Post on 27-Oct-2015
BAB II
PEMBAHASAN2.1 Girder
2.1.1 Pengertian
Girder adalah balok diantara dua penyangga (pier atau abutment) pada
jembatan atau fly over. Umumnya merupakan balok I, tetapi juga bisa berbentuk
box, atau bentuk lainnya. Gelagar adalah dukungan balok yang digunakan dalam
konstruksi. Girders memiliki bentuk penampang balok-I untuk kekuatan, namun
juga dapat memiliki bentuk kotak, bentuk I atau bentuk lainnya.
Gelagar adalah dukungan balok yang digunakan dalam konstruksi. Girders
memiliki bentuk penampang balok-I untuk kekuatan, namun juga dapat memiliki
bentuk kotak, bentuk I atau bentuk lainnya.
Material girder terdiri dari girder beton dan girder baja, sedangkan pada
perancangannya terdiri dari girder precast yaitu girder beton yang telah di cetak
di pabrik yang memproduksi beton precast kemudian di bawa ke tempat
pembangunan jembatan atau fly over dan pada saat pemasangan menggunakan
girder crean. Selanjutnya adalah girder yang di cor di tempat pelaksanaan
pembangunan jembatan atau fly over, girder ini dirancang sesuai dengan
perancangan beton pada umumnya yaitu dengan menggunakan bekisting
sebagai cetakannya.
Jembatan sistem girder adalah struktur bangunan atas jembatan yang
komponen utamanya berbentuk girder; jenis girder ini dapat terbuat dari beton
bertulang, beton prategang, baja atau kayu; bentangan jenis jembatan girder
beton bertulang ini dapat sampai 25 m, dan untuk jenis beton prategang
umumnya mulai bentang di atas 20 m sampai 40 m.
Sebuah jembatan girder mungkin yang umum dan paling dasar adalah
jembatan sungai, jembatan sungai dalah contoh jembatan balok dalam bentuk
yang paling sederhana, pada umum kebanyakan girder I-balok-balok penopang
dan box girder. Kelebihan dan kekurangan dari masing-masing jenis bentuk dari
girder itu sendiri. Sebuah balok I sangat sederhana untuk merancang dan
membangun dan bekerja sangat baik dalam banyak kasus, namun jika jembatan
mengandung kurva, balok menjadi lemah tarhadap kekuatan punter/memutar,
yangjuga dikenal sebagai Torsi. Web kedua ditambahkan dalam gelagar kotak
menambah dan meningkatkan kekuatan stabilitas untuk Torsi, Hal ini membuat
gelagar kotak/ Box girder merupakan pilihan ideal untuk jembatan dengan
signifikan kurva di dalamnya.
2.1.2 Fungsi Girder
Girder berfungsi untuk menopang struktur diatasnya yaitu lantai
jembatan atau fly over. Balok girder juga berfungsi untuk mendukung balok –
balok lainnya yang lebih kecil dalam suatu konstruksi. Pada pemasangannya
balok girder di tumpu oleh pilar dan diperkuat oleh difragma.
Diafragma adalah elemen struktur yang berfungsi untuk memberikan
ikatan antara balok girder sehingga akan memberikan kestabilan pada masin –
masing balok girder dalam arah horisontal. Pengikatan tersebut dilakukan dalam
bentuk pemberian stressing pada diafragma dan balok girder sehingga dapat
bekerja sebagai satu kesatuan.
2.1.3 Jenis Girder
Jenis-Jenis girder dilihat dari bentuknya dibagi menjadi 3,
yaitu :
a. Balok I ( I–Girder )
b. Gelagar kotak ( Box Girder )
c. Balok T ( T-Beam )
Jenis-jenis girder di tinjau dari bahan pembentuknya dibagi
menjadi 2, yaitu :
a. Komposit
b. Non komposit
2.1.4 Pembahasan Girder
a. Balok I
Balok I ini sering disebut juga dengan PCI Girder untuk balok girder yang
dibuat dari material beton,sedengkan untuk balok I baja merupakan girder dari
profil baja IWF.
