JURUSAN DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL FTSP ITS SURABAYA MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO-KALITIDU DENGAN SYSTEM BUSUR BOX BAJA DI KABUPATEN BOJONEGORO Oleh : M. ZAINUDDIN 3111 040 511 Dosen Pembimbing : Ir. IBNU PUDJI RAHARJO, MS
LATAR BELAKANG Kebutuhan sarana dan prasarana dalam mempercepat akses transportasi antar daerah. Tujuan dari pembangunan jembatan tersebut bagi masyarakat kota Bojonegoro. Alasan dipilihnya konstruksi busur dalam pembangunan jembatan malo kalitidu Kelebihan dari pemilihan konstruksi jembatan rangka busur dibandingkan sistem konstruksi jembatan bentang panjang lain.
PERMASALAHAN Bagaimana melakukan perencanaan modifikasi struktur jembatan HM Santoso meliputi dimensi profil baja, perletakan, kepala jembatan dan pondasi. MAKSUD & TUJUAN Merencanakan dimensi profil baja, perletakan, kepala jembatan dan pondasi untuk jembatan HM Santoso.
BATASAN MASALAH Perencanaan disini hanya membahas dari segi teknis saja, tidak dilakukan analisa dari segi biaya dan waktu. Tidak memperhitungkan kondisi beban pada waktu metode pelaksanaan. Perhitungan sambungan dibatasi pada bagian-bagian tertentu yang dianggap mewakili keseluruhan.
METODOLOGI Mengumpulkan dan mempelajari data dan literatur yang berkaitan dengan proses perencanaan. Mendesain lay out awal jembatan. Menentukan jenis pembebanan yang bekerja pada jembatan. Analisa struktur utama jembatan. Kontrol terhadap kekuatan dan kestabilan struktur. Merencanakan struktur bawah jembatan. Menuangkan bentuk dan analisa dalam gambar teknik
DATA EKSISTING DATA UMUM JEMBATAN Nama jembatan : Jembatan H.M Santoso Lokasi : Desa malo-kalitidu, kabupaten Bojonegoro Tipe jembatan : Kombinasi jembatan balok pratekan dan busur Lebar jembatan : 9,7 meter Tinggi fokus : 32,783 meter Tinggi bebas : 1,25 meter Tinggi konstruksi : 4,85 meter Bentang jembatan : - 30,66 meter (pratekan) - 127,992 meter (busur)
LAY OUT AWAL JEMBATAN
DATA MODIFIKASI DATA PERENCANAAN Lebar jembatan : 10,5 meter Tinggi fokus : 26,82 meter Tinggi tampang : 2,5 meter Tinggi bebas : 1,5 meter Tinggi konstruksi : 1,162 meter Bentang jembatan : 189,312 meter (busur) Struktur utama : box baja 1. Beton Kuat tekan (fc ) = 35 MPa Kuat tekan tiang pancang menggunakan (fc ) = K600 2. Baja DATA BAHAN Tulangan baja dengan kuat leleh (fy) = 360 MPa Profil baja BJ 50 Tegangan leleh (fy) = 290 MPa Tegangan putus (fu) = 500 MPa
LAY OUT MEMANJANG MODIFIKASI JEMBATAN 18931.2 Abutment Plat Injak Wing Wall TKYT = 3 m TB = 1,5 m MAB = 7 m MAN = 5 m TAMPAK MEMANJANG
PEMBEBANAN PADA STRUKTUR UTAMA BEBAN TETAP BEBAN LALU LINTAS BEBAN LINGKUNGAN BERAT SENDIRI BEBAN MATI TAMBAHAN BEBAN ANGIN BEBAN GEMPA 1. BERAT PROFIL 2. BERAT ASPAL 3. BERAT PLAT BETON 1. BERAT TROTOAR 2. BERAT SANDARAN 3. BERAT AIR HUJAN BEBAN LAJUR D BEBAN TRUCK BEBAN PEJALAN KAKI
KOMBINASI BEBAN Kombinasi I II III IV V VI Kombinasi beban M + H + Ta M + Ta + Gg + A Kombinasi I + Rm + Gg + A M + Ta + Hg + Tag M + Hg + Gg + A M + Ta (Sumber : B. Supriyadi, 2000)
PRELIMINARY DESAIN Bentang jembatan memiliki panjang 189,312m Jarak tiap gelagar melintang terdiri dari 34 segmen @ 5,568m Profil gelagar memanjang WF 400 x 300 x 10 x 16 Lebar jembatan 10,5m Jarak tiap gelagar memanjang @1,75m Profil gelagar melintang WF 900 x 300 x 18 x 34 Profil Busur berupa Box Baja 2500.2000.30
PERENCANAAN LANTAI KENDARAAN Tebal minimum pelat lantai kendaraan (SNI T-12-2004 ps. 5.5.2) d 200 mm d 100 + 0,04 (b) = 100 + 0,04 (1750) = 170 mm Dimana : d = tebal pelat lantai kendaraan b 1 = jarak antar tumpuan Maka digunakan tebal pelat lantai sebesar 250 mm.
