PERENCANAAN MODIFIKASI JEMBATAN KALIMUJUR LUMAJANG MENGGUNAKAN SISTEM CABLE-STAYED SINGLE PLANE CARAKA S. P. 3106 100 063
Latarbelakang Perencanaan jembatan bentang panjang dengan memanfaatkan struktur kabel adalah suatu topik desain yang belakangan ini mendominasi rencana pembangunan jembatan baru. Tantangan ke depan yang dihadapi infrastruktur jembatan di Indonesia adalah pembangunan jembatan yang melintasi sungai-sungai besar dan lembah yang dalam serta penghubung antar pulau Masih minimnya ilmu pengetahuan tentang cable stayed di Indonesia
LokasiProyek LOKASI PROYEK Lokasi Studi
PerumusanMasalah Bagaimana merencanakan jembatan Kalimujur dengan sistem cable-stayed single plane? Rincian permasalahan Bagaimana pre-eliminary design lantai kendaraan struktur jembatan kabel? Bagaimana pre-eliminary design pylon? Bagaimana perencanaan kabel penggantung yang digunakan? Bagaimana metode pelakasanaan struktur jembatan kabel? Bagaiman menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk gambar teknik?
TujuandanManfaat Tujuan : Mendapatkan hasil desain lantai kendaraan untuk struktur jembatan kabel. Mendapatkan hasil desain pylon yang dibutuhkan. Mendapatkan hasil perencanaan kabel penggantung jembatan. Mengetahui metode pelaksanaan yang digunakan di lapangan. Dapat melakukan visualisasi desain dalam bentuk gambaran teknis sesuai dengan hasil perhitungan dan desain. Manfaat Memberi gambaran tentang perencanaan jembatan kabel dengan sistem pola kabel tunggal atau single plane. Dapat digunakan sebagai referensi dalam pengerjaan jembatan sistem kabel tunggal.
BatasanMasalah Perencanaan jembatan tidak memperhitungkan abutment dan gelagar pada sisi sideway/approach. Gelagar dianggap sama dengan gelagar pada bentang utama. Tidak memperhitungkan bangunan bawah jembatan hanya upper structure saja. Perencanaan hanya ditinjau dari segi teknis saja, tidak memperhitungkan analisa waktu dan biaya. Metode pelaksanaan di lapangan tidak membahas analisa saat pelaksanaan.
Metodologi START Pengumpulan data dan literatur : 1. Data umum jembatan, data hidrologi, data tanah. 2. Buku buku yang berkaitan 3. Peraturan peraturan yang berkaitan Preliminary design dan desain lay out jembatan Pendimensian struktur bangunan atas jembatan 1. Merencanakan pylon 2. Menentukan dan merencanakan struktur kabel 3. Merencanakan lantai kendaraan 4. Merencanakan struktur sekunder Menentukan jenis pembebanan pada jembatan : 1. Dasar pembebanan struktur 2. Beban mati 3. Beban hidup 4. Beban angin 5. Beban gempa Analisa struktur utama jembatan 1. Perhitungan gaya-gaya yang bekerja 2. Analisa tegangan pada kabel 3. Pemodelan struktur dengan program bantu A 1
A 1 Kontrol kekuatan pada struktur : 1. Kontrol lendutan 2. Kontrol torsi 3. Displacement 4. Loss prestressed Not OK OK Metode pelaksanaan di lapangan Memvisualisasi hasil perhitungan struktur ke dalam gambar teknis Finish
Preliminary Design Nama jembatan : Jembatan Kalimujur. Lokasi jembatan : Lingkar Selatan Kalimujur, Kabupaten Lumajang, Propinsi Jawa Timur. Panjang jembatan : 320 m. Panjang bentang : 40 + 120 + 120 + 40 m. Lebar jembatan : 21,4 m. Lebar lajur : @ 3,5 m (4/2D). Tinggi bebas : 4 m. Jumlah Pylon : 1 buah Konfigurasi kabel : sistem satu bidang (Single Plane) Material utama : Gelagar box pratekan trapezoidal Kabel baja. Pylon beton bertulang.