Bersaing dengan gelagar baja, umumnya lebih mahal dibanding beton
bertulang dengan perbandingan tebal dan bentang yang sama. Formwork lebih
rumit, terutama untuk struktur miring. Bagian ini dapat diaplikasikan untuk
bentang 30-120 ft (9.1 – 36.6 m). Perbandingan tebal dan bentang struktur
adalah 0.055 untuk bentang sederhana dan 0.05 untuk bentang menerus.
Baja mempunyai kekuatan, daktilitas, dan kekerasan yang lebih tinggi
dibanding bahan lain seperti beton atau kayu, sehingga menjadikannya bahan
yang penting untuk struktur jembatan atau fly over. Pada baja konvensional,
terdapat beberapa tipe kualitas baja (high-performance steel/HPS) yang
dikembangkan untuk diaplikasikan pada jembatan dan Fly Over. HPS
mempunyai keseimbangan yang optimal seperti kekuatan, kemampuan di las,
kekerasan, daktilitas, ketahanan korosi dan ketahanan bentuk, untuk tampilan
maksimum struktur jembatan dengan mempertahankan biaya yang efektif.
Perbedaan utama dengan baja konvensional terletak pada peningkatan
kemampuan di las dan kekerasan.
Aspek yang lain seperti ketahan korosi dan daktilitas, sama. Jembatan
gelagar merupakan struktur yang sederhana dan umum digunakan. Terdiri dari
slab lantai (floor slab), gelagar (girder), dan penahan (bearing), yang akan
mendukung dan menyalurkan beban gravitasi ke sub struktur. Gelagar menahan
momen lendut dan gaya geser dengan menggunakan jarak bentang yang pendek.
Gelagar baja dibedakan menjadi plat dan gelagar kotak.
Gelagar dibedakan menjadi non komposit dan komposit dilihat dari
apakah gelagar baja bekerja sama dengan slab beton (menggunakan sambungan
geser) atau tidak. Pilihan penggunaan perlengkapan yang terbuat dari baja dan
beton pada gelagar komposit sering merupakan suatu keputusan yang rasional
dan ekonomis. Bentuk I non komposit jarang digunakan untuk jembatan bentang
pendek non komposit.
Namun, jika jembatan perlu melengkung, balok lemah terhadap kekuatan
memutar (torsi). Hal ini dapat diatasi dengan beberapa bangunan yang lebih
pendek, membentang lurus dengan lantai jembatan melengkung, atau dengan
menggunakan kotak balok penopang. Bangunan kotak balok penopang logam
lebih sulit, karena pengelasan sudut dalam antara flensa dan jaring harus
dilakukan baik oleh robot atau manusia, tergantung pada yang bisa muat di
dalamnya.
Untuk Balok girder I / PCI Girder pada Sebuah jembatan, gelagar beton
terbuat dari balok beton dalam bentuk I-beam. Penampang beton dapat berupa
cor beton pratekan atau penyangga pasca-dikencangkan. jembatan gelagar beton
yang terbaik yaitu untuk rentang antara 10 meter dan 50 meter (33 kaki sampai
164 kaki). Pratekan, merupakan girder beton pracetak yang sudah tersedia.
jenis ini merupakan material prategang metode Post tension. Hal penting yang
harus diperhatikan dalam pembuatan PCI Girder ini adalah elevasi stressing bed.
Lokasi post tensioning harus diusahakan sedatar mungkin agar tidak
menyebabkan girder mengalami perpindahan dalam arah lateral. Setelah itu
segmen balok girder yang telah menjadi satu kesatuan, dijajarkan sesuai
bagiannya. Sebelumnya dipersiapkan terlebih dahulu perletakan sementara
untuk masing-masing segmen. Di bagian ujung pertemuan harus diberi oli atau
pelumas agar balok dapat bergerak mengimbangi gaya pratekan yang diberikan.
