 3. Gambar struktur bagian bawah jembatan 4. Data tanah proyek Selanjutnya penulis melakukan studi kepustakaan sebagai bahan referensi pembahasan data. 1.6. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan yang digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah: Bab 1 Pendahuluan Dalam bab ini dibahas mengenai latar belakang, maksud dan tujuan, ruang lingkup penulisan tugas akhir, data-data dan lokasi, serta sistematika penulisan. Bab 2 Landasan Teori Berisi landasan toeri dan peraturan peraturan yang dijadikan sebagai acuan dalam analisa perhitungan struktur jembatan sei pulau raja. Bab 3 Metodologi Penulisan Dalam bab ini dibahas mengenai metodologi penyusunan tugas akhir yang meliputi persiapan dan pengamatan pendahuluan, metode pengumpulan data dan sifat data, analisa dan pengolahan data, perencanaan desain. Bab 4 Pembahasan Merupakan penerapan dari analisa yang digunakan untuk perencanaan meliputi studi perhitungan struktur atas jembatan dan struktur bawah jembatan. Bab 5 Penutup Berisikan simpulan dan saran 3