Preliminary Design Rencana Box Girder Box pratekan segmental Tinggi box = 3 m Lebar flens atas = 21,4 m Lebar flens bawah = 14,26 m Lebar trotoar = 1,8 m Direncanakan 4 lajur 2 arah (4/2 D). Pylon Jalur Kendaraan (2/2) Trotoar
Preliminary Design Rencana Pylon Beton bertulang Tinggi pylon Dimensi pylon Jarak antar kabel = 52 m = 5 x 2,8 m = 5m Kabel Penggantung Konfigurasi tipe Paralel / Harp Pattern Sistem satu bidang / Single Plane Sudut kemiringan dari garis horizontal : 26,5º Kabel menggunakan tipe ASTM A 416-74 Ø = 15,2 mm Fu = 2050 MPa Pot Memanjang Pot Melintang
Layout Jembatan Pilar Pilar Pilar
Struktursekunder Tiang sandaran Tinggi tiang sandaran = 1,5 m Tebal tiang = 0,25 m Jarak antar tiang sandaran = 2 m Dimensi = 25 x 25 cm γ beton = 24 kn/m 3 f c = 30 MPa Fytulangan = 300 MPa Decking = 40 mm Tul. lentur = 4D10 Tul. Geser = 10-90 Kerb Panjang total jembatan = 320 m Jumlah kerb = 2 buah (kiri-kanan) Dimensi kerb = 20 x 25 cm Beton decking = 20 mm Mutu beton (f c) = 30 Mpa Fy tulangan = 240 Mpa Tulangan yang dipakai = Ø12 mm
Struktursekunder 4Ø10mm Pipa Ø10cm Ø10mm-90 Lantai Kerja Paving Stone 5Ø12 Ø8-200 Jalan Gambar Rencana Struktur Sekunder
Perhitungan pembebanan Beban Mati AnalisaStruktur Tabel 6.3- Perhitungan beban mati No Elemen Berat Jenis Luas (m 2 ) Berat (kg/m) (kg/m 3 ) 1 Box Girder 2500 17,22 43050 2 Box angker 7850 3 x 0,03 706,5 3 Utilitas 10% (1,2) 4376 4 Trotoar+Railing 2650 5 Aspal 2200 (7x2) x 0.05 1540 6 Air Hujan 1000 (7x2) x 0.05 700 Beban Mati = 53022
AnalisaStruktur Perhitungan pembebanan Beban hidup Beban Hidup Merata UDL dari Beban D Bentang jembatan yang direncanakan 320 m. q = 9 (0,5 + 15/320) kpa q = 4,92 kpa = 4,92 kn/m 2 Beban Hidup Garis KEL dari Beban D Besar beban garis yang direncanakan berdasarkan RSNI-26.3.1 adalah 49 kn/m. jembatan terdiri dari 2 jalur dan 4 lajur, setiap jalur memiliki lebar 2@3,5 m, jadi besarnya beban P untuk setiap jalur adalah : P = (49 x 5,5) + (50% x 49 x (7-5,5)) = 306,25 kn/jalur. Untuk bentang menerus, panjang bentang ekivalen diberikan: Dari gambar 6.3 diperoleh DLA sebesar 30%, jadi beban KEL total adalah : P = 1,3 x 306,25 = 398,125 kn/jalur x 2 jalur = 796,25 kn. Faktor beban = 1,8 P = 796,25 x 1,8 = 1433,25 kn
AnalisaStruktur Beban Truk DLA = 30% (truk) T = 112,5 kn T = T (1+DLA) KuTT = 112,5 (1+0,3) 2 = 292,5 kn Beban Hidup Trotoar Berdasarkan BMS 2.3.9 gambar 2.10 dinyatakan besar beban hidup trotoar adalah sebesar 2 kpa untuk luas terbebani 100 m 2 (q = 2 kn/m), dan beban terpusat (p) = 20 kn karena adanya kendaraan ringan yang lewat. Beban Rem Berdasarkan BMS 2.3.7 gambar 2.9 diperoleh untuk bentang 160 m, maka gaya rem yang terjadi sebesar 450 kn. Beban Angin Beban Angin pada Box Girder Gaya nominal dan gaya layan jembatan sangat bergantung kepada kecepatan angin rencana sebagai berikut: T EW = 0,0006 C w V w2 Ab (kn) T EW = 1407,67 kn Beban Angin Tambahan Akibat Kendaraan pada Jembatan Beban angin tambahan akibat kendaraan pada jembatan di hitung berdasarkan rumus 2.7 pada BMS 92 : T ew = 0.0012 Cw (Vw) 2 kn/m T ew = 1,955 kn/m Beban Angin pada Pylon Beban angin yang terjadi pada pylon dihitung berdasarkan Japan International Standart (JIS) menggunakan rumus : W = g C A (kg) = 54,6 / 52 m = 1,05 kn/m
