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.