Analisis kapasitas dan perencanaan perkuatan jembatan rangka baja tumpuen

ANALISIS KAPASITAS DAN PERENCANAANPERKUATAN JEMBATAN RANGKA BAJA TUMPUEN

KABUPATEN ACEH TIMUR

USULAN TUGAS AKHIROLEH :

IQLAL SURIANSYAH0604101010027

Dosen Pembimbing:Dr. Ir. MUTTAQIN, M.T.

Dosen Co. Pembimbing:Dr. Ir. TAUFIQ SAIDI, M.Eng.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALADARUSSALAM – BANDA ACEH

2011

TujuanTujuan

Tugas akhir ini bermaksud untuk menguraikan hasil studiketahanan dan kelayakan jembatan existing untuk aksesmenuju lokasi pengeboran minyak di wilayah Aceh Timur.Tujuan dari perencanaan ini secara umum adalah untukmengetahui kapasitas jembatan dan merencanakanperkuatan struktural jembatan dengan beban rencanatruk sebesar 67 ton.

PendahuluanPendahuluan

Jembatan merupakan suatu bangunan yang menghubungkan jalanyang terputus oleh sesuatu seperti sungai, lembah, rel kereta api,dan jalan raya.Dapat dipahami bahwa jembatan sangat penting peranannyadalam melancarkan arus distribusi barang dan jasa. Apabilajembatan terputus maka biaya yang dikeluarkan untuk pemenuhankebutuhan distribusi barang dan jasa akan meningkat atau malahakan terputusnya distribusi barang dan jasa tersebut.Jembatan Tumpuen ini sendiri memiliki tipe rangka model WarrenTruss subdivide, yang menghubungkan arus distribusi barang &jasa dari kota Idie Rayeuk Aceh Timur ke kecamatan SimpangLokoup.


Mengingat sangat pentingnya jembatan ini maka diperlukanpemeriksaan terhadap kapasitas kelayakan jembatan sehubungandengan berbagai faktor antara lain meningkatnya arus lalu lintas,faktor usia jembatan dan kondisi terkini jembatan existing yakniadanya korosi dibeberapa bagian jembatan yang mengakibatkanmenurunnya mutu baja pada jembatan.Pertimbangan utama dilakukan analisis kembali terhadapjembatan ini karena akan dilewati oleh truk gandeng denganbeban muatan 67 ton. Truk gandeng ini akan membawa alat-alatberat yang akan dipergunakan untuk kepentingan industri minyakyang direncanakan akan kembali beroperasi di daerah ini.

karakteristik Jembatan iniyaitu: panjang = 50 mlebar = 9 mTinggi = 6 mJembatan ini memiliki 7 buahgelagar memanjang denganvariasi jarak (0,75-1,3-1,3-1,3-1,3-0,75) mgelagar melintang sebanyak11 buah dengan jarakmasing-masing 5 m.


Objek Perencanaan:

Tinjauan KepustakaanTinjauan Kepustakaan

A. Pembebanan >>>RSNI-T02-2005• Beban Mati (Dead Load)• Beban Mati Tambahan (Superimposed DeadLoad)• Beban Hidup (Live Load)• Beban Truk (Moving Load)• Gaya Rem• Beban Angin• Faktor Beban• Kombinasi Beban


Pembebanan : Dalam perencanaan suatu jembatan jalanraya, muatan dan gaya-gaya yang harus diperhatikan untukperhitungan tegangan-tegangan yang terjadi pada setiapbagian jembatan tersebut seperti dijelaskan berikut :1. Beban Mati : berat sendiri dari bagian bangunanyang merupakan elemen struktural dan bersifatpermanen.2. Beban Mati Tambahan : berat seluruh beban yangmembentuk suatu beban pada jembatan yangmerupakan elemen non struktural.


3. Beban Hidup : Semua beban yang berasal dari beratkendaraan-kendaraan bergerak/lalu lintas sertapejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan.Beban lalu lintas

Lajur lalu lintas rencana Lajur lalu lintas rencana5,5 - 8,25 (dua arah tanpa median).

Beban Lajur "D“ Bekerja pada seluruh jembatan.Beban Truk “T“ Kendaraan yang ditempatkan padalajur lalu lintas rencana.


Beban Lajur “D” >>> Berdasarkan Anonim 2008 (a) : 73

Beban Lajur “D”beban TersebarMerata (BTR)

L ≤ 30 m : q =9,0 KpaL > 30 m : q =9 × (0,5+15/L)kPaBeban GarisTerpusat (BGT) P = 49 kN/mq = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatanL = panjang total jembatan yang dibebani (meter).