AnalisaStruktur Beban Gempa menggunakan Respon spectrum berdasarkan SNI 1726 Dengan horizontal design spectrum, dan Jenis tanah sedang, Zona gempa 3, Dengan periode gempa 6 detik
AnalisaStruktur Pylon Jalur Kendaraan (2/2) Trotoar Data data desain box f c = 50 MPa Ec = 4700 f c = 4700 50 = 33234,02 MPa ΣAc = 17,22 m 2 = 17220100 mm 2 ΣAc.yb = 25,427 m 3 Ac. yb 25,427 Yb = = = 1,477 m Ac 17,22 Ya = h yb = 3 1,477 = 1,533 m I 23,998 Wa = = = 15,75 m 3 Ya 1,533 I 23,998 Wb = = = 16,25 m 3 Yb 1,477 Wb 16,25 Ka = = = 0,94 m Ac 17,22 Wa 15,75 Kb = = = 0,91 m Ac 17,22 Analisa Tegangan Yang Terjadi Tegangan ijin beton untuk komponen struktur lentur menurut SNI T-12-2004 pasal 4.4.1.2 : Saat transfer / jacking Tekan : s ci = 0.6 f ci direncanakann pada saat umur beton 14 hari. f ci = 0,7 fc = 0,7 x 50 = 35 Mpa Tekan : s ci = 0.6 fci = 0.6 x 35 = 21 Mpa. Tarik : s ti = 0,25 = 0,25 f c = - 1,768 Mpa. Saat service Tekan : s ci = 0,45 f c = 0,45 x 50 = 22,5 Mpa. Tarik : s ti = 0,5 f c= - 3,536 Mpa.
AnalisaStruktur Perhitungan Tendon Tendon atas (segmen 68) Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban pelaksanaan) Menentukan Fo : M g = 122.446.700.000 Nmm F o = 109.929.743,6 N Serat Atas (Tekan) = 6,384 + 9,584-7,773 = 8,195 Mpa < 21 Mpa (OK) Serat Bawah (Tarik) = 6,384-9,29 + 7,534 = 4,628 Mpa > -1,768 Mpa (OK) 6,384 9,584 7,773 8,195 Perhitungan Tendon Tendon atas (segmen 68) Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban pelaksanaan) Menentukan Fo : Md = 122.446.700.000 Nmm Ml = 49.043.700.000 F = 0,85 Fo = 93.440.285 N Serat Atas (Tekan) 5,426 + 8,146-10,886 = 2,686 MPa 22,5 Mpa (OK) Serat Bawah (Tarik) 5,426 7,896 + 10,552 = 8,082 Mpa -3,356 MPa (OK) 5,426 8,146 10,886 2,686 6,384 9,290 7,534 4,628 Gambar Diagram tegangan segmen 68 saat kantilever 5,426 7,896 10,552 8,082 Gambar Diagram tegangan segmen 68 saat service
AnalisaStruktur Perhitungan Tendon Tendon bawah (segmen 81) Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban pelaksanaan) Menentukan Fo : M g = 72.690.300.000 Nmm F o = 58.307.738,1 N Serat Atas (Tekan) = 3,386 4,54 + 4,614 = 3,46 Mpa > - 1,768 Mpa (OK) Serat Bawah (Tarik) = 3,386 + 4,401 4,473 = 3,314 Mpa < 21 Mpa (OK) 3,386 4,54 4,614 3,46 Perhitungan Tendon Tendon Bawah (segmen 81) Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban pelaksanaan) Menentukan Fo : Md = 72.690.300.000 Nmm Ml = 25.266.700.000 F = 0,85 Fo = 49.561.577 N Serat Atas (Tekan) 2,878 3,859 + 6,218 = 5,237 MPa 22,5 Mpa (OK) Serat Bawah (Tarik) 2,878 + 3,741-6,027 = 0,591 Mpa -3,356 MPa (OK) 2,878 3,741 6,218 5,237 3,386 4,401 4,473 3,314 2,878 3,741 6,027 0,591 Gambar Diagram tegangan segmen 81saat service Gambar Diagram tegangan segmen 81 saat kantilever
