BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Dewasa ini perkembangan pengetahuan tentang perencanaan suatu bangunan berkembang semakin luas, termasuk salah satunya pada perencanaan pembangunan sebuah jembatan yang berkembang luas sejalan dengan kemajuan peradaban manusia. Jembatan mempunyai arti penting bagi setiap orang. Akan tetapi tingkat kepentingannya tidak sama bagi setiap orang, sehingga akan menjadi suatu bahan studi yang menarik. Suatu jembatan tunggal diatas sungai kecil misalnya, akan dipandang berbeda oleh setiap orang, sebab penglihatan/pandangan masing-masing orang yang melihat berbeda pula. Seseorang yang melintasi jembatan setiap hari pada saat pergi bekerja, hanya dapat melintasi sungai bila ada jembatan, dan ia menyatakan bahwa jembatan adalah sebuah jalan yang diberi sandaran pada tepinya. Tentunya bagi seorang pemimpin pemerintahan dan dunia bisnis akan memandang hal yang berbeda pula. Jembatan merupakan suatu struktur konstruksi yang memungkinkan route transportasi melalui sungai, danau, kali, jalan raya, jalan kereta api dan lain-lain. Jembatan adalah suatu struktur konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah, alur sungai, atau bahkan menghubungkan antar pulau. Dengan seiring perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, jembatan mulai berkembang dari yang dahulunya hanya dibuat dengan kayu sekarang telah berubah menggunakan material beton ataupun baja. Kemudian seiring berkembangnya teknologi tentang beton, mulailah orang membuat jembatan dengan teknologi beton prategang. Penggunaan beton prategang modern dikemukakan pertama kali oleh Freyssinct seorang Perancis. Pada tahun 1928, ia mengaplikasikan kawat-kawat baja berkualitas tinggi (high-strength steel wires) pada balok beton prategang dengan sistem penegangan pra-penegangan (pre tensioning) dan pasca penegangan (post tensioning). Tahun 1940, Magnel mengembangkan sistem pasca penegangan yang lebih dikenal dengan Magnel System of Belgium. Kuat tarik beton bertulang terbatas, sedangkan kuat tekannya sangat tinggi. Dengan demikian, pemberian prategang menjadi penting di dalam banyak penerapan agar dapat menghilangkan atau mengontrol retak dan defleksi. Selain itu, desain komponen dari suatu struktur total dapat dicapai dengan baik hanya dengan coba-coba dan penyesuaian mengasumsikan suatu penampang untuk kemudian menganalisisnya.
Desain elemen beton prategang suatu jembatan ditentukan oleh persyaratan dari American Association of Highway and Transportation Officials (AASHTO). Lajur-lajur lalu lintas dan beban-beban yang terkandung di dalamnya untuk desain super struktur jembatan harus dipilih sedemikian hingga jumlah dan posisinya di atas jalan raya menghasilkan tegangan maksimum di komponen-struktur yang sedang ditinjau. Beban hidup jembatan harus terdiri dari atas beban lajur atau beban truk standar yang ekivalen dengan beban dari truk. Untuk jembatan kereta api, persyaratannya ditetapkan oleh American Railway Engineering Association (AREA). Persyaratan untuk memproporsikan komponen-struktur biasanya mengikuti standar ACI dan PCI. Ada perbedaan-perbedaan mendasar pada metode spesifikasi desain kekuatan lentur AASHTO LRFD dan ketentuan ACI 318. Cara LRFD didasarkan atas nilai batas regangan dan dikontrol oleh rasio tinggi sumbu netral (c) terhadap tinggi efektif (de). Cara ini disebut sebagai pendekatan unified karena berlaku pada desain kondisi batas beton prategang, prategang parsial, dan bertulang. Ketentuan-ketentuan standar ACI 318 telah diterapkan di dalam menentukan kuat desain ultimit fps, ketentuan tersebut harus diterapkan pada desain komponen-struktur beton prategang parsial pada struktur gedung. Spesifikasi AASHTO standar untuk memproporsikan komponen-struktur beton prategang yang mengalami lentur pada umumnya mengikuti ketentuan standar ACI. Cara alternatif LRFD, yang merupakan cara desain yang rasional, mengharuskan kita untuk menerapkan prosedur limit unified. Beton pada saat sekarang ini sudah banyak digunakan di dunia konstruksi, selain perawatan yang mudah, juga dapat menahan beban yang cukup besar bila