MENGGUNAKAN STRUKTUR JEMBATAN BUSUR Oleh : Faizal Oky Setyawan 3105100135
PENDAHULUAN TINJAUAN PUSTAKA METODOLOGI HASIL PERENCANAAN
Latar Belakang Dalam rangka pemenuhan dan penunjang kebutuhan transportasi pada Proyek Pembangunan Jalan Lintas Selatan Jawa Timur. Sungai memiliki bentuk lereng yang tidak terlalu curam sehingga akan sulit jika di buat lantai kendaraan di atas dengan rangka busur di bawah. Dari bentuk arsitektural bentuk busur juga menambah nilai estetika jembatan. Pemilihan bahan dari baja karena bahan tersebut memiliki kekuatan cukup tinggi untuk menahan kuat tarik dan tekan tanpa membutuhkan banyak volume.
PERMASALAHAN 1. Bagaimana mendesain lay out awal struktur jembatan? 2. Bagaimana menentukan jenis pembebanan yang akan digunakan dalam desain? 3. Bagaimana merencanakan profil yang akan dipakai pada struktur atas jembatan? 4. Menganalisa perhitungan kekuatan profil terhadap gaya dalamnya? 5. Mengontrol desain profil terhadap kekuatan dan kestabilan struktur dengan bantuan program SAP? 6. Bagaimana mendesain pilar dan pondasi jembatan? 7. Bagaimana menuangkan hasil bentuk desain dan analisa ke dalam bentuk gambar teknik?
TUJUAN 1. Dapat mendesain lay out awal struktur jembatan 2. Menentukan jenis pembebanan yang akan digunakan dalam desain 3. Merencanakan profil yang akan dipakai pada struktur atas jembatan 4. Menganalisa perhitungan kekuatan profil terhadap gaya dalamnya 5. Mengontrol desain profil terhadap kekuatan dan kestabilan struktur dengan bantuan program SAP 6. Dapat mendesain pondasi jembatan. 7. Dapat menuangkan hasil bentuk desain dan analisa ke dalam bentuk gambar teknik
BATASAN MASALAH 1. Permasalahan ini hanya ditinjau dari aspek teknik saja dan tidak dilakukan analisa dari segi biaya dan waktu. 2. Perencanaan tidak memantau aspek metode pelaksanaan pembangunan struktur jembatan. 3. Perhitungan sambungan dibatasi pada bagian-bagian tertentu yang dianggap mewakili keseluruhan. 4. Perhitungan perencanaan dibatasi pada struktur jembatan rangka dan pilar sedangkan jembatan beton komposit digunakan sebagai beban pada pilar sesuai standar yang dikeluarkan BMS 1992 dan kepala jembatan tidak direncanakan. 5. Perencanaan ini tidak memperhitungkan kondisi beban pada waktu metode pelaksanaan. BACK
BAGIAN-BAGIAN UTAMA DARI JEMBATAN BUSUR : Deck Girder bagian ini yang menerima langsung beban lalu lintas dan melindungi terhadap keausan. Batang Lengkung Batang lengkung merupakan bagian dari struktur yang memikul beban di sepanjang jembatan. Pier / Collumn Struktur bagian bawah jembatan yang berfungsi menyangga deck langsung dan menyalurkan beban-beban yang diterima oleh deck kebagian pondasi. Kepala Jembatan (Abutment) Suatu bangunan yang meneruskan beban mati dan beban hidup dari bangunan atas dan tekanan tanah ke tanah pondasi
BERDASARKAN LETAK LANTAI KENDARAANNYA JEMBATAN BUSUR DAPAT DIBAGI MENJADI 3 TIPE : Deck Arch Through Arch Half-Through Arch BACK
Dalam perencanaan jembatan Malangsari ini akan mengacu pada peraturan : Bridge Management System (BMS 1992), RSNI T-02-2005 untuk pedoman pembebanan. AISC- LRFD untuk perhitungan struktur atas jembatan yang terbuat dari baja. SNI 03-2847-2002
PEMBEBANAN : Berat Sendiri (RSNI T Psl 5.2) Beban Tetap Tekanan Tanah (RSNI T Psl 5.4.2) Beban Mati Tambahan (RSNI T Psl 5.3) Beban Lajur D (RSNI T Psl 6.3.1 ) Beban Lalu- Lintas BebanTruk T (RSNI T Psl 6.4.1 ) Gaya Rem (RSNI T Psl 6.7 ) Beban Pejalan Kaki (RSNI T Psl 6.9 ) Beban Angin (RSNI T Pasal 7.6) Aksi Lingkungan Beban Gempa (RSNI T Pasal 7.7)
BACK
METODOLOGI Dalam penyusunan tugas akhir ini, langkah-langkah yang dilakukan dimulai dari pengumpulan data perencanaan. Dengan data tersebut jembatan dapat di rencanakan dengan bentuk baru namun dengan lokasi, kondisi tanah dan hidrologi dari lokasi sebenarnya. Langkah selanjutnya adalah mendesain awal jembatan.
