BAB I PENDAHULUAN - digilib.its.ac.id · PROPOSAL TUGAS AKHIR PERENCANAAN ULANG JEMBATAN PURWODADI...

PROPOSAL TUGAS AKHIR PERENCANAAN ULANG JEMBATAN PURWODADI I

(BATAS PANGGUNGWARU - MENTARAMAN 1 + 700)

KEC. DONOMULYO, KAB. MALANG - JAWA TIMUR

ii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam rangka memenuhi dan menunjang kegiatan transportasi,

khususnya pada jalur arteri lintas selatan di Kabupaten Malang, maka

dibangunlah jembatan Purwodadi I di ruas Panggungwaru – Mentaraman

STA. 1+700 yaitu Kecamatan Donomulyo di Kabupaten Malang. Jembatan

yang dibangun di atas sungai Kali Ondo ini mempunyai panjang bentang

25,6 m, dan lebar total jembatan 11 m. Morfologi daerah yang dilintasi

jembatan naik turun dan merupakan areal persawahan dan tegalan milik

penduduk setempat. Topografi pada jembatan relative lurus dan datar,

kondisi existing masih berupa lahan kosong. Jembatan berada 3,291 m di atas

muka air banjir (MAB). Bangunan bawah jembatan ini menggunakan

abutment dinding penahan kantilever dengan pondasi langsung.

Jembatan Purwodadi I yang dibangun dengan konstruksi balok

prestressed tersebut akan digunakan sebagai objek tugas akhir yang akan di

desain ulang dengan metode beton konvensional atau beton bertulang dengan

penampang “T”. Pada jembatan tersebut juga akan di desain trotoir pada sisi

kanan kiri jembatan sepanjang 1,5 m.

Gambar 1.1 Peta Lokasi Jembatan Purwodadi I

Lokasi Jembatan Purwodadi I




ii

Data Proyek :

1. Nama Proyek : Perencanaan Teknik Jembatan

(Paket-1) Jembatan Purwodadi I

2. Pemilik Proyek : Dinas PU Bina Marga Propinsi

Jawa Timur

3. Lokasi Proyek : Batas Panggungwaru – Mentaraman

(STA 1+700) Kecamatan Donomulyo,

Kabupaten Malang

4. Bangunan Atas : Menggunakan beton bertulang

5. Bangunan Bawah : Pondasi langsung

Gambar 1.2 Potongan melintang Jembatan Purwodadi I




ii

1.2. Perumusan Masalah

Dengan melihat uraian latar belakang di atas, maka dalam penulisan

proyek akhir ini terdapat permasalahan-permasalahan diantaranya sebagai

berikut :

1. Merencanakan struktur bangunan atas jembatan

2. Merancanakan struktur bangunan bawah jembatan.

3. Merencanakan bangunan pelengkap pada jembatan

4. Merencanakan perletakan dan bangunan dinding penahan tanah yang

sesuai dengan persyaratan dalam Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan,

sesuai Bridge Management System 1992 (BMS ’92).

1.3. Batasan Masalah

Dari uraian perumusan masalah di atas, maka perlu adanya suatu

batasan masalah dalam penulisan proyek akhir ini, antara lain :

1. Perencanaan struktur bangunan atas dan bangunan bawah jembatan.

2. Perencanaan struktur dinding penahan tanah yang baik dan sesuai

dengan persyaratan yang ditentukan.

3. Perencanaan sistem perletakan Jembatan.

4. Merencanakan bangunan pelengkap Jembatan.

5. Tidak menghitung anggaran biaya kontruksi Jembatan.

6. Tidak merencanakan simpang yang ada.




ii

7. Tidak merencanakan tebal lapisan perkerasan jalan.

1.4. Maksud dan Tujuan

Dalam merencanakan proyek akhir, data – data survei sangatlah

penting dalam merencanakan ulang jembatan. Oleh karena itu, jembatan

harus direncanakan dengan melihat kondisi yang ada di lapangan.

Adapun tujuan – tujuan yang hendak dicapai dari perencanaan ini

adalah :

1. Merencanakan dimensi struktur bangunan atas yang meliputi :

a. Pelat lantai kendaraan dan menghitung kebutuhan penulangannya,

b. Gelagar memanjang dan melintang dan menghitung kebutuhan

penulangannya,

c. Tiang sandaran,

d. Trotoar,

e. Balok kerb.