ANALISA PEMBEBANAN LANTAI KENDARAAN 1. Akibat Beban Mati Berat sendiri pelat = 0,25 x 1,75 x 2.400 x 1,3 = 1.365,00 kg/m Berat aspal = 0,05 x 1,75 x 2.200 x 1,3 = 250,25 kg/m Beban air hujan = 0,05 x 1 x 1000 = 50,00 kg/m Total beban mati (Qd U ) = 1.665,25 kg/m 2. Akibat Beban Hidup Beban truck = (1+0,3) x 11,25 x1,75 x 1,8 = 46,07 ton Total Beban hidup (Tu) = 46.068 kg
ANALISA PEMBEBANAN (lanjutan) Momen akibat beban mati : M D = 1/10 x Qd U x b 2 = 1/10x 1665,25 x 1,75 2 = 509,98 kgm Momen akibat beban hidup : M L = 0,8 x S + 0,6 10 x Tu Mu = M D + M L = 5.458,98 kgm Penulangan Pelat Lantai = 0,8 x 1,75 + 0,6 10 x 26..325 = 4..949 kgm Hasil perhitungan pelat lantai berdasarkan SNI 03 2847 2002 pers.(3) psl 12.3.3. Tulangan Arah Melintang : As = 2.888 mm 2 ; pakai D18 100 = 3.142 mm 2 As = 1.672 mm 2 ; pakai D16 120 = 1.676 mm 2 Tulangan Arah Memanjang / Susut : As min = 337,5 mm 2 ; pakai D13 200 = 663,66 mm 2
ANALISA PEMBEBANAN (lanjutan) 1. Akibat Beban Mati Berat pelat beton = 0,25 x 1,75 x 2.400 x 1,3 = 1.365,00 kg/m Berat aspal = 0,05 x 1,75 x 2.200 x 1,3 = 250,25 kg/m Berat bekisitng = 50 x 1,75 x 1,4 = 122,50 kg/m Berat sendiri balok = 107 x 1,1 = 117,70 kg/m Total beban mati (Qd U ) = 1.855,45 kg/m 1 M D = x Qd U x L 2 = 7.169,83 kgm 8 2. Akibat Beban Hidup Beban UDL = 5,21x 1,75 x 1,8 = 16,42 Kn/m = 1642,13 kg/m Beban KEL = (1 + 0,3) x 4.400 x 1,75 x 2 = 20.020 kg
ANALISA PEMBEBANAN (lanjutan) GELAGAR MEMANJANG C ql1 A (m) B 1/4P gp.mc M L1 = 1 8 1 x Q L x L 2 + x P 1 x L = 4 34.236,56 kgm 3. Akibat Truck M L2 =
STRUKTUR UTAMA Data perencanaan : f = 26,82 m syarat : 1/6 < f/l < 1/5 h = 2,5 m syarat : 1/40 < h/l < 1/25 Hasil perhitungan panjang batang penggantung : Diperoleh dari hitungan persamaan parabola : Yn = 4. f. x ( L x ) L 2 Yn = Panjang batang penggantung = Yn - h A. Hool & W.S Kinne Dari hasil perhitungan struktur utama : Batang Penggantung : Dipakai profil Kable Strand Bridge Zinc Coated Ø 30 mm Penampang Busur : Dipakai profil Box 2500.2000.30, Box 2250.2000.30, Box 2000.2000.30 ; BJ 50
STRUKTUR UTAMA (lanjutan) Titik X (m) Yn (m) Yn (m) 17 0 0 0 16 5,568 3,06 0 15 11,136 5,94 2,254 14 16,704 8,63 5,421 13 22,272 11,14 8,368 12 27,840 13,46 11,098 11 33,408 15,59 13,609 10 38,976 17,54 15,902 9 44,544 19,30 17,976 Titik X (m) Yn (m) Yn (m) 8 50,112 20,88 19,832 7 55,680 22,27 21,470 6 61,248 23,48 22,889 5 66,816 24,50 24,090 4 72,384 25,34 25,072 3 77,952 25,98 25,837 2 83,520 26,45 26,382 1 89,088 26,73 26,710 0 94,656 26,82 26,819 Yn = Panjang batang penggantung = Yn h
STRUKTUR SEKUNDER Bentuk konstruksi sikatan angin atas diassumsikan sebagai konstruksi rangka batang bidang. Dan yang berfungsi sebagai batang horizontal adalah konstruksi busur. Gaya batang maksimum dari hasil perhitungan program SAP2000 : Batang Vertikal S maks = 246741,62 kg Hasil perhitungan dari perencanaan struktur sekunder : Ikatan Angin Atas Batang Vertikal Pakai profil Box 1000 x 1000 x 30 x 30 ; BJ 50 Ikatan Angin Bawah Batang Diagonal pakai profil WF 250 x 175 x 7x 11
