BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum Konstruksi jembatan adalah suatu konstruksi bangunan pelengkap sarana trasportasi jalan yang menghubungkan suatu tempat ke tempat yang lainnya, yang dapat dilintasi oleh sesuatu benda bergerak misalnya suatu lintas yang terputus akibat suatu rintangan atau sebab lainnya, dengan cara melompati rintangan tersebut tanpa menimbun/menutup rintangan itu dan apabila jembatan terputus maka lalu lintas akan terhenti. Lintas tersebut bisa merupakan jalan kendaraan, jalan kereta api atau jalan pejalan kaki, sedangkan rintangan tersebut dapat berupa jalan kenderaan, jalan kereta api, sungai, lintasan air, lembah atau jurang. Jembatan mempunyai tiga bagian struktur yaitu pondasi, struktur bangunan bawah, dan struktur bangunan atas. Bagian yang menghubungkan rintangan lalu lintas adalah struktur bangunan atasnya. Konstruksi bangunan atas terdiri dari trotoir, lantai kenderaan, perkerasan aspal, balok gelagar, ikatan pengaku, dan perletakan. Konstruksi bangunan bawah terdiri dari abutment dan pilar (pier) yang seluruhnya berada diatas pondasi. Jembatan merupakan suatu konstruksi yang tidak mudah untuk dimodifikasi karena akan membutuhkan biaya yang sangat tinggi dan hambatan lalu lintas yang diakibatkan pada saat proses pelaksanaan modifikasi tersebut. Oleh karena itu, umur rencana dari suatu konstruksi jembatan biasanya relatif panjang. Untuk mendukung umur rencana yang panjang tersebut juga pemeliharaan jembatan harus diperhatikan. II - 1
2.2 Bentuk dan Tipe Jembatan Perkembangan jembatan menurut Supriyadi dan Muntohar (2007) dapat diklasifikasikan menjadi beberapa bentuk struktur atas jembatan yang telah berkembang hingga saat ini, seperti yang diuraikan berikut ini : 2.2.1 Jembatan Lengkung ( Arch Bridge ) Jembatan lengkung busur dari bahan dasar batu, telah ditemukan pada masa lampau dimasa Babylonia. Pada perkembangannya jembatan jenis ini telah semakin banyak ditinggalkan, jadi hanya berupa sejarah. Jembatan jenis ini mempunyai struktur yang cukup kuat dilihat dari bahannya, Gambar 2. 1 Jembatan Lengkung ( Arch Bridge ) (sumber : Google, 2017) 2.2.2 Jembatan Rangka ( Truss Bridge ) Jembatan rangka dapat terbuat dari bahan kayu atau Baja. Jembatan kayu (wooden truss) termasuk tipe klasik yang sudah banyak tertinggal mekanika bahannya. Jembatan rangka kayu hanya terbatas untuk mendukung beban yang II - 2
tidak terlalu besar. Pada perkembangannya setelah ditemukan bahan baja, tipe rangka kayu jarang digunakan. Jembatan rangka baja terbuat dari bahan baja dan dibuat menyambung beberapa batang dengan las atau pun baut yang membentuk pola-pola segitiga. Jembatan rangka baja biasanya digunakan untuk bentang 20 m sampai 375 m, Gambar 2. 2 Jembatan Rangka ( Truss Bridge ) (sumber : Google, 2017) 2.2.3 Jembatan Gantung ( Suspension Bridge ) Jembatan gantung terdiri dari dua kabel besar/utama yang menggantung dari dua pilar/tiang utama dimana ujung-ujung kabel tersebut diangkurkan pada fondasi yang biasanya terbuat dari beton. Gambar 2. 3 Jembatan Gantung ( Suspension Bridge ) (sumber : Google, 2017) II - 3
2.2.4 Jembatan Kabel ( Cable Stayed Bridge ) Jembatan ini sangat baik dan menguntungkan bila digunakan pada jembatan yang mempunyai bentang cukup panjang. Kombinasi penggunaan kabel dan dek beton prategang merupakan keunggulan jembatan ini. Jembatan jenis ini juga memiliki kekuatan dan arsitektural yang sangat tinggi. Gambar 2. 4 Jembatan Kabel ( Cable Stayed Bridge ) (sumber : Google, 2017) 2.2.5 Jembatan Beton Prategang (Prestressed Concrete Bridge) Tipe jembatan ini juga sangat menguntungkan dari segi pelaksanaan karena cukup mudah, dari penyediaan bahan dan tahap pelaksanaannya. Umumnya tipe jembatan ini menggunakan balok gelagar yang didalamnya menggunakan sistem kabel baja yang ditegangkan agar mempunyai kekuatan yang sangat tinggi. II - 4
