BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjaun Umum Jembatan adalah suatu struktur yang melintasi suatu rintangan baik rintangan alam atau buatan manusia (sungai, jurang, persimpangan, teluk dan rintangan lain) dan mempunyai ukuran panjang total lebih dari 2 meter (sumber: BMS 1993). Jembatan merupakan bagian yang penting dalam suatu sistem jaringan jalan karena pengaruhnya sangat besar yang berarti bila jembatan itu runtuh atau jika tidak berfungsi dengan baik. Jembatan merupakan struktur yang melintasi sungai atau penghalang lalu lintas lainnya, maka keruntuhan jembatan akan mengurangi atau menahan lalu lintas, yang akibatnya mengganggu kenyamanan masyarakat berlalu lintas dan terganggunya hubungan perekonomian. Jembatan adalah penghubung yang penting pada Jaringan Jalan dan mewakili suatu investasi yang besar. Indonesia mempunyai kurang Iebih 25.000 jembatan dan penyeberangan lain pada jalan Nasional dan Propinsi, dan lebih dari 60.000 pada jalan lokal dan jalan kota. Pengelolaan yang sehat jembatan ini dan penggunaan dana yang optimum untuk pemeliharaan, perbaikan dan penggantian adalah penting untuk pembangunan dan kelangsungan hidup transportasi dan infrastruktur telekomunikasi di Indonesia. Tingkat pelayanan suatu jembatan terhadap lalu lintas diatasnya cenderung menurun dari waktu ke waktu seiring dengan menurunnya kondisi jembatan tersebut yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain faktor beban yang terus menerus berulang (Cycling load), beban berlebih (Overload), pengaruh lingkungan atau karena perubahan perilaku sungai di bawahnya. Namum demikian dalam pelayanannya kadang-kandang terganggu karena umur pelayanannya dan tidak sesuai dengan yang direncanakan. Umur pelayanan yang berkurang tersebut diakibatkan oleh beberapa faktor : JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 1
1) Desain jembatan yang dibangun tahun 80-an tidak dapat mengakomodasi perkembangan beban lalu lintas untuk tahun 2000-an sampai sekarang. 2) Kondisi pelaksanaan pekerjaan yang jauh dari spesifikasi yang disyaratkan karena lemahnya pengawasan dan atau kondisi lapangan yang tidak memungkinkan. 3) Adanya kelebihan beban yang terjadi akibat model-model kendaraan berat baru dengan konfigurasi sumbu dan bak pengangkut barang yang melebihi standar pembebanan jembatan yang ada atau tidak sesuai tekanan gandar kendaraan antara muatan (yang melebihi) dengan standar perhitungan yang telah ditentukan karena lemahnya pengawasan lalulintas angkutan dari pihak terkait. 2.2 Jenis Jembatan Jembatan harus direncanakan dengan menggunakan jenis struktur dan bahan konstruksi yang tepat sehingga dicapai optimalisasi perencanaan sesuai dengan fungsinya. Jenis jembatan bermacam-macam dilihat dari bentuk dan fungsi pemakaiannya, namun secara garis besar jenis jembatan dapat dibedakan atas : 2.2.1. Klasifikasi jembatan menurut material jembatan Klasifikasi jembatan menurut material yang digunakan dibedakan atas bahan yang dominan dipergunakan, terutama bahan sebagai struktur utama Banguan Atas (Gelagar Induk), sebagai berikut: 2.2.1.1 Jembatan Kayu. Jenis jembatan ini bangunan atasnya terbuat dari bahan balok kayu sebagai gelagar jembatan dan papan sebagai struktur lantai kendaraan. Bahan kayu yang digunakan harus awet, kekuatan dan tahan terhadap air dan cuaca. Bentuk struktur dari jembatan kayu biasanya berupa: Jembatan Rangka Batang Kayu dan Jembatan Gelagar biasa yang biasanya digunakan pada jembatan bentang pendek. Alat sambung yang digunakan untuk sambungan antara elemen jembatan digunakan Baut Biasa dengan pelat simpul dari pelat baja. JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 2