dibanding dengan material lainnya. Sekarang, telah dikenal beton prategang, yaitu beton yang terlebih dahulu diberi penekanan atau stressing sebelum diberikan beban luar. Teknik beton pratekan ini ternyata cukup efektif untuk memikul beban yang lebih besar disbanding dengan beton bertulang biasa dan dapat memperkecil berat sendiri dan ukuran dari penampangnya. Tinggi komponen struktur beton prategang berkisar antara 65-80% dari tinggi komponen beton bertulang pada bentang dan beban yang sama (Edward G. Nawy, 2000). Hal ini jelas sangat menguntungkan dunia konstruksi karena dapat mengurangi volume dari material yang digunakan dan mengurangi beban struktur itu sendiri. Dalam dunia jembatan teknologi beton prategang sangat jelas sekali manfaatnnya. Secara umum beban-beban yang dihitung dalam merencanakan jembatan dibagi menjadi atas dua, yaitu beban primer dan beban sekunder. Beban primer adalah beban utama dalam perhitungan tegangan untuk setiap perencanaan jembatan, sedangkan yang mengakibatkan tegangan-tegangan yang relatif kecil daripada tegangan akibat beban primer dan biasanya tergantung dari bentang, bahan, sistem konstruksi, tipe jembatan, dan keadaan setempat.
Pada Tugas Akhir ini penulis akan merencanakan jembatan layang (Flyover) yang menggunakan struktur box girder prategang segmental dengan bantuan program SAP 2000 untuk mendesain serta menghitung beban-beban yang terdapat pada jembatan layang ini. Struktur beton prategang yang lebih ekonomis, karena pada beban dan bentang yang sama dapat digunakan profil girder yang lebih kecil. Hal ini karena pada beton prategang memanfaatkan segmen sekunder akibat gaya prategang untuk mengimbangi momen yang ditimbulkan akibat beban luar. Pada proses pemilihan profil box girder yang digunakan karena box girder mempunyai beberapa kelebihan antara lain : a. Box girder dapat digunakan untuk jembatan dengan panjang bentang yang besar, b. Momen inersia yang tinggi dalam kombinasi dengan berat sendiri yang relative ringan, karena adanya rongga ditengah penampang, c. Bentuk interior dari box girder memungkinkan digunakan untuk penggunaan lain seperti jalur pipa gas, atau pipa air, d. Bentuk box girder cukup memenuhi nilai estetika pada jembatan layang sehingga penggunaannya dapat menambah keindahan kota. I.2 Perumusan Masalah Struktur jembatan yang akan direncanakan memiliki panjang total 137 m dengan 4 buah pilar yang memiliki bentang yang berbeda-beda. Lebar profil box girder direncanakan 10 m. Profil memanjang struktur jembatan dapat digambarkan seperti berikut : Gambar 1.1 Potongan melintang profil single twin cellular box girder yang direncanakan
Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan, yaitu: 1. Menghitung pembebanan terhadap struktur jembatan layang. 2. Mengontrol desain box girder prestress momen lentur, gaya geser atau lintang, dan kontrol tegangan profil box girder. 3. Merencanakan lapisan perkerasan pada jembatan. 4. Merencanakan pendimensian profil box girder. I.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Merencanakan pendimensian profil box girder prestress. 2. Menganalisa pembebanan terhadap struktur jembatan. 3. Menganalisa kehilangan gaya prategang yang terjadi pada box girder prestress. 4. Menganalisa ketahanan profil box girder prestress terhadap momen lentur dan geser. I.4 Batasan Masalah Agar penelitian dalam penyusunan tugas akhir ini tidak terlalu luas tinjauannya dan tidak meyimpang dari rumusan masalah di atas maka perlu adanya pembatasan masalah yang ditinjau. 1. Jembatan layang (Flyover) yang direncanakan adalah jembatan beton prategang dengan panjang total 137 m yang terdiri dari 4 buah pilar dengan jarak 50 meter di tengah bentang serta 43,5 meter pada setiap bentang lainnya. 2. Pembahasan akan difokuskan pada perhitungan struktur atas saja. 3. Tidak merencanakan struktur bawah jembatan. 4. Tidak merencanakan perletakan. 5. Tidak memperhitungkan analisa biaya konstruksi dan waktu pelaksanaan. 6. Mutu baja pratekan yang digunakan adalah kabel jenis strand seven stress relieved (7 kawat untaian). 7. Menggunakan mutu beton K-500 atau f c = 41,5 Mpa.
