TATA CARA PERENCANAAN TEKNIK JEMBATAN GANTUNG UNTUK PEJALAN KAKI I. DESKRIPSI 1.1. Maksud dan Tujuan Tata cara ini dimaksudkan sebagai acuan Fasilitatr dalam membuat perencanaan teknik jembatan gantung untuk pejalan kaki sesuai kaidah-kaidah perencanaan yang berlaku secara nasinal. Tujuan tata cara ini sebagai berikut : Penyeragaman dalam perencanaan teknik, Meningkatkan kualitas dan akuntabilitas perencanaan, Efisiensi waktu perencanaan, Melengkapi panduan teknik jembatan gantung sesuai bahan pelatihan. 1.2. Ruang Lingkup Tata cara ini meliputi perencanaan bangunan atas, bangunan bawah dan Pndasi. Batasan bentangan utama maksimum 120 meter. 1.3. Pengertian Jembatan gantung adalah jembatan dimana seluruh beban lalu lintas dan gaya yang bekerja dipikul leh sepasang kabel pemikulyang menumpu diatas 2 pasang menara/pyln dan 2 pasang blk angker. Jembatan gantung untuk pejalan kaki adalah jembatan gantung yang hanya bleh dilewati leh lalu lintas pejalan kaki. Bangunan atas jembatan adalah bagian dari knstruksi jembatan yang berfungsi sebagai pemikul langsung beban lalu lintas yang melewati jembatan tersebut. Bangunan atas terdiri dari : Lantai jembatan. Gelagar pengaku (gelagar memanjang, gelagar melintang) Batang / besi penggantung Kabel utama
Pagar pengaman Bangunan bawah jembatan adalah bagian knstruksi jembatan yang berfungsi memikul bangunan atas serta melimpahkan seluruh beban dan gaya yang bekerja ke pndasi jembatan. Pndasi jembatan adalah bagian dari knstruksi jembatan yang berfungsi sebagai pemikul seluruh beban jembatan dan gaya-gaya yang bekerja pada pndasi serta melimpahkannya ke lapisan tanah pendukung. Lapisan tanah pendukung adalah lapisan tanah pada kedalaman tertentu yang mempunyai daya dukung cukup untuk memikul beban dan gaya-gaya yang bekerja pada pndasi. II. PERSYARATAN-PERSYARATAN 1. Jembatan gantung terutama digunakan dalam perlintasan jurang yang kndisinya tidak memungkinkan untuk pelaksanaan pembuatan pilar pada sungai/jurang karena keterbatasan dana, teknlgi dan sumber daya manusia. 2. Bentang 90 meter atau lebih, perlu diadakan gelagar pengaku. 3. Tengangan izin tanah minimal 0,15 Mpa pada batas kelayanan. 4. Dalam hal tegangan tanah kurang dari 0,15 Mpa, perlu diadakan penyelidikan geteknik lebih mendalam. 5. Pada setiap jembatan gantung untuk pejalan kaki, perlu dipasang suatu tanda peringatan agar barisan/tentara harus berjalan biasa dan satu persatu. Prinsip jembatan gantung adalah rangkaian gelagar sederhana yang dipikul leh batang penggantung. Kabel utama memikul bangunan atas melalui batang penggantung, sedang kabel utama dipikul leh menara/pyln dan ditahan leh blk angker. III. III.1. KETENTUAN-KETENTUAN Menetapkan lkasi jembatan
Pemilihan lkasi jembatan gantung pejalan kaki harus mempertimbangkan aspek eknmis, teknis dan kndisi lingkungan antara lain : Biaya pembuatan jembatan harus seminimal mungkin. Mudah untuk prses pemasangan dan perawatan. Mudah diakses dan memberikan keuntungan untuk masyarakat yang akan menggunakannya. Berada pada daerah yang memiliki resik minimal terhadap ersi aliran sungai. Prses pemilihan harus mempertimbangkan keseluruhan aspek pemasangan jembatan maupun jalan masuk. Faktr-faktr yang perlu dipertimbangkan : Panjang bentang terpendek yang mungkin dari jembatan. Jembatan harus berada pada bagian lurus dari sungai atau arus, jauh dari cekungan tempat ersi dapat terjadi. Pilih lkasi dengan kndisi fndasi yang baik untuk penahan kepala jembatan. Lkasi harus sedekat mungkin dengan jalan masuk yang ada atau lintasan lurus. Lkasi harus memberikan jarak bebas yang baik untuk mencegah banjir dan harus meminimalisasi kebutuhan untuk pekerjaan tanah pada jalan masuk untuk menaikkan permukaan pada jembatan. Arus sungai harus memiliki penguraian yang baik dan jalan aliran yang stabil dengan resik yang kecil dari perubahan karena ersi. Lkasi harus terlindung dan seminimal mungkin terkena pengaruh angin; Lkasi harus memberikan jalan masuk yang baik untuk material dan pekerja. Akan sangat membantu bila terdapat penyedia material setempat yang mungkin digunakan dalam knstruksi seperti pasir dan batu. Lkasi harus mendukung masyarakat setempat.