AnalisaStruktur Perhitungan Tulangan arah memanjang Perhitungan tulangan flens atas (Segmen 68) Mu = 116.710,3 x 10 6 Nmm Øtulangan = 22 mm F c = 50 MPa Fy= 400 MPa Ø = 0,8 Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22 dengan As perlu (144792,4 mm 2 ), dipasang tulangan utama sejarak 150 mm (D22-150). Perencanaan tulangan box akan dicek dengan menggunakan program bantu SAP 2000. Dari program bantu SAP 2000 didapat momen kapasitas sebesar Mn = 83.576.160.076 Nmm. Perhitungan tulangan flens bawah (Segmen 81) Mu = 69.459.200.000 Nmm Dtulangan = 22 mm F c = 50 MPa Fy= 400 MPa Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22 dengan As perlu (165173,6 mm 2 ), dipasang tulangan utama sejarak 150 mm (D22-150 ) Perencanaan tulangan box akan dicek dengan menggunakan program bantu SAP 2000. Dari program bantu SAP 2000 didapat momen kapasitas sebesar Mn = 58.977.224.312 Nmm.
m AnalisaStruktur Perhitungan Tulangan arah melintang Perhitungan tulangan flens atas didapat dari SAP Mu = 15.519.750,39 Nmm Øtulangan = 22 mm F c = 50 MPa Fy = 400 MPa Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22 dengan As perlu (14905,1 mm 2 ), dipasang tulangan utama sejarak 150 mm (D22-150) 4Ø10mm Pipa Ø10cm Ø10mm-90 Lantai Kerja Paving Stone 5Ø12 Ø8-200 Gambar Detail penulangan box Tulangan Melintang Ø22-150 Tulangan Memanjang Ø22-150
AnalisaStruktur Perencanaan Kabel (tendon) Jenis dan karakteristik dari baja pratekan yang digunakan. Diameter = 15,2 mm Luas penampang strand (As) = 181,46 mm 2 f pu = 2050 MPa f pi = 0,7 f pu = 1435 MPa Nominal massa = 1,125 kg/m Min breaking load = 250 kn = 250.000 N Modulus elastisitas baja Es = 200.000 MPa
AnalisaStruktur Tipe Strand Tendon Atas Tipe Strand Tendon Bawah No Remarks Force Diam. Luas fpu fpi Aps Strand mm mm2 mpa mpa mm2 n 1 Aksial Compression 109929.7 2 Self Weight 122446.7 3 segmen Tendon 1 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 4 74 Tendon 2 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 7 segmen Tendon 3 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 8 73 Tendon 4 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 9 segmen Tendon 5 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 10 72 Tendon 6 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 11 Tendon 7 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 segmen 8 12 Tendon 8 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 13 segmen Tendon 9 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 14 71 Tendon 10 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 15 segmen Tendon 11 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 16 70 Tendon 12 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 17 segmen Tendon 13 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 18 69 Tendon 14 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 19 segmen