Gambar 2. 5 Jembatan Beton Prategang ( Prestressed Concrete Bridge ) (sumber : Google, 2017) 2.3 Pembebanan Jembatan Perencanaan pembebanan jembatan jalan raya didasarkan pada Pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPPJR, 1987). 2.3.1 Beban Primer Beban primer merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Yang termasuk beban primer adalah : 1) Beban mati. 2) Beban hidup. 3) Beban kejut. 4) Gaya akibat tekanan tanah. 2.3.2 Beban Sekunder Beban sekunder merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Yang termasuk beban sekunder adalah : 1) Beban angin. 2) Gaya akibat perbedaan suhu. 3) Gaya akibat rangkak dan susut. II - 5
4) Gaya rem. 5) Gaya akibat gempa bumi. 6) Gaya gesekan pada tumpuan-tumpuan bergerak. 2.3.3 Beban Khusus Beban khusus merupakan beban-beban khusus untuk perhitungan tegangan pada perencanaan jembatan. Yang termasuk beban khusus adalah : 1) Gaya sentrifugal. 2) Gaya tumbuk pada jembatan layang. 3) Gaya dan beban selama pelaksanaan. 4) Gaya aliran air dan tumbukan benda-benda hanyutan. 2.3.4 Distribusi Beban Beban hidup yang diterima oleh gelagar tepi adalah beban hidup tanpa memperhitungkan faktor distribusi. Untuk gelagar tengah diperhitungkan faktor distribusi sebesar 0,75 bila kekuatan gelagar melintang diperhitungkan dan 1,00 bila kekuatan gelagar melintang tidak diperhitungkan. 2.3.5 Kombinasi Beban Konstruksi jembatan beserta bagian-bagiannya harus ditinjau terhadap kombinasi pembebanan dan gaya yang mungkin bekerja. Sesuai dengan sifat-sifat serta kemungkinan-kemungkinan pada setiap beban, tegangan yang akan digunakan dalam pemeriksaan kekuatan konstruksi yang bersangkutan dinaikkan terhadap tegangan yang diizinkan sesuai keadaan elastis. II - 6
2.4 Ruang Bebas Jembatan Berdasarkan pada Pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPPJR, 1987), pembangunan jembatan harus memenuhuhi syarat ruang bebas yang ditetapkan. Ruang bebas jembatan dalah ukuran ruang dengan syarat tertentu yang meliputi : 1) Profil ruang bebas jembatan. 2) Tinggi bebas minimum terhadap banjir. 2.5 Bagian Struktur Jembatan Secara umum struktur jembatan dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu, struktur bagian atas ( upper structure ) dan struktur bagian bawah ( substructure ). Struktur bagian atas dari jembatan adalah bagian tempat kenderaan dan pejalan kaki yang bergerak. Kemudian, beban dari struktur atas jembatan ditransfer ke pondasi melalui struktur bawah jembatan. Gambar 2. 6 Tipikal Struktur Jembatan (sumber : Google, 2017) 2.5.1 Struktur Bangunan Atas Jembatan ( Upper / Super-Structure ) Bagian struktur ini adalah bagian yang langsung menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri, beban mati, beban mati tambahan, beban lalu-lintas kendaraan, II - 7
gaya rem, dan beban pejalan kaki, kemudian beban dari struktur tersebut ditransfer ke pondasi atau tapak. Struktur atas jembatan umumnya meliputi : a) Trotoar : Sandaran dan tiang sandaran. Peninggian trotoar ( Kerb ). Slab lantai trotoar. b) Slab lantai kendaraan. c) Gelagar (Girder) d) Balok diafragma e) Ikatan pengaku (ikatan angin, ikatan melintang) f) Tumpuan (Bearing) 2.5.2 Struktur Bangunan Bawah Jembatan ( Sub Structure ) Bagian struktur jembatan ini adalah bagian yang mentransfer semua beban dari bagian atas jembatan ke pondasi atau tapak jembatan. Bangunan bawah ini terbagi 2 yaitu kepala jembatan (abutment) dan pilar (pier). Bangunan bawah ini biasanya direncanakan berdasarkan kekuatan tanah dasar, keadaan lokasi, dan elevasi dari jembatan. a) Pangkal Jembatan (Abutment) Dinding belakang ( Back Wall ) Dinding penahan ( Breast Wall ) Dinding sayap ( Wing Wall ) Oprit, plat injak ( Approach slab ) Konsol pendek untuk jacking ( Corbel ) Tumpuan ( Bearing ) II - 8