Gambar 2.1 Jembatan Gelagar Kayu 2.2.1.2 Jembatan Pasangan Batu/Bata. Jembatan jenis ini seluruh struktur baik struktur bawah (Sub structrure) dan struktur atas (Super structure) dibuat dari pasangan batu kali atau bata merah yang merupakan jenis jembatan dengan struktur sistim grafitasi yang kekuatannya mengandalkan dari berat struktur. Bentuk dari jembatan ini sebagian besar berbentuk struktur lengkung dibagian bentang yang harus menahan beban utama seperti pada gambar berikut: Gambar 2.2 Jembatan Pasangan Batu/Bata JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 3
2.2.1.3 Jembatan Beton. Jembatan dengan material beton banyak digunakan dan perkembangan teknologi jembatan beton sangat pesat baik teknologi strukturnya maupun cara pelaksanaannya. Jembatan dengan material beton sering dilaksanakan dengan cara pengecoran ditempat atau dengan beton pracetak. Tipe jembatan beton ini antara lain: Jembatan Monolit, Jembatan Prategang dan Jembatan Komposit. Gambar 2.3 Jembatan beton 2.2.1.4 Jembatan Baja. Jembatan dengan material baja merupakan jembatan yang juga banyak digunakan disamping jembatan dengan material beton. Jembatan jenis ini bermacam-macam tipe dan bentuknya seperti: Jembatan Gelagar Biasa, Jembatan Gelagar Box, Jembatan Gelagar Plat Girder, Jembatan Rangka Batang dan Jembatan Gantung yang penggunaannya sangat tergantung dari bentang jembatan. JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 4
Gambar 2.4 Jembatan Baja 2.2.2. Klasifikasi jembatan menurut kegunaan 2.2.2.1 Jembatan Kereta Api. Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan jalan kereta api yang berbentuk Rel yang melintasi rintangan seperti sungai atau jalan lain untuk dilewati Kereta Api. Gambar 2.5 Jembatan Kereta Api JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 5
2.2.2.2 Jembatan Lalu-lintas Jalan Raya. Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan jalan raya yang terputus oleh rintangan seperti sungai, jurang, persimpangan, teluk dan rintangan lain untuk dilewati lalu-lintas kendaraan. Gambar 2.6 Jembatan Jalan Raya 2.2.2.3 Jembatan Penyeberangan Orang (JPO). Jembatan yang digunakan untuk penyeberangan orang pejalan kaki yang melintasi jalan raya, jalan kereta api dan sebagainya. Gambar 2.7 Jembatan Penyeberangan Orang (JPO) JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 6
2.2.2.4 Jembatan Pelintasan Instalasi (Pipa, Saluran Air, Kabel dll). Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan Saluran Air, Pipa gas, Pipa minyak, Kabel Aliran Listrik dan sebagainya yang melintasi rintangan. Dan biasanya jembatan ini didekatkan dengan jembatan lintasan lalu-lintas agar mudah dalam perawatan dan inspeksi. 2.2.3. Klasifikasi jembatan menurut bentuk struktur Berdasarkan pada bentuk atau tipe struktur jembatannya, dibedakan dari bentuk struktur gelagar induknya yaitu Gelagar yang menopang seluruh elemen struktur jembatan dan mentransfer seluruh beban struktur yang langsung berhubungan dengan bangunan bawah. Adapun bentuk struktur jembatan terdiri atas: 2.2.3.1 Jembatan Balok Biasa. Jembatan ini digunakan pada jembatan dengan bentang pendek sampai sedang dan beban hidup yang lewat relative kecil (Jembatan Penyebrangan Orang dan sebagainya). Gelagar induk jembatan ini merupakan struktur balok biasa yang menumpu pada kedua abutment dengan susunan struktur ; Gelagar Induk-Pelat Lantai Kendaraan, dengan dilengkapi Tiang Sandaran (non struktur), seperti pada jembatan gelagar biasa dengan material kayu.atau baja seperti pada gambar berikut : Gambar 2.8 Jembatan Balok Biasa JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 7