Bagan Alir Perencanaan Struktur Jembatan
DATA PERENCANAAN : Struktur Jembatan : Jembatan rangka busur tipe through arch (100m) Jembatan beton komposit (15m) di sisi kanan-kiri jembatan rangka. Lebar : 10 m Tinggi : 29,35 m Tinggi Bebas : 27.5 m Struktur Utama : baja Data Bahan : Kekuatan Beton Tekan ( f c) : 35 Mpa Tegangan Leleh Baja ( fy ) : 360 Mpa Mutu Profil Baja BJ 41 Tegangan Leleh : 250 Mpa Tegangan Putus : 410 Mpa
Bagan Alir Perencanaan Struktur Atas Jembatan BACK
PENULANGAN LANTAI KENDARAAN 1. ARAH MELINTANG Data Perencanaan : f c = 35 MPa fy = 360 MPa Decking beton = 40 mm Ø tulangan rencana = 16 mm dipakai : tulangan D16 150 (As = 1.407 mm2) 2. ARAH MEMANJANG dipakai tulangan D10 200 (As = 392,5 mm2 )
PERENCANAAN GELAGAR MEMANJANG Untuk perencanan gelagar memanjang dipilih profil WF dengan dimensi : 400 x 300 x 9 x 14 Data data profil : A = 118,27 cm2 ; ix = 17,2 cm ; Zx = 1758 cm3 g = 92,8 kg/m ; iy = 7,32 cm ; Zy = 420 cm3 d = 400 mm ; Ix = 35163 cm4 b = 300 mm ; Iy = 6302 cm4 tf = 14,00 mm ; Sx = 1740 cm3 tb = 9,00 mm ; Sy = 418 cm3
PERENCANAAN GELAGAR MELINTANG Untuk perencanan awal gelagar melintang segmen 0 8 dipilih profil : WF 900 x 300 x 18 x 34 Data data profil : g = 286 kg/m ; Ix = 498.000 cm4 A = 364 cm2 ; Iy = 15.700 cm4 ix = 37 cm ; Zx = 12.221 cm3 iy = 6,56 cm ; Zy = 1.619 cm3 d = 912 mm ; Sx = 10.900 cm3 b = 302 mm ; Sy = 1.040 cm3 t f = 34 mm t w = 18 mm
PERENCANAAN GELAGAR MELINTANG Untuk perencanan awal gelagar melintang segmen 9 11 dipilih profil : WF 933 x 423x 24 x 42,67 Data data profil : g = 446 kg/m ; Ix = 844600 cm4 A = 568,8 cm2 ; Iy = 47730 cm4 Ix = 38,53 cm ; Sx = 18112,8 cm3 Iy = 9,47 cm ; Sy = 2410,9 cm3 d = 933 mm ; t f = 42,67 mm b = 423 mm ; t w = 24 mm
KONSTRUKSI PEMIKUL UTAMA Batang diagonal : WF 458 x 417 x 30 x 50 : WF 400 x 300 x 9 x 14 Batang vertikal : WF 400 x 300 x 9 x 14 Batang busur bawah : WF 458 x 417 x 30 x 50 : WF 498 x 432 x 45 x 70 Batang busur atas : WF 458 x 417 x 30 x 50
KONSTRUKSI IKATAN ANGIN IKATAN ANGIN ATAS Batang diagonal : WF 200 x 200 x 8 x 12 Batang vertikal : WF 200 x 200 x 8 x 12 IKATAN ANGIN BAWAH Batang diagonal : WF 150 x 100 x 6 x 9 BALOK PORTAL AKHIR : WF 400 x 300 x 12 x 25 KOLOM PORTAL AKHIR : 458 x 417 x 30 x 50
PERENCANAAN SAMBUNGAN Alat sambung yang digunakan adalah : Las sudut Baut mutu tinggi (HSB) yang perencanaannya Berdasarkan AISC LRFD. Baut tipe gesek (HTB) Tabel 8.1 Gaya tarik baut minimum Diameter nominal baut (mm) Gaya tarik minimum (KN) 16 95 20 145 24 210 30 335 36 490