Kabel strand dipotong sesuai dengan kebutuhan di lapangan. Pemotongan
diusahakan seminimal mungkin agar tidak ada kabel yang terbuang. Berikutnya
kabel strand dimasukkan ke dalam duct secara manual pada tiap-tiap tendon
sesuai dengan perencanaan. Lalu di pasang pengunci kabel strand di ujung kabel.
Penegangan (stressing) dilakukan sampai tegangan 8.000 Psi dengan dilakukan
pengontrol tegangan dan perpanjangan kabel. Pencatatan dilakukan pada setiap
kenaikan tegangan 1.000-2.000Psi. Dan hasilnya dibandingkan dengan
perhitungan teoritis yang dilakukan sebelum penarikan.
Gambar 2.1 Balok Girder I
b. Box Girder
Tipe gelagar ini digunakan untuk jembatan bentang panjang. Bentang
sederhana sepanjang 40 ft (+ 12 m) menggunakan tipe ini, tetapi bentang gelagar
kotak beton bertulang lebih ekonomis pada bentang antara 60 – 100 ft (+ 18 – 30
m) dan biasanya didesain sebagai struktur menerus di atas pilar. Gelagar kotak
beton prategang dalam desain biasanya lebih menguntungkan untuk bentang
menerus.
Pada kondisi lapangan dimana tinggi struktur tidak terlalu dibatasi,
penggunaan gelagar kotak dan balok T kurang lebih mempunyai nilai yang sama
pada bentang 80 ft (+ 25 m). Untuk bentang yang lebih pendek, tipe balok T
biasanya lebih murah, dan untuk bentang yang lebih panjang, lebih sesuai
menggunakan gelagar kotak. Gelagar kotak merupakan bagian tertutup sehingga
mempunyai ketahanan puntir yang tinggi tanpa kehilangan kekuatan menahan
lendut dan geser.
Gambar 2.2 Box girder
Gambar 2.3 Pemasangan Box Girder
Jenis box girder dibagi menjadi 2 yaitu :
1. Steel box girder
Rectangular steel box girder
Trapezoidal steel box girder
2. Concrete box girder
Rectangular concrete box girder
Trapezoidal concrete box girder
c. Balok T ( T – Beam )
Balok T ekonomis untuk bentang 40 – 60 ft (12.2 – 18.3 m) tetapi untuk
jembatan miring memerlukan formwork yang rumit. Perbandingan tebal dan
bentang struktur adalah 0.07 untuk bentang sederhana dan 0.065 untuk bentang
menerus. Jarak antar gelagar pada jembatan balok-T tergantung pada lebar
jembatan secara keseluruhan, ketebalan slab, dan biaya formwork sekitar 1.5
kali ketebalan struktur. Jarak yang umum digunakan antara 6 – 10 ft ( 1.8 – 3.1
m).
Gambar 2.4 Balok Girder T
2.1.5 Pemeliharaan / maintenance
Keberadaan jembatan, flyover dan underpass sangat terkait dengan
peningkatan volume kendaraan. Jika suatu ruas jalan dengan persimpangan
sebidang yang ada ternyata sudah menimbulkan kemacetan atau sudah
mengalamai masalah kapasitas jalan. Maka biasanya akan simpang tidak
sebidang dengan bangunan jembatan, flyover atau underpass, Biasanya
kerusakan pada Jembatan, fly over dan underpass meliputi bermacam - macam
kerusakan misalnya:
Kerusakan pelat atas (slab jembatan) diantaranya :
1. Kerusakan bearing Pad
2. Korosi pada baja tulangan,
3. Gompal pada permukaan beton
4. Retak pada girder, pier head dan kolom
5. Terjadi deformasi settlement pada abutment atau pier
6. Kerusakana bangunan pelindung jembatan
7. Kerusakan perlengkapan jembatan
Untuk menjamin tingkat pelayanan jembatan tetap baik, maka perlu
dilakukan perawatan (maintenance). Jika terindikasi terjadi kerusakan
jembatan, maka harus segera dilakukan penelitian dan pengujian jembatan,
untuk mengetahui jenis kerusakan, seberapa parah kerusakan dan lokasi atau
bagian serta penyebab tepatnya terjadi kerusakan, sehingga bisa diputuskan
penangannan perbaikan jembatan yang tepat sesuai dengan kerusakan dengan
biaya yang murah.