Tendon 15 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 20 68 Tendon 16 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 type VSL 6-27 6-27 6-27 6-27 6-27 6-27 6-27 6-27 No Remarks Force Diam. Luas fpu fpi Aps Strand mm mm2 mpa 0,7mpa mm2 n 1 Aksial Compression 58307.7 2 Self Weight 72690.3 3 segmen Tendon 1 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 4 81 Tendon 2 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 5 segmen Tendon 3 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 6 80 Tendon 4 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 7 Tendon 5 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 segmen 6 8 Tendon 6 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 9 segmen Tendon 7 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 10 79 Tendon 8 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 11 segmen Tendon 9 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 12 78 Tendon 10 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 13 segmen Tendon 11 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 14 77 Tendon 12 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 15 segmen Tendon 13 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 16 76 Tendon 14 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 17 Tendon 15 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 segmen 7 18 Tendon 16 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 19 segmen Tendon 17 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 20 75 Tendon 18 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 21 segmen Tendon 19 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 22 74 Tendon 20 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 type VSL 6-19 6-19 6-19 6-19 6-19 6-19 6-19 6-19 6-19 6-19
Denahtendon padalantaikendaraan Denah Tendon pada Lantai Kendaraan Pilar A1 A2 A3 Pylon Box Angker Tendon Kantilever Tendon Atas Tendon Bawah Wotgalih 3 91 90 89 88 4 87 86 85 84 5 83 82 81 80 6 79 78 77 76 7 75 74 73 72 8 71 70 69 68 Pasirian Denah Tendon Skala 1:150 20 VSL 6-19 @15 strand Angker Mati Pylon 16 VSL 6-27 @27 strand Angker Hidup 88 4 87 86 85 84 5 83 82 81 80 6 Detail A1 : Tendon Bawah Skala 1 : 75 79 78 77 76 7 75 74 74 73 72 8 71 70 69 68 9 92 93 9495 10 96 97 Detail A3 : Tendon Atas Skala 1 : 75 2 VSL 6-19 @15 strand 89 88 4 87 86 85 84 5 83 82 81 80 6 79 78 77 76 7 75 74 73 Detail A2 : Tendon Kantilever Skala 1 : 75
AnalisaStruktur Loss Prestressed Segmen 68 Perpendekan elastis Rangkak Susut Relaksasi baja Total Loss Prestressed = ES + CR + SH + RE = 1,992% + 1,601% + 0,44% + 10,16%= 14,193 %
Kabelpenggantung Struktur kabel adalah struktur utama dalam konstruksi jembatan cable stayed. Kabel-kabel ini memikul berat lantai kendaraan dan beban hidup dari berbagai konfigurasi beban untuk selanjutnya disalurkan ke struktur pylon. Masing-masing kabel diberi gaya tarik (stressing) dahulu sebelum dibebani. Hal ini dimaksudkan untuk mengatur posisi gelagar agar sesuai dengan posisi finalnya sebelum diberi beban hidup. Nomenklatur Kabel