PERLETAKAN SENDI (ENGSEL) Dari hasil perhitungan didapatkan : S1 = tinggi pelat penumpu atas sendi = 15 cm S2 = tebal pelat pemumpu perletakan= 5 cm S3 = tebal pelat penyokong vertikal = 5 cm S4 = tebal pelat vertikal penumpu = 4,5 cm S5 = tebal pelat lengkung penumpu = 3 cm
PERLETAKAN ELASTOMER Durometer hardness IRHD 70 Shear modulus (G) = 1,2 MPa Bulk modulus (B) = 2.000 MPa Panjang perletakan (a) = 480 mm Lebar perletakan (b) = 380 mm Tebal selimut (tc) = 6 mm Tebal lapis dalam (t1) = 6 mm Tebal pelat baja (ts) = 5 mm Jumlah lapis karet dalam (n) = 3 Tebal total elastomer (T) = 73 mm Side cover thickness (tsc) = 10 mm
I b tc t 1 t 1 tsc Section I - I ts I a
Bagan Alir Perencanaan Struktur Bawah Jembatan BACK
Analisa Data Tanah Lapisan Tanah dan Kedalaman SPT γ φ qu (m) (N) (Kn/m 3 ) (t/m 3 ) Dunham Osaki kpa (kg/cm 2 ) Lanau Kelempungan( 0-6) Lanau Kelempungan( 6-12) 7 16,22 1,62 34,16 26,83 37,2 0,38 10 16,89 1,69 35,95 29,14 44,1 0,45 Pasir Kasar Sedikit Lanau (12-14) 14 14,63 1,46 37,96 31,7 - - Pasir Kasar Sedikit Lanau (14-16) 23 18,84 1,88 41,61 36,45 - - Pasir Kasar + Batu (16-20) 60 23 2,3 51,83 49,64 - -
PERENCANAAN PILAR Beban yang dipikul oleh pilar, antara lain : W1 = Beban dari jembatan beton komposit sepanjang 15m disisi kanan dan kiri jembatan busur rangka W2 = Beban dari lantai kendaraan segmen 9-11 jembatan busur rangka W3 = Beban dari jembatan busur rangka
Dimensi Balok : Anak Atap Melintang Atap Memanjang Atap Melintang Lantai Memanjang Lantai Kolom Atas Kolom Bawah 250 x 400 mm 300 x 500 mm 700 x 1000 mm 1500 x 2000 mm 1500 x 2000 mm 1000 x 1000 mm 1500 x 1500 mm
PERHITUNGAN DAYA DUKUNG TIANG KELOMPOK Dari Spesifikasi Wika Pile Classification ( Daya Dukung Pondasi Dalam oleh Dr. Ir. Herman Wahjudi) direncanakan tiang pancang beton dengan : Diameter : 60 cm Tebal : 10 cm Tipe : C fc : 600 kg/cm2 Allowable axial : 211,60 ton Bending moment crack : 29,00 tm Bending moment ultimate : 58,00 tm Gambar 9.7 Konfigurasi Tiang Group
PENULANGAN POER Digunakan tulangan D32-100 mm untuk tulangan lentur (As = 72.346 mm2) Digunakan tulangan D29-150 mm untuk tulangan pembagi (As = 36.926 mm2) Tulangan geser praktis D19 400 mm
LITERATUR : RSNI T-02-2005 Bridge Management System (BMS 1992) Bridge Engineering ( J. S. Alagia ) Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung Menggunakan Metode LRFD (ITB, 2000) Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi (Dr. Ir. Suyono Sosrodarsono, Kazuto Nakazawa, 2000) Daya Dukung Pondasi Dalam (Dr. Ir. Herman Wahyudi, 1999) BACK