2. Merencanakan dimensi struktur bangunan bawah yang meliputi :

a. Abutment,

b. Pondasi langsung

3. Merencanakan dimensi struktur bangunan pelengkap yang meliputi :

a. Pelat injak,

b. Tembok sayap ( Wing Wall )

4. Menggambar detail dari stuktur yang direncanakan tersebut.

1.5. Manfaat Perancangan

Dalam penyusunan proyek akhir ini, mahasiswa diharapkan mampu

dan kreatif dalam menyusun proyek akhir. Manfaat yang dapat diambil

adalah:

1. Untuk dijadikan sebagai proyek tugas akhir yang menjadi syarat

kelulusan.

2. Sebagai proses pembelajaran bagi mahasiswa dan suatu aplikasi dari

keseluruhan ilmu yang telah dipelajari selama proses kuliah.




ii

3. Dapat mengetahui proses perencanaan yang terjadi dalam suatu proyek

jembatan.




ii

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Uraian

Salah satu sarana untuk memperlancar kegiatan trasportasi darat adalah

jembatan yang merupakan suatu bagian dari jalan raya yang berfungsi untuk

menghubungkan jalan yang terputus karena adanya rintangan seperti danau,

sungai, jurang, lembah dan lain sebagainya. Dengan adanya jembatan

diharapkan dapat membantu kelancaran gerak barang dan jasa khususnya pada

jalur darat dan akan memacu pertumbuhan perekonomian masyarakat.

Pada tahap perencanaan bangunan atas, bangunan bawah, dan pondasi

yang akhirnya dipilih adalah yang paling baik memenuhi pokok-pokok berikut

(BMS BDM Tahun 1992 hal 3-4) :

• Kekuatan unsur struktural dan stabilitas keseluruhan

Unsur-unsur tersendiri harus mempunyai kekuatan memadai

untuk menahan beban ULS-keadaan batas ultimate, dan struktur sebagai

kesatuan keseluruhan harus berada stabil pada pembebanan tersebut.

Beban ULS didefinisikan sebagai beban-beban yang mempunyai 5%

kemungkinan terlampaui selama umur rencana struktur.

• Kelayanan struktural

Bangunan bawah dan pondasi harus berada tetap dalam

keadaan layan pada beban SLS-keadaan batas kelayanan. Hal ini berarti

bahwa struktur tidak boleh mengalami retakan, lendutan atau getaran

sedemikian sehingga masyarakat menjadi khawatir atau jembatan

menjadi tidak layak untuk penggunaan atau mempunyai pengurangan

berarti dalam umur kelayanan. Pengaruh-pengaruh tersebut tidak

diperiksa untuk beban ULS, tetapi untuk beban SLS yang lebih kecil dan

lebih sering terjadi dan didefinisikan sebagai beban-beban yang

mempunyai 5% kemungkinan terlampaui dalam satu tahun.

• Keawetan




ii

Bahan struktural yang dipilih harus sesuai untuk lingkungan,

misalnya jembatan rangka baja yang di galvanisasi tidak merupakan

bahan terbaik untuk penggunaan dalam lingkungan laut agresip garam

yang dekat pantai.

• Kemudahan konstruksi

Pemilihan rencana harus mudah dilaksanakan. Rencana yang sulit

dilaksanakan dapat menyebabkan pengunduran tak terduga dalam proyek

dan peningkatan biaya sehingga harus dihindari sedapat mungkin.

• Ekonomis dapat diterima

Rencana termurah yang sesuai pendanaan dan pokok-pokok

rencana lainnya adalah umumnya terpilih. Penekanan harus diberikan

pada biaya umur total struktur yang mencakup biaya pemeliharaan dan

tidak hanya pada biaya permulaan konstruksi.

• Bentuk estetika

Struktur jembatan harus bisa menyatu dengan pemandangan alam

dan menyenangkan untuk dilihat. Penampilan yang baik umumnya

dicapai tanpa tambahan dekorasi.

2.2 . Data Perencanaan Jembatan

2.2.1. Data Tanah

Berdasarkan hasil sondir pada sandaran kanan, bahwa pada

kedalaman 1,50 meter sudah mencapai batuan keras dengan nilai konus

130 kg/cm2 dan total hambatan lekatnya lebih dari 2000 kg/cm2.

Dengan demikian batu gamping keras sebagai batuan dasar di

daerah ini sudah dicapai pada kedalaman 1,50 meter.

Hampir sama dengan sandaran kanan, hasil sondir pada sandaran

kiri, menunjukkan bahwa pada kedalaman 2,00 meter sudah mencapai

batuan keras.

2.2.2. Data Hidrologi / Data Banjir

Data hidrologi diperlukan untuk menentukan tinggi muka air banjir

(MAB) maksimum yang terjadi, sehingga dapat dipakai untuk

menentukan elevasi muka jembatan.




ii

Pada saat musim kemarau di sungai Kali Ondo masih terdapat

aliran sungai. Ketinggian muka air banjir yang pernah terjadi + 3 m dari

dasar sungai.