Kabelpenggantung Stressing Kabel dengan Asc pakai Dimana : Berat beban mati = 689,29 kn/m Beban hidup (UDL) = 110,7 kn/m (dari perhitungan analisa struktur) Beban KEL = 1433,25 kn Asumsi P angker = 5 kn Kabel pakai W = (689,29 x 10m) + (110,7 x 10m) + 1433,25 + 5 = 9438,13 kn N kabel = Asc 0 / As = Asc 0 / 143,3 mm 2 Kabel Jumlah Asc Gaya Angker Strand (mm2) Tarikan L1/R1 72 91 13040.3 16318.78 L2/R2 28 31 4442.3 5906.286 L3/R3 27 31 4442.3 5500.66 L4/R4 30 31 4442.3 5935.303 L5/R5 35 37 5302.1 7148.423 L6/R6 34 37 5302.1 6729.513 L7/R7 30 31 4442.3 5935.303 L8/R8 28 31 4442.3 5706.571 L9/R9 31 37 5302.1 6723.632
Perhitungan Angker kabel Kabelpenggantung Angker kabel yang dipasang, sesuai dengan jumlah strand kabel yang telah dihitung. Perhitungan angker ini meliputi cek tegangan beton saat stressing serta kebutuhan tulangan melintang dan tulangan pecah (spalling). H A b A b Tabel 7.14 Dimensi angker Angker 31 37 61 91 D & (mm) 280 300 380 450 B (mm) 480 530 660 810 D B Kabel Angker B/H Tulangan Melintang Spalling P(kN) Tpencar (N) As (Ø12) n 2% P (kn) AS (UØ12) n L1/R1 91 0.81 16319 775142.2 1937.86 9 326.376 815.94 8 L2/R2 31 0.60 5906.3 590628.6 1476.57 7 118.126 295.31 3 L3/R3 31 0.60 5500.7 550066 1375.17 7 110.013 275.03 3 L4/R4 31 0.60 5935.3 593530.3 1483.83 7 118.706 296.77 3 L5/R5 37 0.663 7148.4 603148.2 1507.87 7 142.968 357.42 4 L6/R6 37 0.663 6729.5 567802.7 1419.51 7 134.590 336.48 3 L7/R7 31 0.60 5935.3 593530.3 1483.83 7 118.706 296.77 3 L8/R8 31 0.60 5706.6 570657.1 1426.64 7 114.131 285.33 3 L9/R9 37 0.663 6723.6 567306.5 1418.27 7 134.473 336.18 3
Pylon Tabel 8.1 Momen yang terjadi pada pylon Stage Element Momen yang terjadi (knm) I/J Min I/J Max 4 20 J 3.695E-09 I -129278.9 20 21 J -59782.7 I -71134.5 36 22 I -57531.6 J -58366 36 23 J -50141.9 I -56311.7 36 24 J -22383.4 I -38844.9 36 48 I -54424.1 J -57531.6 36 49 J -56311.7 I -58366 36 50 J -38844.9 I -50141.9 36 51 J -778.7 I -22383.4 Tabel 8.2 Gaya axial yang terjadi pada pylon Stage Element Axial Load (kn) I J 40 20 94082,2 90787,2 21 72564,2 70916,7 22 54480,8 52833,3 23 34473,6 32826,1 24 16018,0 14370,5 48 63542,4 61894,9 49 45255,7 43608,2 50 24689,0 23041,5 51 8581,6 6934,1 Pot Memanjang Pot Melintang
Penulangan pylon Tulangan Utama Pylon Menggunakan program bantu PCAcol Dari PCACol didapat rasio tulangan sebesar =1,45% ρ pakai = 1,45% x Ag = 1,45% x 1,4.10 7 = 203000 mm 2 Digunakan tulangan 248D32 (As = 199453,43 mm 2 ) Sengkang Ø22 (As = 380,1 mm 2 ) Lebar decking = 80 mm Tulangan Geser Dipakai tulangan geser D22-600 mm. Tulangan Praktis Pemasangan tulangan praktis dengan cara pengkaitan tulangan longitudinal tepi ke tulangan dalam, dan tulangan tepi ke tepi. Menggunakan tulangan D22, dengan diameter lengkungan sebesar 6d b = 6 x 22 = 132 mm, dengan spasi antar tulangan praktis 300 mm.