2.1.6 Peralatan dan Bagian Perawatan
Adapun yang diperlukannya antara lain Generator dengan kapasitas 1000
Watt yang berguna untuk :
Core drill untuk pengambilan sampel beton dan aspal
Winsor probe untuk pengujian mutu beton
Hammer test untuk pengujian mutu beton
UPV/pundit unfuk pengujian retakan pada beton
Crackmeter untuk mengetahui lebar retak pada beton
Cover meter untuk mengetahui selimut dan penulangan pada beton
Potensial 1/2 sel
Peralatan laboratorium
Kamera film dan handycam untuk pengambilar dokumentasi
Traffic cone
Kendaraan operasional
Kegiatan ini secara garis besar meliputi antara Lain :
Melakukan pemeriksaan secara visual pada struktur pilar, pier head/
Kepala pilar, girder/ gelagar dan pondasi hasil pemeriksaan secara visual
akan diperoleh struktur yang memerlukan pemeriksaan khusus.
Melakukan dokumentasi kondisi jembatan dengan kamera sebagai
dokumentasi dan dasar rekomendasi selanjutnya.
Melakukan pemilihan struktur yang akan diuji secara khusus kelayakan
teknisnya.
Adapun Bagian - Bagian jembatan yang harus diamati adalah sebagai berikut:
Bangunan Atas
Bangunan Bawah
Aliran Air/Timbunan Tanah
Jalan pendekat
Perlengkapan
2.2 Slab
2.2.1 Pengertian
Menurut Nawy (1990), pelat adalah elemen horizontal utama yang
menyalurkan beban mati maupun beban hidup ke rangka pendukung vertical
dari suatu system struktur. Elem-elemen tersebut dapat dibuat sedemikian rupa
sehingga bekerja dalam satu arah ataupun bekerja dua arah yang saling tegak
lurus.
Secara structural, pelat dapat dilasifikasikan dalam 3 kelompok yaitu
pelat tipis lendutan kecil, pelat tipis lendutan besar dan pelat tebal. Pelat
lendutan kecil adalah pelat dengan rasio tebal terhadap panjang sisi terpendek
lebih kecil atau sama dengan 1/20 dan lendutan yang terjadi lebih kecil atau
sama dengan 0,20 tebal pelatnya. Kriteria pelat tipis lendutan besar digunakan
untuk pelat dengan rasio tebal terhadap panjang sisi terpendek lebih kecil dari
1/20 dengan lendutan lebih besar daripada 0,20 tebal pelatnya sedangkan
kriteria pelat tebal digunakan untuk pelat yang mempunyai tebal lebih besar dari
1/20 kali panjang sisi terpendek (Ugurai,A.C., 1981).
Berdasarkan perbandingan antara panjang dan lebar, pelat dapat
diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu pelat satu arah jika perbandingannya
lebih besar atau sama dengan 2 dan pelat dua arah jka perbandingan lebih kecil
daripada 2. Pelat satu arah sering digunakan dan dirancang sebagai balok
dengan lebar tertentu dan diberi tulangan susut dan suhu pada arah tegak lurus
tulangan lentur. Untuk pelat dua arah dapat digunakan beberapa metode yaitu
oendekatan semi elastic, metode garis lelah, metode jalur, atau dengan
sembarang prosedur yang memenuhi syarat keseimbangan dan kompabilitas
geometris yang dapat dipertanggungjawabkan (Wang, C.K. dan Salmon, C.G.,
1979).