III.2. III.3. Bagian-bagian Struktur Jembatan 1. Bangunan atas, terdiri dari : Lantai jembatan berfungsi untuk memikul beban lalu lintas yang melewati jembatan serta melimpahkan beban dan gaya-gaya tersebut ke gelagar memanjang. Gelagar memanjang berfungsi sebagai pemikul lantai dan sandaran serta melimpahkan beban dan gaya-gaya tersebut ke gelagar melintang. Gelagar melintang berfungsi sebagai pemikul gelagar memanjang serta melimpahkan beban dan gaya-gaya tersebut ke batang penggantung. Gelagar pengaku berfungsi sebagai pemikul sebagian beban hidup dan sebagai pengaku. Batang / kabel penggantung berfungsi sebagai pemikul gelagar utama serta melimpahkan beban-beban dan gaya-gaya yang beberja ke kabel utama. Kabel utama berfungsi sebagai pemikul beban dan gaya-gaya yang bekerja pada batang / kabel penggantung serta melimpahkan beban dan gaya-gaya tersebut ke menara / pyln pemikul dan blk angker. Pagar pengaman berfungsi untuk mengamankan pejalan kaki. Ikatan kabel angin berfungsi untuk memikul gaya angin yang bekerja pada bangunan atas. 2. Bangunan bawah, terdiri dari : Menara/pyln berfungsi sebagai tumpuan kabel utama dan gelagar utama, serta melimpahkan beban dan gaya-gaya yang bekerja melalui struktur pilar atau langsung ke pndasi. Blk angker adalah tipe angker untuk semua jenis tanah yang berfungsi sebagai penahan ujung-ujung kabel utama serta melimpahkan gaya-gaya yang dipikulnya ke pndasi. Pndasi menara dan blk angker berfungsi sebagai pemikul menara dan blk angker serta melimpahkan beban dan gaya-gaya yang bekerja ke lapisan tanah pendukung. Pembebanan
Jembatan Gantung untuk pejalan kaki harus kuat dan kaku (tanpa lendutan yang berlebih) untuk menahan beban berikut: III.3.1. Beban vertikal Beban vertikal berupa: Beban mati dari berat sendiri jembatan; Beban hidup dari pengguna jembatan. Beban vertikal rencana adalah kmbinasi dari beban mati dan beban hidup terbesar yang diperkirakan dari pengguna jembatan. III.3.2. Beban samping Beban samping disebabkan leh: Tekanan angin; Gempa; Pengguna yang bersandar atau membentur pagar pengaman; Benturan ringan yang diakibatkan leh batuan-batuan yang terbawa leh sungai/arus. Jika benturan keras dari bjek yang lebih besar pada aliran air yang cepat maka jarak bebas lantai jembatan harus ditambah untuk mengurangi resik benturan dan kerusakan. Beban samping yang harus dipertimbangkan dalam desain adalah beban angin yang terjadi pada sisi depan yang terbuka dari batang-batang jembatan dan beban yang diakibatkan leh pengguna yang bersandar atau membentur pagar keselamatan dan tiangtiang penahan. Benturan dari batuan-batuan tidak akan terjadi jika ada jarak bebas yang memadai di bawah jembatan. Standar perencanaan untuk jembatan pejalan kaki mempertimbangkan standar perencanaan kecepatan angin 35 m/detik, yang mengakibatkan tekanan seragam pada sisi depan yang terbuka dari batang-batang jembatan dari 130 kg/m2. Karena tidak mungkin lalu lintas di atas jembatan pada angin yang besar, beban angin dipertimbangkan terpisah dari beban hidup vertikal. Beban gempa dihitung secara statik ekuivalen dengan memberikan beban lateral dipuncak menara sebesar 15% sampai dengan maksimum 20% beban mati pada