Pylon P ( kn) 400000 (Pmax) Denah penulangan fs=0 fs=0.5fy 1-180000 9 5 6 3 7 4 8 2 180000 Mx (kn-m) -100000 (Pmin) Diagram Interaksi Panjang tulang pengait
Pylon Perhitungan Angker kabel Angker kabel yang dipasang, sesuai dengan jumlah strand kabel yang telah dihitung. Perhitungan angker ini meliputi cek tegangan beton saat stressing serta kebutuhan tulangan melintang dan tulangan pecah (spalling). H A b A b Tabel 7.14 Dimensi angker Angker 31 37 61 91 D & (mm) 280 300 380 450 B (mm) 480 530 660 810 D B Kabel Angker P(kN) B Tulangan Melintang Spalling H (mm) (mm) Tpencar (N)As(Ø16) n 2% P (kn) AS (UØ16) n L1/R1 91 16318.78 810 1200 1325901 3314.75 9 326.376 815.94 5 L2/R2 31 5906.286 480 800 590628.6 1476.57 4 118.126 295.31 2 L3/R3 31 5500.66 480 800 550066 1375.17 4 110.013 275.03 2 L4/R4 31 5935.303 480 800 593530.3 1483.83 4 118.706 296.77 2 L5/R5 37 7148.423 530 800 603148.2 1507.87 4 142.968 357.42 2 L6/R6 37 6729.513 530 800 567802.7 1419.51 4 134.590 336.48 2 L7/R7 31 5935.303 480 800 593530.3 1483.83 4 118.706 296.77 2 L8/R8 31 5706.571 480 800 570657.1 1426.64 4 114.131 285.33 2 L9/R9 37 6723.632 530 800 567306.5 1418.27 4 134.473 336.18 2
GambarAngker Tul. Lentur Gelagar Tul. Lentur Gelagar Flens Atas Gelagar Box Tul. Pecah 4Ø12-150 Flens Atas Gelagar Box Tul. Pecah 8Ø12-150 Tul. Melintang 8Ø12 Tul. Melintang 10Ø12 DETAIL ANGKER 31 STRAND Angker Pada Box DETAIL ANGKER 91 STRAND DETAIL A : ANGKER 31 SKALA 1:100 DETAIL B : ANGKER 37 SKALA 1:100 Angker Pada Pylon DETAIL C : ANGKER 91 SKALA 1:100
Analisadinamik Analisa dinamis ini meliputi analisa stabilitas aerodinamis yaitu vortex-shedding (yang berkaitan langsung dengan efek psikologis) dan flutter. f B = = 1,848 Hz f T = = 7,831 Hz Efek Vortex-Shedding Vortex-shedding adalah osilasi gaya akibat pusaran angin atau turbulensi. Pada kecepatan angin tertentu yang disebut kecepatan kritis, akan terjadi vortex-shedding. Untuk mendapatkan kecepatan kritis yang akan menyebabkan vortex-shedding, digunakan persamaan angka Strouhal (S). Penurunan logaritmik (koefisien peredaman) ditentukan berkisar 0,05 [Walther, 1999]. Fleksibilitas lantai kendaraan didefenisikan sebagai rasio antara beban dan deformasi yang yang dihasilkan. Berat sendiri lantai kendaraan yaitu berat box girder adalah : 43050 kg/m atau 430,5 kn/m. π F vˆ = o vmax δ m π 899,1 3 = 0,088 10 3 0,05 430,5 10 = 11,55 mm
Analisadinamik Amplitudo getaran sebesar 11,55 mm dengan frekuensi sebesar fb = 1,848 Hz, masuk dalam zona accaptable (zona A), berikut gambar grafik berikut [Walther,1999] : Percepatan sebesar 1,56 m/s 2 dengan frekuensi 1,848 Hz masuk dalam zona accaptable (zona A). Hal ini dapat dilihat dari grafik berikut [Walther, 1999] :
Analisadinamik Efek Flutter Fenomena flutter terjadi jika muncul ayunan lentur dan ayunan torsi akibat terpaan angin, dan keduanya memilik perbedaan fase sebesar π/2. Pada kecepatan angin tertentu yang disebut kecepatan kritis, akan menghasilkan efek ini. Gabungan antara ayunan lentur dan ayunan torsi ini semakin lama akan semakin besar walaupun kecepatan kritis tetap dan akan menyebabkan runtuhnya struktur (Walther, 1999).
Analisadinamik Untuk mendapatkan kecepatan kritis teoritis, digunakan metode Klöeppel, yang didasarkan pada teori Theodorsen yang meneliti efek flutter pada sayap pesawat. Metode ini menggunakan grafik berikut (Walther, 1999): V crit actual = h x Vcrit act = 0,264 x 2442,38 = 645 km/jam Hal ini berarti, bila angin di lapangan bertiup dengan kecepatan 645 km/jam, maka akan mulai terjadi efek flutter. Sedangkan untuk perencanaan, telah digunakan kecepatan angin 50-60 km/jam, sehingga analisa efek flutter memenuhi.