PERHITUNGAN SAMBUNGAN Alat sambung yang digunakan adalah baut mutu tinggi Kekuatan Ijin 1 Baut : Kekuatan Geser : Vd = Φ f x r 1 x f U x Ab Kekuatan Tumpu : Rd = 2,4 x Φ f x d x t x f U Dimana : Φf = faktur reduksi kekuatan ( = 0,75 ) Ab = luas bruto penampang baut d = diameter baut t = tebal pelat r 1 = untuk baut tanpa ulir ( = 0,5 ) r 1 = untuk baut dengan ulir ( = 0,4 )
PERHITUNGAN SAMBUNGAN (lanjutan) Gaya maksimum batang vertikal : S V = 19.756,02 kg Pakai : baut d = 19 mm ; A325 pelat t = 20 mm ; BJ37 Kekuatan Ijin 1 Baut : Kekuatan Geser : Vd = Φ f x r 1 x f u x Ab = 0,75 x 0,5 x 8250 x 1,131 = 8.767,22 kg Kekuatan Tumpu : Rd = 2,4 x Φ f x d x t x f u = 2,4 x 0,75 x 1,9 x 2 x 3.700 = 23.058 kg Jumlah baut yang dibutuhkan : n = S V Φ Rn = 3 baut
STRUKTUR BAWAH 0.5 0.5 2.0 0.5 H (beban rem+ gesek+gempa) Pembebanan 2.5 0.5 V (beban mati + hidup) Peninjauan beban: 1. Beban Primer 1. Beban Mati 2.5 1.5 Ta 2. Beban Sekunder 2. Beban Hidup 1. Beban Rem Ø 60 cm 2. Beban Angin 3. Beban Gempa 4. Tekanan Tanah Perencanaan Abutment
Dari data-data perhitungan kombinasi, diambil kombinasi yang mempunyai nilai paling besar, yaitu kombinasi 4 : P = 1126,27 ton. Hx = 221,32 ton Hy = 644,80 ton Mx = 1047,06 tm. My = 1862,14 tm. Nilai diatas digunakan untuk penulangan abutment, serta kebutuhan tiang pancang. Analisa daya dukung tanah q L B B 1 0.2 γ'..nγ 1 0,2 L 2 = 27,26 t/m 2 Tegangan total tanah = 27,26 t/m 2 Angka Keamanan : SF = q L = 1,5 < 3... Not OK ; MAKA BUTUH TP q ad m B L C.Nc γ'.d.nq
PERHITUNGAN PONDASI Pile Thick Area of Area of Section Effective Allowable Bending PC Wire Moment Diameter Class Steel Concrete Modulus Prestress D (mm) Numb Crack Ult (mm) (mm) (cm 2 ) (cm 2 ) (cm 3 ) (kg/cm 2 ) Axial(T) (tm) (tm) 600 100 C 9 32 20,36 1570,8 17648,4 102,89 211,6 29 58 Sumber : Buku Daya Dukung Pondasi Dalam oleh Prof. Dr. Ir. Herman Wahyudi Dari hasil perhitungan didapatkan jumlah tiang pancang yang diperlukan : Jumlah Diameter = 30 buah = 600 mm Kedalaman = 12 m (BH1) dan 19 m (BH-2) Daya Dukung 1 Tiang Pancang = 94,626 ton (BH-1)
DENAH DA DETAIL PONDASI My Ø 32-200 Mx 100 200 200 200 200 200 100 x Ø 18-400 A Ø 18-200 Ø 18-400 Ø 32-125 B Ø 32-140 Ø 32-280 A 100 150 150 150 150 100 y Denah Tiang Pancang Skala 1 : 180 Penulangan Abutment Skala 1:110
KESIMPULAN 1. Dalam Perancangan Jembatan busur ini, didapat dimensi profil sebagai berikut : Penampang Cross Girder Stringer Hanger Struktur Busur Top Bracing Bottom Bracing WF 900x300x18x34 WF 400x300x10x16 Kable Strand Ø 30 mm Dimensi Profil Box 2500.2000.30, Box 2250.2000.30,Box 2000.2000.30 Box 1000.1000.30 (Horizontal) WF 250x175x7x11 2. Dimensi Abutment berupa konstruksi dinding penuh setebal 2m, dengan lebar 12m yang ditumpu oleh tiang pancang dengan D 60cm, mutu beton K600. 3. Perletakan berupa sendi saja. 4. Dengan pemakaian bentuk busur, maka diharapkan momen lentur yang terjadi dapat dikurangi, sehingga pemakaian bahan baja lebih ekonomis.