puncak menara. Beban gempa tidak dihitung bersamaan dengan beban angin karena tidak terjadi pada waktu yang sama. 3.3.3. Beban hidup Ada dua aspek beban hidup yang perlu dipertimbangkan: Beban terpusat pada lantai jembatan jembatan akibat langkah kaki manusia untuk memeriksa kekuatan lantai jembatan; Beban yang dipindahkan dari lantai jembatan ke batang struktur yang kemudian dipindahkan ke tumpuan jembatan. Aksi beban ini akan terdistribusi pendek atau menerus sepanjang batang-batang lngitudinal yang menahan lantai jembatan. Beban hidup yang paling kritis yang dipikul karena pengguna jembatan pejalan kaki ditunjukkan pada Tabel 1. Dipertimbangkan bahwa beban terpusat 2000 kgf (20 kn) untuk kendaraan ringan/ternak dan beban merata 5 kpa memberikan batas yang cukup untuk keselamatan untuk semua pengguna biasa dari jembatan pejalan kaki. III.4. Rumus-rumus yang digunakan 1. Gaya tarik H pada ujung kabel utama adalah : Akibat beban hidup merata penuh : P. L² H1 = --------- 1 8.d Akibat beban hidup tidak simetris pada setengah bentang :
P/2. L² H2 = -----------.. 2 8.d Akibat beban mati : w. L² H3 = ----------- 3 8.d Keterangan : P = beban hidup merata w = berat sendiri struktur, kn/m L = bentang utama, meter D = cekungan kabel ditengah bentang, ~ 1/10 L, meter. Kabel utama dihitung berdasarkan gaya tarik T maksimum : T = H / cs α.. 4 atau T = H / cs β.. 5 Keterangan : T = gaya tarik kabel maksimum akibat beban merata penuh. α = sudut kabel di menara, antara hrizntal dan kabel bentang utama. β = sudut kabel di menara, antara hrizntal dan kabel angker. 2. Lendutan akibat beban hidup merata yang bekerja pada setengah bentang utama, dihitung berdasarkan pembagian beban gelagar pengaku sebesar (1- a) dan kabel utama sebesar (a) : 5(1-a)p.L^4 l = --------------- 6 12288 E I a.(p/8) l = --------------. d 7 w + a(p/2) dengan syarat bahwa l harus sama dengan l Keterangan : a = fraksi beban l = lendutan gelagar pengaku l = lendutan kabel utama E = mdulus elastis gelagar pengaku I = mmen inersia gelagar pengaku
IV. 3. Mmen maksimum gelagar pengaku dan kmpnen gaya hrizntal kabel 4.1. Betn dihitung berdasarkan pembagian beban antara gelagar pengaku sebesar (1- a) dan kabel utama sebesar (a) : (1-a).p.L² Mmaks = -------------- 8 64 wl² a.p.l² H = ----- + ----------- 9 8.d 16.d Keterangan : M maks = mmen maksimum gelagar pengaku H = kmpnen gaya hrizntal kabel utama a = fraksi beban SYARAT-SYARAT BAHAN Mutu betn sesuai dengan SNI 03-1974-1990 seperti tampak pada Tabel. Tabel - Mutu betn dan pedman prprsi takaran campuran