Metodepelaksanaan Metode pelaksanaan konstruksi jembatan cable stayed ini dibuat kantilever bebas dan dipengaruhi langsung oleh beban form traveller. Metode analisis struktur dibuat dengan metode cantilevering procedure melalui forward process analysing. Dimulai dari awal hingga sampai akhir di perletakan. Pylon Balok Peluncur Traveler Form Tendon Kantilever Pylon Pemasangan kabel Tendon Kantilever Pylon Kabel Penggantung Tendon Kantilever Tendon Bawah
Metodepelaksanaan Dengan langkah langkah sebagai berikut Pendirian pylon, abutment, pier dan dapat menahan beban sendiri Pemasangan box girder pertama di kanan kiri bentang segmen 68/9 di tengah bentang. Box langsung dapat menahan beban sendiri. Tendón kantilever dipasang. Dilanjutkan pemasangan box secara bertahap dan pada segmen 8, 74, 7, 78, 6, 82, 5, 86, dan 4 kabel penggantung mulai di pasang dan dihubungkan dengan pylon. Stressing kabel L1/R1 (segmen 8) sebesar 16318,78 kn. Stressing kabel L2/R2 (segmen 74) sebesar 5906,286 kn. Setelah pemasangan kabel L2/R2, mulai pemasangan tendón bawah yang dipasang sampai segmen 81. Tendón kantilever terus dipasang. Stressing kabel L3/R3 (segmen 7) sebesar 5500,66 kn. Stressing kabel L4/R4 (segmen 78) sebesar 5935,303 kn. Stressing kabel L5/R5 (segmen 6) sebesar 7148,423 kn. Stressing kabel L6/R6 (segmen 82) sebesar 6729,513 kn. Stressing kabel L7/R7 (segmen 5) sebesar 5935,303 kn. Stressing kabel L8/R8 (segmen 86) sebesar 5706,571 kn. Stressing kabel L9/R9 (elemen 4) sebesar 6723,632 kn. Setelah pemasangan kabel terakhir (L9/R9) diteruskan pemasangan box sampai pada sisi approach dan diteruskan hingga ke perletakan
Kesimpulan Panjang total jembatan 320m = 40+120+120+40 m Hasil analisa struktur didapatkan desain rencana struktur seperti lantai kendaraan berupa box girder pratekan dengan menggunakan tendon lurus yang terletak di flens atas dan flens bawah dengan lebar 21,4 m 4 lajur 2 arah (4/2D). Konfigurasi kabel penopang berupa Harp pattern berjumlah 9 kabel penopang yang masing masing jarak antara kabel penopang sebesar 20 m dari pylon dan tiap 10 m arah horizontal, 10 m dari permukaan lantai kendaraan dan selanjutnya 5 m arah vertikal dengan membentuk sudut sebesar 26,5º dari horizontal. Desain pylon berupa beton bertulang dengan penampang pylon sebesar 5 x 2,8 m dengan tinggi pylon setinggi 52 m dari permukaan lantai kendaraan. Hasil analisa stabilitas aerodinamis menunjukkan frekuensi alami (lentur (fb) = 1,848 Hz dan torsi(ft) = 7,831 Hz), efek vortex-shedding masuk kategori daerah A (dapat diterima) dan Efek flutter menghasilkan Vcritical actual = 645 km/jam Vangin renc = 60-80 km/jam artinya ayunan/flutter sudah aman. Lendutan maksimum pada tengah bentang sebesar 87 mm
Saran Banyaknya macam konfigurasi beban kalau perlu ditambah untuk antisipasi keadaan yang memungkinkan terjadi di masa depan. Ketelitian dalam menghitung berat beban pelaksanaan (form traveller) perlu diperhatikan, karena beratnya menentukan perilaku struktur saat pelaksanaan konstruksi. Untuk proyek yang sebenarnya, analisa dinamis yang ditinjau tidak cukup hanya Untuk proyek yang sebenarnya, analisa dinamis yang ditinjau tidak cukup hanya dengan perhitungan manual saja, tetapi harus menggunakan model penuh menggunakan terowongan angin agar diketahui lebih akurat mengenai perilaku aerodinamis struktur.