Gambar Beban Lajur “D”Gambar Beban Lajur “D” Penyebaran Beban “D” arahMelintangBeban "D" harus disusun pada arahmelintang sedemikian rupa sehinggamenimbulkan momen maksimum. Berikutgambar susunan beban “D”Penyebaran Beban “D” arahMelintangBeban "D" harus disusun pada arahmelintang sedemikian rupa sehinggamenimbulkan momen maksimum. Berikutgambar susunan beban “D”

Sumber : Perkuatan Struktur dan LantaiJembatan Rangka Baja. 2008, DepartemenPU


Beban Truk >>> Terdiri dari kendaraan truk standar dan trukgandeng yang mempunyai susunan dan berat as. Berat dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yangmerupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai.Truk standar = 50 Ton

Truk Gandeng = 40,13 Ton


4. Gaya Rem >>> Diperhitungkansenilai dengan gaya rem sebesar5% dari beban lajur D yangdianggap ada pada semuajalurlalu lintas setinggi 1,8 mdari lantai kendaraan.TTB = 0,05 × ( QTD × L + PTD )QTD = q × s, ( kN/m)PTD = p × s, ( kN )S = jarak antar glg memanjang (m)

5. Beban Angin >>> Gaya nominalultimit dan daya layan jembatanakibat angin tergantung padakecepatan angin rencanaTEW = 0,0006 × Cw × Vw 2 × Abdengan pengertian :VW = kecepatan angin rencana (m/s)CW = koefisien seretAb = luas koefisien bagian sampingjembatan (m2)


6. Beban gempa >>> Gaya gempa vertikal pada girder dihitungdengan menggunakan percepatan vertikal ke bawah minimalsebesar 0,10.g (g = percepatan gravitasi) atau dapat diambil 50% dari koefisien gempa horizontal statik ekuivalen .Kh = C x SKh = koef gempa horisontal,C = koef geser dasar waktu

getar, dan kondisi tanahsetempat.

<<Aceh Timur Zona 3>>S = Faktor tipe struktur yg

berhubungan dengan kapasitaspenyerapan energi gempa(daktilitas) dari struktur.


Gaya gempa arah horizontal :HEQ = Kh × WtKoefisien gempa vertikal :Kv = 0,5 × KhGaya gempa vertikal :TEQ = Kv × Wt

Kpg

WtT

3

48

L

IEKp

Wt = Berat total BangunanKP = kekakuan struktur yangmerupakan gaya horisontal yangdiperlukan untuk menimbulkansatu satuan lendutan :

E = Modulus elastisitas girderI = Momen inersia penampang girderg = Percepatan grafitasi bumi

Waktu Getar Struktur dihitung :


Faktor Beban >>> Faktor Beban merupakan bilangan pengali numerikyang digunakan pada aksi nominal untuk menghitung aksi rencana


Kombinasi Beban :Tabel 2.1 Kombinasi beban umum untuk keadaan batas layan dan ultimitjembatanAksi / Beban Simbol

Kombinasi Pembebanan1 2 3 4 5

Berat Sendiri MS X X X X X

Beban Mati Tambahan MA X X X X X

Beban Lajur "D" TD X X X X —

Gaya Rem TB X X X X —

Beban Truk "T" TT X X X X —

Beban Angin EW — — X X —

Beban Gempa EQ — — — — X

B. SAP 2000B. SAP 2000


Program SAP2000 menyediakan fitur dan modulterintegrasi yang lengkap untuk desain struktur baja danbeton bertulang. Pengguna diberi kemudahan untukmembuat, menganalisis, dan memodifikasi model strukturyang direncanakan dengan memakai user interface yangsama. (Dewobroto, 2005 Jurnal Teknik Sipil - UPH, Vol.1No.2)

Pemodelan struktur adalah sebuah simulasi perilaku fisikstruktur riil agar dapat diproses melalui pendekatannumerik. Pemodelan tidak terbatas pada penyiapan datasaja, tetapi model harus disesuaikan dengan masalah yangdianalisis. (Dewobroto, 2008 : 5 )


C. Metode LRFD >>> Perencanaan berdasarkan kondisibatas. Dibandingkan dengan metode ASD (Allowable StressDesign), metode LRFD jauh lebih rasional dari ASD denganberdasarkan pada konsep probabilitas. (Setiawan, 2008 : 5)

D. Metode Perkuatan >>> Secara umum klasifikasiaplikasi metode perkuatan untuk struktur baja pada bangunanatas jembatan dapat dibagi dalam dua kriteria dasar, yaitu metodepasif dan metode aktif. (Anonim, 2008 (c) : 134) Ke-2 metodepasif dan metode aktif dirangkum pada tabel 2.2 berikut :