2.2.2 Slab Pada Jembatan atau Overpass
Secara umum, Cusens (1975) mengelompokkan struktur beton lantai
kendaraan jembatan memjadi dua macam yaitu pelat solid (solid slab) dan pelat
berongga (voided slab).Bentuk paling sederhana dari struktur ini adalah pelat
solid yang biasanya menggunakan beton bertulang konvensional. Dalam
perancangan berat lantai kendaraan jembatan ikut diperhitungkan sebagai
beban sendiri maka untuk mereduksi beban ini dan material yang tidak
diperlukan disekitar sumbu netral saat terjadi pelenturan dikenal bentuk pelat
berongga (voided slab).
Dalam usulan Peraturan Perencanaan Teknik Jalan Jembatan 1992
memberikan ketentuan pembebanan yang harus diperhitungkan dalam
perancangan pelat lantai kendaraan. Antara lain sebagai berikut :
a. Berat sendiri
Berat sendiri didefiniskan sebagai berat bahan dan bagian jembatan
yang merupakan elemen structural, ditambah dengan elemen non
structural yang dianggap tetap.
b. Berat mati tambahan
Berat mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk
suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural dan
mungkin besarnya berubah selama umur jembatan.
c. Berat lalu lintas
Beban lalu lintas yang diperhitungkan adalah beban truk “T” yang
didefiniskan sebagai berat satu kendaraan berat dengan 3 as yang
ditempatkan pada beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana. Tiap
as terdiri atas 2 bidang kontak pembebanan sebagai simulasi pengaruh
roda kendaraan berat.
Usulan Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan 1992 juga memberikan
ketentuan tentang faktor beban untuk memperhitungkan adanya perbedaan
yang tidak di inginkan pada beban, ketidaktepatan dalam memperkirakan
pengaruh pembebanan, dan adanya perbedaan ketepatan dimensi yang
diperoleh dalam pelaksanaan. Adapun faktor beban yang digunakan dalam
perancangan pelat beton bertulang lantai kendaraan jembatan disajikan dalam
table 2.1.
Tabel 2.1 factor Beban Lantai Kendaraan Jembatan
Pelat beton bertulang merupakan bagian struktur bangunan yang
menahan beban permukaan (beban vertikal), biasanya mempunyai arah
horisontal, dengan permukaan atas dan bawahnya sejajar.
Jenis tumpuan pelat dapat dibedakan sebagai berikut :
a. Ditumpu balok beton bertulang, dinding pasangan batu atau dinding
beton bertulang, batang-batang struktur baja,
b. Ditumpu secara langsung oleh kolom,
c. Tertumpu secara menerus oleh tanah,
d. Pelat dapat ditumpu biasanya pada dua sisi yang berlawanan saja, disebut
pelat satu arah (one way).
e. Ditumpu pada keempat sisinya yang biasanya disebut pelat dua arah (two
way).
Pelat – lantai pada overpass memiliki fungsi sebagai berikut :
a. Memisahkan ruang bawah dan ruang atas
b. Untuk meletakkan kabel listrik dan lampu pada ruang bawah
c. Meredam suara dari ruang atas atau ruang bawah
d. Menambah kekakuan bangunan pada arah horizontal
e. Sebagai landasan kendaraan yang melintas
2.2.3 Jenis Slab
Secara Umum slab dapat dikelompokkan menurut jenisnya menjadi 2
macam yaitu slab prategang dan slab pracetak. Dalam Laporan ini yang akan
dibahas adalah slab prategang berikut perencanaannya.
1. Cor di tempat
Pekerjaan cor di tempat merupakan suatau metode pembuatan plat lantai
dengan cara langsung dipasang, dicor di tempat komponen tersebut akan
dipasang. Pekerjaan ini dilakukan setelah cetakan (bekisting), tulangan
dibengkokan dan selesai dipasang.