2.2.3.2 Jembatan Beton Monolit. Merupakan Jembatan Beton bertulang yang antara gelagar induk dan pelat lantai kendaraan dicor bersamaan dan menyatu sebagai Balok T Seluruh struktur yang terdiri dari balok dan pelat lantai, yang juga sering diantara balok dipasang balok diafragma menopang seperti gambar berikut: Gambar 2.9 Jembatan Beton Monolit 2.2.3.3 Jembatan Komposit. Jembatan dengan jenis ini gelagar induknya merupakan paduan dari dua jenis material yaitu balok profil baja dengan pelat lantai beton bertulang yang dihubungkan dengan penghubung gesar (Shear connector), Jenis jembatan ini sering digunakan ada jembatan dengan bentang relatif panjang, yang efektif adalah dari bentang 15 meter sampai dengan 30 meter dan biasanya digunakan pada struktur dengan balok diatas dua bentang (simple Beam). JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 8
Gambar 2.10 Jembatan Komposit 2.2.3.4 Jembatan Prategang. Beton prategang merupakan peningkatan dari struktur beton bertulang, yaitu dengan menambahkan perkuatan tendon. Pengaruh dari tendon ini adalah meningkatkan tegangan tekan internal balok dan mengurangi atau menghilangkan tegangan tarik saat balok dibebani. Gaya prategang dapat diaplikasikan pada beton yang dicor ditempat (cast in situ) maupun pada elemen struktur beton pracetak. Jembatan ini sering digunakan pada jembatan dengan bentang yang relatif panjang, seperti yang terlihat pada gambar Jembatan Layang Mono rell berikut: Gambar 2.11 Jembatan Prategang JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 9
2.2.3.5 Jembatan Gelagar Pelat Girder. Jenis jembatan ini sering digunakan pada jembatan jalan KA dengan bentang sedang. Struktur gelagar induk jembatan merupakan balok profil dari pelat baja dengan tebal tertentu yang disusun untuk menopang gelagar melintang dan memanjang dengan bentuk struktur seperti gambar berikut: Gambar 2.12 Jembatan Gelagar Pelat Girder 2.2.3.6 Jembatan Rangka Batang. Struktur jembatan rangka batang merupakan rangkaian profil baja yang disusun membentuk rangka jembatan. Struktur jembatan rangka batang dengan material profil-profil baja digunakan pada jembatan dengan bentang yang relatif panjang seperti gambar berikut: Gambar 2.13 Jembatan Rangka Batang JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 10
2.2.3.7 Jembatan Gantung. Jembatan gantung merupakan struktur jembatan yang terdiri dari struktur penopang yang berupa tiang (pilar atau menara) untuk menahan kabel penggantung sepanjang bentang jembatan, dimana kabel sebagai struktur utama yang menstranfer seluruh beban ke bagian bawah jembatan yang berupa abutmen, penjangkar kabel dan tiang penopang. Seluruh kabel diikat dan ditopangkan pada Penjangkar kabel dan tiang penopang utama, seperti pada gambar berikut : Gambar 2.14 Jembatan Gantung 2.2.3.8 Jembatan Tipe Lain (jembatan pelengkung dan kombinasi). Jembatan tipe lain seperti jembatan pelengkung tiga, jembatan kombinasi dari struktur yang ada. 2.2.4. Klasifikasi jembatan menurut kelas muatan Bina Marga 2.2.4.1 Jembatan Kelas Standar (A/I) : Merupakan jembatan kelas standar dengan perencanaan 100 % muatan T dan 100 % muatan D. Dalam hal ini lebar jembatan adalah (1,00 + 7,00 + 1,00) meter. JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 11