Tabel 2.2 Klasifikasi Umum dari Metode Perkuatan Struktur Baja Jembatan

No Prinsip Waktu Biaya No Prinsip Waktu Biaya

P5 Metode lain A5 Metode lain

Tinggi

Agakpanjang

Rendah

Perkuatan hubungan/sambungan termasukpenambahan pelat buhul

P4 Pendek Rendah A4 Penggantian pelat lantaidengan struktur yanglebih ringan

Panjang

Penambahan stripCarbon FibreReinforced Polymer(CFRP)

P3 Pendek Agakmahal

A3 Penggantian sistempenyokong

A2 Prategang eksternal Agakpanjang

AgakMahal

Penggantian elemenyang lemah denganelemen yang baru untukmencapai kapasitaspemikulan bebantertentu

P2 Pendek Tinggi

Metode Pasif Metode Aktif

Penambahanpenampang elemenstruktur

Pemasangan elementambahan seperti rangkabatang

P1 Panjang Rendah AgakPanjang

TinggiA1

Pengukuran dimensi JembatanPengukuran dimensi ini meliputi pengukuran jembatan secaraglobal, pendataan elemen struktur jembatan yang digunakan danpengukuran dimensi elemen struktur jembatan sehingga jembatandapat digambarkan kembali.

Pengambilan sampelPengambilan sampel dilakukan untuk mendapatkan sifat dan mutubaja dari struktur jembatan. Selain itu dari sampel yang diambiltersebut akan dicari kadar korosi yang telah dialami oleh materialtersebut.

Sumber Data

Sampel Berdasarkan ASTM

Uji Tarik BajaUji tarik baja bertujuan untuk mendapatkan sifat-sifat dasar materialyaitu tegangan dan regangan luluh serta modulus elastisitas baja

Pengujian KorosiPengujian dilakukan dengan cara membandingkan berat baja sesudahdilakukan pembersihan pada karat dengan berat baja awal dengan karat.100% x

karat)denganawal(berat

karat)aakhir tanp(berat=karat%

Perhitungan Pembebanan

Beban-beban yang diperhitungkan dalam analisi ini meliputi: Beban mati Beban mati tambahan Beban lajur “D” Beban bergerak (beban truk “T”) Gaya rem Beban angin Beban gempa : Horizontal & Vertikal

Analisis Struktur Jembatan Dengan SAP2000

Pengisian data material

Klasifikasi elemen struktur

Penempatan jalur

+ Klasifikasi beban +

Truk

Truk Gandeng

Truk + TrukGandeng

Kombinasi

Hasil yang akan diperoleh merupakan laporanpengolahan data berdasarkan rumus-rumus danteori.Penyajian laporan berupa gambarAutoCAD, laporan perhitungan beban, print outmodel SAP2000 dan hasil output yang didapat,serta uraian perhitungan dan penjelasanstrengthening (perkuatan) elemen strukturjembatan.

Kesimpulan dan saran akandi berikan setelah tugasakhir ini selesai di kerjakan

1. Anonim, 2005, Standar Pembebanan untuk Jembatan, RSNI T-02-2005, BSNI,Jakarta.

2. Anonim, 1981, Standard Test Methods for Tension Testing of Metalic Matreials,(ASTM), American Standart andTesting Material.

3. Anonim, 2008 (a), Perkuatan Struktur dan Lantai Jembatan Rangka Baja,Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

4. Anonim, 2008 (b), Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan, SNI2833: 2008, BSNI, Jakarta.

5. Anonim, 2008, (c), Prinsip Dasar Teknik Jembatan & Aplikasinya, DepartemenPekerjaan Umum, Jakarta.

6. Anonim, 2010, Laporan Hasil Uji Kuat Tarik Baja Universitas Syiah Kuala,Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan Universitas Syiah Kuala, BandaAceh.

7. Dewobroto, W., 2008, Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP2000, ElexMedia Komputindo, Jakarta.

8. Dewobroto, W., 2005, ” Jurnal Teknik Sipil – UPH”. Vol.1, No.29. Setiawan, A., 2008, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD, Penerbit

Erlangga, Jakarta.10. Suryawan, A., 2009, Perkerasan Jalan Beton Semen Portland, Beta Offset

Yogyakarta.

Analisis kapasitas dan perencanaan perkuatan jembatan rangka baja tumpuen

Engineering

Transcript of Analisis kapasitas dan perencanaan perkuatan jembatan rangka baja tumpuen