2.2.3. Data Bahan

a) Beton

a. Berdasarkan Bridge Design Code, BMS 1992 tabel 6.3 hal 6-24

didapatkan bahwa perkerasan dan lantai jembatan yang

berhubungan dengan lalu lintas menengah atau berat (kendaraan

mempunyai masa kotor lebih dari 3 ton), kuat tekan karakteristik

minimum untuk beton fc’ adalah 25 Mpa

b. Modulus elastisitas beton (Ejc) berdasarkan Bridge Design Code,

BMS 1992 pasal 6.4.1.2 hal 6-30 pada umur tertentu mutu beton

bisa diambil:

)'043,0(5,1 fcWcEcj =

Dimana :

Wc = Berat volume beton ≥ 24 Mpa (kg/m3)

fc’ = 25 Mpa

c. Tebal selimut beton

Tebal selimut beton direncanakan berdasarkan Bridge Design

Code, BMS 1992 tabel 6.6 hal 6-28.

b) Baja

Mutu tulangan yang digunakan adalah :

a. Untuk tulangan dengan D < 12 mm, maka fsy = 240 Mpa (Grade

U24), Bridge Design Code, BMS 1992 tabel 6.12 hal 6-35.

b. Untuk tulangan dengan D ≥ 13 mm, maka fsy = 390 Mpa (Grade

U39), Bridge Design Code, BMS 1992 tabel 6.12 hal 6-35.

c. Modulus elastisitas baja adalah 2.103 Mpa, Bridge Design Code,

BMS 1992 pasal 6.4.2.2 hal 6-35.




ii

2.2.4. Kriteria Desain Jembatan

Acuan / pedoman yang digunakan untuk perencanaan ulang

perhitungan Jembatan Purwodadi I dengan Sistem Beton Konvensional

adalah sebagai berikut :

2.3. BRIDGE DESIGN MANUAL ( BMS BDM - 1992)

2.4. BRIDGE CODE MANUAL ( BMS BDM - 1992)

2.5. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton ( SNI Beton – 1992 )

2.2.5. Struktur Penyusun Jembatan

Jembatan terdiri atas beberapa struktur bangunan yang umumnya

dibagi menjadi bangunan atas, bangunan bawah dan bangunan pelengkap.

Bangunan atas terdiri dari tiang sandaran, pelat lantai kendaraan, trotoar,

gelagar, dan diafragma sedangkan bangunan bawah terdiri dari abutment

atau kepala jembatan dan pondasi serta bangunan pelengkap yang terdiri

dari plat injak, dan wing wall.

2.2.5.1 Rencana Tegangan Kerja

Yang dimaksud dengan rencana tegangan kerja adalah

pendekatan elastis yang digunakan untuk memperkirakan kekuatan

atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam struktur sampai

tegangan ijin sebesar kurang lebih setengah dari kekuatan struktur

aktual pada beban kerja. Tegangaan kerja tersebut nilainya harus

kurang dari sama dengan tegangan ijin, nilai tegangan ijin dapat

diperoleh dengan membagi antara tegangan ultimate yang terjadi

dengan faktor keamanan (SF). Dapat ditulis dalam rumus:

Tegangan Kerja ≤ Tegangan ijin = SF

ultimateTegangan

Kekurangan dalam rencana tegangan kerja adalah kurangnya

efisiensi untuk mencapai tingkat keamanan yang konsisten jika

faktor kemanan dipergunakan untuk bahan saja.

2.2.5.2. Rencana Keadaan Batas

Rencana tegangan batas merupakan istilah yang digunakan

untuk menjelaskan pendekatan perencanaan dimana semua fungsi




ii

bentuk struktur telah diperhitungkan. Pada rencana keadaan batas,

tingkat keamanan digunakan lebih merata pada seluruh sturktur

dengan menggunakan faktor keamanan parsial. Perbedaan yang ada

dari rencana tegangan kerja dengan rencana keadaan batas adalah

jika pada rencana tegangan kerja faktor keamanan hanya digunakan

untuk bahan, sedangkan pada rencana keadaan batas faktor

kemanan terbagi antara beban dan bahan yang mengijinkan adanya

ketidakpastian pada dua bagian tersebut atau dapat ditulis dalam

rumus :

KR x kapasitas nomimal ≥ KU beban nomimal

Dimana : KR = Faktor reduksi kekuatan

KU = Faktor beban.