8. Perumusan yang digunakan sesuai dengan literature yang ada sehingga tidak ada penurunan rumus. I.5 Manfaat Adapun manfaat dari Tugas Akhir ini adalah : 1. Dapat merencanakan struktur jembatan dengan menggunakan profil box girder yang sesuai dengan perencanan struktur yang aman. 2. Dapat memahami konsep perencanaan struktur jembatan yang menggunakan profil box girder. 3. Dapat menentukan bentang jembatan dan pemilihan tampang melintang yang tepat dalam merencanakan sebuah jembatan. 4. Sebagai alternatif lain dalam teknik perencanaan jembatan dengan bentang yang cukup panjang dan medan yang cukup sulit. I.6 Sistematika Penulisan Untuk mencapai tujuan penulisan tugas akhir ini dilakukan beberapa tahapan yang dianggap perlu. Metode dan prosedur pelaksanaannya secara garis besar adalah sebagai berikut: 1.6.1 Bab I PENDAHULUAN Bab ini akan mengawali penulisan dengan menguraikan latar belakang permasalahan yang akan dibahas, tujuan penelitian, ruang lingkup masalah, dan sistematika pembahasan. 1.6.2 Bab II TINJAUAN PUSTAKA Dalam bab ini meliputi pengambilan teori dari berbagai sumber bacaan yang mendukung analisa permasalahan dalam penulisan tugas akhir ini. 1.6.3 Bab III APLIKASI dan PERHITUNGAN Dalam bab ini akan diuraikan tentang pendeskripsian dan langkah-langkah kerja serta tata cara yang akan dilakukan dalam merencanakan serta memperhitungkan
jembatan layang (flyover) dengan metode analisis numeris yang dibantu menggunakan program SAP 2000. 1.6.4 Bab IV KESIMPULAN dan SARAN Bab ini merupakan penutup yang berisikan tentang kesimpulan dari bab yang sebelumnya dan saran mengenai hasil analisis yang dapat dijadikan acuan bagi penelitian selanjutnya ataupun bisa dijadikan masukan.
Pengumpulan Data Tinjauan Pustaka Preliminary Desain Analisa Pembebanan Preliminary Design Pemodelan dan Analisa Struktur Atas Jembatan NOT OK Kontrol Desain Penulangan Box Girder Gambar Desain Selesai
Flyover (jembatan layang) yang akan direncanakan memiliki bentang secara keseluruhan sebesar 137 m, bentang terbagi atas 3 masing-masing dengan panjang 43,50 m dan 50 m pada bentang tengahnya. Diasumsikan jembatan layang menggunakan perletakan sendi di tiap-tiap joint. perhitungan momen-momen pada jembatan akan dihitung dengan menggunakan program SAP 2000 v.14.1.