4.2. Baja Baja yang digunakan sebagai bagian struktur baja harus mempunyai sifat mekanis baja struktural seperti dalam tabel berikut : Tabel - Sifat mekanis baja struktural Penyimpanan bahan; Baja, baik ketika pabrikasi di bengkel maupun di lapangan, harus ditumpuk di atas balk pengganjal atau landasan sedemikian rupa sehingga tidak bersentuhan dengan tanah. Jika baja ditumpuk dalam beberapa lapis, pengganjal untuk semua lapis harus berada dalam satu garis. Pengecatan permukaan sebagai lapis pelindung; Permukaan yang akan dicat harus bersih dan bebas dari lemak, debu, prduk krsi, residu, garam dan sebagainya; Perbaikan lapis pelindung struktur baja; Bahan pelindung untuk struktur baja yang akan dilapis ulang dengan lapis pelindung harus disesuaikan dengan jenis bahan dasar struktur baja yang telah diberi lapisan pelindung. Sebelum dilakukan pelapisan ulang, struktur baja harus dibersihkan terlebih dahulu sampai kndisi permukaan tertentu sesuai dengan kndisi kerusakan pada lapisan tersebut. 4.3. Kabel
Kabel utama yang digunakan berupa untaian (strand). Jenis-jenis kabel ditunjukkandalam Gambar kabel dibawah. Kabel dengan inti yang lunak tidak diizinkan digunakan pada jembatan gantung ini. Kabel harus memiliki tegangan leleh minimal sebesar 1500 Mpa. Batang penggantung, jika menggunakan baja bundar harus sesuai spesifikasi baja seperti tampak pada Tabel sifat mekanis baja. Kabel ikatan angin, jika menggunakan baja bundar harus sesuai spesifikasi baja seperti tampak pada Tabel - sifat mekanis baja. Gambar - Penampang melintang dan mdulus elastis kabel ( Ek ) 4.4. Kayu Persyaratan bahan; Jenis bahan kayu yang akan digunakan sebagai struktur utama jembatan kayu harus mempunyai mutu minimum sama dengan kayu kelas II yang sudah diawetkan dengan kuat lentur minimum 85 kgf/cm2. Bahan pendukung; Material pendukung mencakup pelat baja pengaku, baut sambungan, paku, klem serta bahan-bahan lain yang diperlukan dalam pekerjaan struktur kayu. Bahan Pelindung. Material pelindung dapat berupa cat dan bahan anti serangga.
V. LANGKAH-LANGKAH PERENCANAAN V.1. Perencanaan Umum Tahapan kegiatan perencanaan secara umum sebagai berikut : Lakukan survei pendahuluan untuk menentukan bentang jembatan. Pada tinggi tebing yang yang tidak sama, usahakan agar kemiringan bentang utama jembatan maksimum 1 : 20. Identifikasi jenis tanah pada lkasi menara, blk angker dan perletakan gelagar pengaku jembatan secara visual dan/atau dengan peralatan sederhana. Buat perencanaan teknik, meliputi : Perencanaan teknik bangunan atas. Perencanaan teknik bangunan bawah. V.2. Perencanaan teknik pndasi. Perencanaan Bangunan Atas 1. Lantai jembatan : Rencanakan ketinggian lantai jembatan minimal 1 meter diatas Muka Air Banjir. Rencanakan lebar minimal jembatan sebesar 1,5 meter. Rencanakan lantai jembatan dari papan kayu dengan mutu memadai, dipasang renggang satu sama lain (diberi celah sebesar ~ 5 mm), untuk mengurangi puntir akibat hisapan angin. Hitung lantai jembatan sebagai balk sederhana yang menumpu diatas 2 tumpuan, yaitu gelagar-gelagar memanjang. 2. Gelagar memanjang : Pasang 3 buah gelagar memanjang untuk memikul lantai jembatan. Hitung gelagar memanjang sebagai balk sederhana yang menumpu diatas 2 tumpuan, yaitu diatas gelagar-gelagar melintang.