b) Pelat Jembatan ( Pier ) Kepala pilar ( Pier Head ) Pilar (Pier), yang berupa dinding, kolom, atau portal Konsol pendek untuk jacking ( Corbel ) Tumpuan ( Bearing ) 2.5.3 Bangunan Pelengkap dan Pengaman Jembatan Bangunan pelengkap pada jembatan adalah bangunan yang merupakan pelengkap dari konstruksi jembatan yang fungsinya untuk pengamanan terhadap struktur jembatan secara keseluruhan dan keamanan terhadap pemakai jalan. Macam-macam bangunan pelengkap : 1) Saluran drainase. Terletak di kanan-kiri abutment dan di sisi kanan-kiri perkerasan jembatan. Saluran drainase berfungsi untuk saluran pembuangan air hujan diatas jembatan. 2) Talud Talud mempunyai fungsi utama sebagai pelindung abutment dari aliran air sehingga sering disebut talud pelindung terletak sejajar dengan arah arus sungai. 3) Guide post / patok penuntun Berfungsi sebagai penunjuk jalan bagi kendaraan yang akan melewati jembatan, biasanya diletakkan sepanjang panjang oprit jembatan, dan 4) Lampu penerangan II - 9
Selain berfungsi untuk penerangan di daerah jembatan pada malam hari juga berfungsi untuk estetika. 5) Trotoar Trotoar berfungsi untuk melayani pejalan kaki sehingga memberi rasa aman baik bagi pejalan kaki maupun pengguna jalan yang lain. 6) Jalan Pendekat (oprit) Menurut Pranowo dkk (2007), jalan pendekat adalah struktur jalan yang menghubungkan antara suatu ruas jalan dengan struktur jembatan; bagian jalan pendekat ini dapat terbuat dari tanah timbunan, dan memerlukan pemadatan yang khusus, karena letak dan posisinya yang cukup sulit untuk dikerjakan, atau dapat juga berbentuk struktur kaki seribu (pile slab), yang berbentuk pelat yang disangga oleh balok kepala di atas tiang-tiang. Permasalahan utama pada timbunan jalan pendekat yaitu sering terjadinya penurunan atau deformasi pada ujung pertemuan antara struktur perkerasan jalan terhadap ujung kepala jembatan. Hal ini disebabkan karena : a) Pemadatan yang kurang sempurna pada saat pelakasanaan, akibat tebal pemadatan tidak mengikuti ketentuan pelaksanaan atau kadar air optimum tidak terpenuhi. b) Karena air mengalir keluar, dimana terjadi kapilerisasi pada lapisan atau kelurusan air melalui saluran drainase sehingga ada perubahan tegangan efektif. c) Pemadatan lapisan timbunan jalan pendekat yang berlebih, dimana terjadi perubahan kadar air yang mengakibatkan pengembangan lapisan tanah yang dapat mendesak permukaan perkerasan ke atas. II - 10
2.6 Klasifikasi Jembatan Karena sangat pentingnya, maka jembatan harus dibuat cukup kuat dan tahan, tidak mudah rusak. Kerusakan pada jembatan dapat menimbulkan gangguan terhadap kelancaran lalu lintas jalan, terlebih di jalan yang lalu lintasnya padat seperti di jalan utama, di kota dan daerah ramai lainnya. Bina Marga (1991) menyusun beberapa macam tipe bangunan atas jembatan dari suatu jembatan beton bertulang yaitu : 1. Jembatan tipe pelat beton. 2. Jembatan tipe balok T. 3. Jembatan tipe balok komposit. Menurut Siswanto (1999), jembatan dapat diklasifikasikan menjadi bermacammacam jenis/tipe menurut fungsi, keberadaan, material yang dipakai, jenis lantai kendaraan dan lain-lain seperti berikut : 2.6.1 Klasifikasi Jembatan Menurut Keberadaannya (tetap/dapat digerakkan) a) Jembatan tetap, dapat terbuat dari : Jembatan kayu, Jembatan baja, Jembatan beton bertulang balok T, Jembatan pelat beton, Jembatan komposit, Jembatan beton prategang, Jembatan batu. b) Jembatan yang dapat digerakkan (umumnya dari baja) dibagi menjadi : II - 11