2.2.4.2 Jembatan Kelas Sub Standar (B/II) : Merupakan jembatan kelas standar dengan perencanaan 70 % muatan T dan 70 % muatan D. Dalam hal ini lebar jembatan adalah ( 0,50 + 6,00 + 0,50 ) meter. 2.2.4.3 Jembatan Kelas Low Standar (C/III) : Merupakan jembatan kelas standar dengan perencanaan 50 % muatan T dan 50 % muatan D. Dalam hal ini lebar jembatan adalah (0,50 + 3,50 + 0,50) meter. 2.3 Box Culvert Penggunaan Box Culvert pertama kali adalah Box Culvert besar (1888 89) di Blackwater Canyon, West Virginia. Struktur ini untuk mendukung beban lintasan Kereta api. Box Culvert adalah bangunan yang dipakai untuk membawa aliran air (saluran irigasi atau pembuang) melewati bawah jalan air lainnya (biasanya saluran), di bawah jalan, atau jalan kereta api. Box ulvert juga digunakan sebagai jembatan ukuran kecil, digunakan untuk mengalirkan sungai kecil atau sebagai bagian drainase ataupun selokan jalan. 2.3.1 Konstruksi Box Culvert Box Culvert dapat dibuat dari berbagai jenis material dapat dari Baja, Polyvinyl Chlorida (PVC) atau dari Beton. - Box culvert Baja (Armco) Box Culvert baja biasanya menggunakan Corrugated Steel Pipe, kalau diterjemahkan secara bebas berarti Pipa Baja Bergelombang. Gorong gorong baja ini terutama dari jenis Multi Plate Pipe telah menjadi alternative penggantikan jembatan kayu dan box culvert beton, hal ini disebabkan gorong gorong baja memiliki beberapa keuntungan dibanding dengan penggunaan kayu ataupun beton, diantara keuntungan tersebut antara lain : JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 12
Harga murah Waktu pengerjaan cepat Instalasi yang mudah, tidak memerlukan tenaga ahli khusus Memiliki umur pakai yang panjang (bisa sampai 25 tahun) Mudah dalam pengangkutan Bisa dipindahkan dari satu titik ke titik lainnya apabila sudah tidak digunakan. Berikut contoh gambar Box Culvert berbahan dasar baja gelombang (Armco) seperti di bawah ini: Gambar 2.15 Box Culvert Baja JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 13
- Box Culvert PVC Box Culvert PVC biasanya digunakan untuk Box Culvert dengan ukuran kecil atau gorong-gorong. Untuk tipe PVC biasanya berbentuk bulat seperti terlihat pada gambar di bawah ini: Gambar 5.16 Box Culvert Polyvinyl Chlorida (PVC) - Box Culvert Beton Box Culvert beton disebut juga Culvert Box adalah Box Culvert cor di pabrik (Precast) ataupun dicor ditempat, dimensi tergantung kepada debit air yang akan dialirkan melalui Box Culvert. Box Culvert yang dicor di pabrik dapat utuh dengan bentuk profil bulat atau persegi ataupun trapesium, ataupun modular yang terpisah atas dengan bawah. Konstruksi Box Culvert beton memiliki keunggulan dari segi korosi dan pembebanan, hal ini tentu juga tergantung dari proses pembuatannya tebal selimut beton sangat mempengaruhi terhadap proses korosi pada tulangan box culvert itu sendiri, tebal minimum yang disyaratkan oleh SNI 03-2847-2002 JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 14
adalah 75 mm (untuk beton yang dicor langsung diatas tanah dan selalu berhubungan langsung dengan tanah). Berikut merupakan contoh Box Culvert tipe beton seperti gambar di bawah ini: Gambar 5.17 Box Culver Beton 2.3.2 Standar Box Culvert Menurut Dirjen Bina Marga standarisasi Box Culvert yang dilakukan bertujuan untuk memudahkan para perencana dan pelaksana gorong-gorong persegi sedemikian rupa, sehingga tercapainya kelancaran pembangunan gorong-gorong persegi. Konstruksi Box Culvert pada buku standar Bina Marga merupakan konstruksi Box Culvert dengan beton bertulang. Pada umumnya struktur beton bertulang mengalami tegangan tarik yang cukup besar akibat adanya gaya-gaya luar yang ada. Tegangan tarik yang ditimbulkan oleh gaya-gaya luar tersebut dapat ditahan oleh tulangan tarik JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 15
yang ada pada struktur beton bertulang. Standar Box Culvert dari Dirjen Bina Marga terdiri dari 3 macam: 1. Tipe Single 2. Tipe Double 3. Tipe Triple JURUSAN TEKNIK SIPIL POLBAN 2012 II - 16