3. Gelagar melintang : Rencanakan gelagar melintang menumpu diatas gelagar pengaku atau langsung dipikul leh batang penggantung. Hitung gelagar memanjang sebagai balk sederhana yang menumpu diatas 2 tumpuan. 4. Gelagar pengaku : Tentukan gelagar pengaku (dapat berupa kabel, rangka, gelagar atau gelagar tersusun) yang dipikul leh kabel penggantung setiap jarak tertentu. Hitung gelagar pengaku untuk memikul sebagian beban hidup. 5. Batang penggantung : Hitung batang penggantung untuk memikul gaya dan beban yang bekerja pada gelagar melintang dan atau gelagar pengaku. 6. Kabel Utama Hitung kabel utama berdasarkan beban merata penuh sepanjang bentang, beban tersebut dipikul sepenuhnya leh kabel, bentuk lengkung kabel utama adalah sejalan dengan garis mmen akibat beban merata. Hitung lendutan utama berdasarkan beban hidup merata tidak simetris yang psisinya paling kritis, yaitu bila beban hidup merata bekerja pada setengah bentang. Besarnya lendutan akibat beban hidup yang diijinkan adalah 1/150 x L (L=bentang utama). Hitung besarnya kmpnen hrizntal gaya tarik H pada ujung kabel utama sesuai rumus 1, 2, 3. Hitung kabel utama berdasarkan gaya tarik T maksimum sesuai rumus 4 dan 5. Hitung kabel utama berdasarkan tegangan tarik kabel baja mutu tinggi dengan tegangan putus minimum 1000 Mpa dan tegangan ijin minimum 400 Mpa, luas penampang bersih dari kabel adalah 0,67 dikali luas penampang brut kabel.
Gunakan jenis kabel sesuai gambar - Penampang melintang dan mdulus elastis kabel ( Ek ). V.3. Hitung lendutan akibat beban hidup merata yang bekerja pada setengah bentang utama, berdasarkan pembagian beban antara gelagar pengaku sebesar (1-a) dan kabel utama sebesar (a) sesuai rumus 6 dan 7. Hitung kekuatan gelagar pengaku dan kmpnen gaya hrizntal kabel sesuai rumus 8 dan 9. Perencanaan Bangunan Bawah 1. Menara / Pyln Tinggi menara (h) lebih besar dari d. (lihat gambar jembatan). Hitung dimensi tiang menara untuk dapat memikul gaya-gaya yang bekerja pada pelana tumpuan kabel utama. Menara dan pndasi harus mampu memikul beban vertikal, hrizntal dan mmen maksimum. Rencanakan menara berdasarkan prtal terjepit dengan pelana rl atau sendi. 2. Blk Angker Tentukan berat minimum blk angker 120 % dari kmpnen gaya vertikal tarik maksimum dalam kabel. Tetapkan dimensi blk angker berdasarkan keamanan terhadap geser, guling dan angkat. Pada gaya kabel maksimum, tekanan tanah maksimum diijinkan adalah 0,15 Mpa pada bagian depan blk angker yang tertanam dalam tanah. 3. Pndasi Perletakan Gelagar Pengaku Rencanakan pndasi perletakan gelagar pengaku dimana ujung gelagar memanjang harus mampu memikul beban dan gaya-gaya jembatan, yaitu beban vertikal akibat beban hidup, gaya angkat akibat beban hidup tidak simetris, gaya lateral akibat angin, gaya lngitudinal akibat kesekan perletakan. Tentukan jenis dan dimensi pndasi berdasarkan kndisi tanah setempat, daya dukung tanah maksimum diijinkan 0,15 MPa.
V.4. Bangunan lain-lain 1. Ikatan angin Rencanakan ikatan angin untuk mengurangi gyangan jembatan dalam arah hrizntal. Hitung dimensi kabel untuk dapat memikul tekanan angin pada luas bidang efektif yang kena angin. Pasang kabel-kabel penahan tersebut minimal pada sepertiga bentang utama dan dijangkar pada sudut 45 kedalam tebing atau pndasi jangkar. (lihat gambar pemasangan ikatan angin) Lengkapi kabel penahan dengan wartel mur untuk penyetelan, sambungan prfil dan baut harus memenuhi persyaratan kekuatan dan keawetan. Tebing Tebing Kabel ikatan angin φ 1/3 L 1/3 L 1/3 L φ ~ 45 Tebing Tebing Gambar pemasangan ikatan angin 2. Pagar pengaman (railling) Hitung tangan-tangan dengan pembebanan akibat drngan, tekanan pejalan kaki sebesar 100 kg/m¹.
Hitung tiang pengaman dengan pembebanan akibat drngan hrizntal pejalan kaki sebesar 100 kg/m¹ di puncak tiang.