Jembatan yang dapat berputar diatas poros mendatar, seperti: Jembatan angkat Jembatan baskul Jembatan lipat strauss. Jembatan yang dapat berputar di atas poros mendatar dan yang dapat berpindah sejajar mendatar, Jembatan yang dapat berputar di atas poros tegak atau jembatan putar, Jembatan yang dapat bergeser kearah tegak lurus atau mendatar : Jembatan angkat, Jembatan beroda, Jembatan goyah. 2.6.2 Klasifikasi Jembatan Menurut Fungsinya : a) Jembatan jalan raya, b) Jembatan jalan rel, c) Jembatan untuk talang air/aquaduk, dan d) Jembatan untuk menyebrangkan pipa-pipa (air, minyak, gas). 2.6.3 Klasifikasi Jembatan Menurut Material yang dipakai a) Jembatan kayu, b) Jembatan baja, c) Jembatan beton bertulang (konvensional, prategang), d) Jembatan bambu, e) Jembatan komposit, f) Jembatan pasangan batu kali/bata. II - 12
2.6.4 Klasifikasi Jembatan Menurut Lantai Kendaraan : a) Jembatan lantai atas, b) Jembatan lantai bawah, c) Jembatan lantai ganda, d) Jembatan lantai tengah. 2.6.5 Klasifikasi Jembatan Berdasarkan Bentuk Struktur Atasnya : a) Jembatan balok/gelagar, b) Jembatan pelat, c) Jembatan pelengkung/busur (arch bridge), d) Jembatan rangka, e) Jembatan gantung (suspension bridge), f) Jembatan cable stayed. 2.6.6 Klasifikasi Jembatan Berdasarkan Lamanya Waktu Penggunaan a) Jembatan sementara/darurat, merupakan jembatan yang penggunaannya hanya bersifat sementara, sampai terselesaikannya pembangunan jembatan permanen, yang berupa : Jembatan kayu, Jembatan balley/acrow, transpanel (Australia) b) Jembatan semi permanen yaitu jembatan sementara yang dapat ditingkatkan menjadi jembatan permanen, misalnya dengan cara mengganti lantai jembatan dengan bahan/material yang lebih baik/awet, sehingga kapasitas serta umur jembatan menjadi bertambah baik. II - 13
c) Jembatan permanen, merupakan jembatan yang penggunaannya bersifat permanen serta direncanakan mempunyai umur pelayanan tertentu (misal dengan umur rencana 50 tahun) : Jembatan baja tipe Australia, Jembatan baja Belanda, Jembatan baja Austria, Jembatan baja tipe Callender Hamilton, Jembatan komposit, Jembatan beton. 2.7 Dasar Pemilihan Tipe Jembatan Banyak beberapa faktor yang menentukan tipe dari jembatan yang akan dibangun agar bangunan yang akan dibangun efisien dan ekonomis. Adapun faktor tersebut antara lain : 2.7.1 Keadaan Struktur Tanah Pondasi Untuk tanah pondasi lunak adalah kurang cocok bila dibuat suatu jembatan pelengkung, mengingat gaya horizontal yang besar dan memerlukan pondasi tiang pancang miring, yang sulit dilaksanakan. Untuk tanah keras atau batu cadas yang menghubungkan jurang yang dalam, sangat cocok bila dibangun jembatan pelengkung. Selain itu juga sangat cocok di bangun di pegunungan yang memiliki tanah pendasar atau pondasi yang curam. Dengan adanya gaya horizontal pada pondasi, maka gaya geser vertikal pada tanah pondasi bisa diimbangi oleh gaya horizontal, sehingga bahaya longsoran dapat dikurangi. II - 14