Keuntungan Beton Cor di tempat :
• Hubungan antar segmen lebih homogen
• Harga pembangunan dapat ditekan/lebih murah
• Kualitas bahan yang dipergunakan dapat terkontrol dengan baik.
• Tidak dipengaruhi bangunan dalam sekala besar
Kendala/kekurangan Beton Cor di Tempat
Waktu pelaksanaan kurang bisa dipastikan
Pembuatannya dipengaruhi cuaca
Kualitas beton dapat berubah
Dibutuhkan kemahiran dan ketelitian
2. Pracetak (Precast Concrete)
Precast Concrete Beton pracetak adalah suatu metode percetakan
komponen secara mekanisasi dalam pabrik atau workshop dengan memberi
waktu pengerasan dan mendapatkan kekuatan sebelum dipasang.
Keuntungan Beton Pracetak (precast) :
Pengendalian mutu teknis dapat dicapai, karena proses produksi
dikerjakan di pabrik dan dilakukan pengujian laboratorium
Waktu pelaksanaan lebih singkat
Dapat mengurangi biaya pembangunan
Tidak terpengaruh cuaca/ efisiensi waktu
Tidak mempengaruhi kaualitas beton
Kendala/kekurangan Beton Pracetak (precast)
Membutuhkan investasi awal yang besar dan teknologi maju
Dibutuhkan kemahiran dan ketelitian
Diperlukan peralatan produksi ( transportasi dan ereksi )
Bangunan dalam skala besar
2.2.4 Perencanaan Slab Prategang
a. Flat Slab
Flat slab adalah pelat dua arah dengan panel-panel interior tanpa
tumpuan di tepinya dan biasanya menggunakan capital column atau drop panel.
Sedangkan jika tidak menggunakan capital column atau drop panel, disebut flat
plate.
Flat slab disebut juga Plate beton bertulang yang secara umum
mempunyai syarat-syarat yang perlu diperhatikan dalam cara mendesain, antara
lain sebagai berikut :
a. Minimal dua bentang dimasing-masing arah
b. Tanpa balok, kecuali di tepi
c. Rentan terhadap punshing shear (geser pond)
d. Defleksi (sering bermasalah)
e. Harus didesain terhadap beban penuh di masing-masing arah
f. Momen tidak seragam pada jalur rencana, lajur kolom mendapat
momen lebih besar daripada lajur tengah
g. Metoda desai yang sering digunakan adalah metoda koefesien momen
(DDM), yaitu :
Check ketebalan minimum
Hitung beban terfaktor dan Lo
Cek kebutuhan kepala kolom atau drop panel
Identifikasi lajur kolom dan Mo
Distribusi momen positif dan negative
Proporsi momen dan desai penulangan
Cek geser pond (punching shear)
Area kritis pada flat plate, flat slab dengan capital kolom dan flat
slab dengan drop panel dapat dilihat pada gambar
Gambar 2.5 Daerah Kritis Pada Flate
Plate
Gambar 2.6 Daerah Kritis Pada Flat Slab Dengan Capital Column
Gambar 2.7 Daerah Kritis Pada Flat Slab Dengan Drop Panel
a. Flat Slab Beton Bertulang
Tinjauan tendon pasca tarik parabola, yang prategangkan dengan gaya P,
pada interior dari flat salab dapat dilihat pada gambar
Gambar 2.8 Beban P Pada Slab Beton Bertulang
Kelebihan dan keuntungan system pelat pasca tarik adalah :
a. Banyak digunakan untuk system lantai bangunan kantor, gedung
parker mobil, shopping mall dan gedung perumahan.
b. Penghematan biaya karena pengurangan tebal pelat, bentang yang
lebih lebar dan pengurangan dariw aktu knstruksi karena
kemungkinan pengalihan formworks yang lebih dini.
c. Adanya kemungkinan bagi engineer perencana untuk mengontrol
lendutan dan keretakan pada tingkat beban layan.
d. Umumnya system prategang yang digunakan adalah system
unbounded tendons.