2.7.2 Faktor Peralatan dan Tenaga Teknis Perencanaan jembatan gelagar sederhana, tidak memerlukan keahlian khusus dalam bidang tertentu. Peralatan berat harus dipikirkan dalam perencanaan sebuah jembatan beton yang dicor di tempat lain. Jembatan beton pratekan (pre-cast) dengan bentang 20 meter, yang akan dibangun di daerah pedalaman atau pegunungan tentunya kurang relevan karena akan sulit dalam pengangkutan dan pelaksanaannya yang akan melalui jalan berliku. 2.7.3 Faktor Bahan dan Lokasi Ada kalanya di sungai tertentu, bila akan dibangun jembatan, dijumpai banyak sekali batu kerikil yang baik untuk beton dan juga pasir dan batu koral yang bermutu tinggi. Di sana mungkin akan sangat ekonomis bila jembatan di buat dari beton bertulang, pondasi dari pasangan batu koral dan sebagainya. Di daerah pantai laut, dimana udara sekeliling mengandung garam, maka perlu dipertimbangkan pemakaian konstruksi baja apakah masih sesuai mengingat faktor perkaratan. 2.7.4 Faktor Lingkungan Sebaiknya bentuk jembatan harmonis dengan sekitarnya, agar indah dipandang. Ketentraman bathin menentukan dalam ruang gerak kehidupan manusia. Bentuk dan warna alam sekitar mempengaruhi ketentraman jiwa.selain faktor di atas, maka perlu dipertimbangkan prinsip pemilihan konstruksi jembatan, sebagai berikut : a) Konstruksi Sederhana (bisa dikerjakan masyarakat). b) Harga Murah (manfaatkan material lokal). c) Kuat & Tahan Lama (mampu menerima beban lalin). d) Perawatan Mudah & Murah (bisa dilakukan masyarakat). e) Stabil & Mampu Menahan Gerusan Air. II - 15
f) Bentang yang direncanakan adalah yang terpendek. g) Perencanaan abutment yang dihindari terlalu tinggi. Tipe jembatan umumnya ditentukan oleh faktor seperti beban yang direncanakan, kondisi geografi sekitar, jalur lintasan dan lebarnya, panjang dan bentang jembatan, estetika, persyaratan ruang di bawah jembatan, transportasi material konstruksi, prosedur pendirian, biaya dan masa pembangunan. Tabel 2. 1 Tipe Jembatan dan Aplikasi Panjang Jembatan No. Tipe Jembatan Panjang Bentang (m) Contoh Jembatan dan Panjangnya 1. Gelagar Beton Prestress 10 30 Stolmasundet, Norwegia, 301 m 2. Gelagar Baja 1 / Kotak 15 376 Jembatan Stalassa, Itali, 376 m 3. Rangka Baja 40 550 Quebec, Canada, 549 m 4. Baja Lengkung 50 550 Shanghai Lupu, China, 550 m 5. Beton Lengkung 40 425 Wan Xian, China, 425 m 6. Kabel Tarik 110 1100 Sutong, China, 1088 m 7. Gantung 150 2000 Akaski Kaikyo, Jepang, 1991 m Sumber : google, (2017) 2.8 Kerangka Berpikir Dalam penelitian yang berjudul Analisis Perbandingan Biaya dan Waktu Pelaksanaan antara Jembatan Beton dengan Jembatan Baja di Perkebunan Sinarmas Region Papua, peneliti ingin mengetahui berapa biaya yang dibutuhkan dan waktu yang diperlukan untuk pembangunan jembatan beton dengan jembatan baja berdasarkan data-data yang sudah dikumpulkan. Adapun variabel dalam penelitian ini yaitu II - 16
penyebab besarnya biaya yang terjadi, penerapan metode pelaksanaan, penerapan waktu pelaksanaan dan perbandingan antara jembatan beton dengan jembatan baja sebagai variabel X dan identifikasi serta analisa perbandingannya sebagai variabel Y. Variabel Y adalah identifikasi penyebab dan analisis, yang dalam proses analisisnya akan menggunakan analisis data dengan Microsoft Excel dan Microsoft Project. Pengumpulan data berupa data primer yang berupa data observasi dan wawancara serta data sekunder berupa data yang didapat dari proyek seperti biaya pembangunan jembatan baja dan jembatan beton. Kerangka pemikiran disajikan dalam Gambar 2.7 sebagai berikut : Variabel X Proses Variabel Y Biaya & Waktu Pelaksanaan Pembangunan Jembatan Beton dan Baja Pengumpulan data Sekunder dan Wawancara Identifikasi biaya & waktu pelaksanaan dalam pembangunan Jembatan Beton dan Baja Gambar 2. 7 Tipikal Struktur Jembatan (Sumber : Hasil Olahan oleh Penulis, (2017) 2.9 Literatur Terdahulu II - 17