Untuk daftar lengkap faktor reduksi kekuatan dan faktor beban

dapat dilihat pada Bridge Design Manual, BDM hal. 2-6 sampai

2-10 atau seperti pada lampiran .

Pada perencanaan jembatan yang perlu diperhatikan adalah

beban - beban yang terjadi pada jembatan. Beban – beban tersebut

akan mempengaruhi besarnya dimensi dari struktur jembatan serta

banyak tulangan yang di golongkan berdasarkan sumbernya yaitu:

1. Aksi Tetap

Aksi tetap merupakan aksi-aksi dari beban yang terjadi

secara menetap pada jembatan selama umur rencana jembatan

tersebut. Beban-beban tersebut antara lain berat sendiri bangunan

jembatan, beban akibat sandaran, beban air hujan dan lain-lain.

2. Beban Lalu Lintas

Beban lalu lintas merupakan beban-beban yang terjadi akibat

adanya gaya-gaya yang ditimbulkan oleh adanya lalu lintas yang

melalui jembatan selama umur rencana jembatan (UDL, KEL, dan

Truk).

3. Aksi Lingkungan




ii

Beban-beban yang ditumbulkan merupakan beban yang

terjadi karena adanya faktor lingkungan yaitu beban akibat gempa,

beban akibat angin, beban tekanan tanah dan lain sebagainya.

4. Aksi Lainnya

Selain berdasarkan sumbernya beban-beban pada jembatan

dapat dibedakan berdasarkan jenisnya, yaitu :

a. Beban Mati

Beban mati struktur jembatan adalah berat sendiri dari

masing – masing bagian struktural jembatan dan berat mati

tambahan yang berupa berat perkerasan. Masing – masing berat

bagian tersebut harus dianggap sebagai aksi yang saling terkait.

b. Beban Hidup

Beban hidup pada jembatan meliputi :

1. Beban Lalu Lintas

Beban lalu - lintas untuk perencanaan struktur jembatan terdiri

dari beban lajur “ D ” dan beban truk “ T ” :

a) Beban Lajur “ D ”

Beban lajur D bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan

dan menimbulkan pengaruh pada girder yang ekivalen

dengan suatu iring – iringan kendaraan yang sebenarnya.

Intensitas beban D terdiri dari beban tersebar merata dan

beban garis.

a.1) Beban Tersebar Merata (UDL = q)

Besarnya beban tersebar merata q adalah:

- q = 8,0 kN/m² ( untuk L < 30 m ), digunakan

dalam desain

- q = 8,0 ( 0,5 + 15/L ) kM/m² ( untuk L > 30 m

)dimana L = bentang girder menerus

a.2) Beban Garis (KEL = P)




ii

Besarnya beban garis ” P ” ditetapkan sebesar 44

kN/m.

b) Beban Truk “ T ”

Beban truk ” T ” adalah berat satu kendaraan berat dengan

3 as yang ditempatkan pada beberapa posisi yang

digunakan untuk menganalisis pelat jalur lalu – lintas.

Gambar 2.1 Pembebanan Truk

c) Faktor Pembesaran Dinamis

Faktor pembesaran dinamis (DLA) berlaku pada ”KEL”

lajur ”D” dan truk ”T” sebagai simulasi kejut dari

kendaraan bergerak pada struktur jembatan. Untuk Truk

”T” nilai DLA adalah 0,3 sedangkan untuk ”KEL” lajur

”D” nilai dapat dilihat pada tabel 2.1.




ii

T

T

a

Tabel 2.1 Faktor Beban Dinamik untuk ”KEL”

Lajur ”D”

2. Beban Pejalan Kaki

Intensitas baban pejalan kaki dipengaruhi oleh luas total

daerah pejalan kaki yang direncanakan. Besarnya beban yang

bekerja adalah 0,5 kN/m².

3. Gaya Rem

Pengaruh pengereman kendaraan diperhitungkan dalam

analisis jembatan dimana gaya tersebut bekerja pada

permukaan lantai jembatan.

c. Beban Lateral

1. Beban Gempa

Pembebanan gempa dihitung berdasarkan Pedoman

Perencanaan Ketahanan Gempa untuk jembatan, yaitu:

V = C . S . I . Wt

Keterangan : C = Koefisien gempa dasar

I = Faktor keutamaan

S = Faktor jenis struktur

2. Beban Angin

Beban angin dapat dihitung berdasarkan Peraturan

Pembebanan Indonesia.

Bentang Ekuivalen Lε (m) DLA (untuk kedua

keadaan batas)

Lε ≤ 50 0.4

50 < Lε < 90 0.525 – 0.0025 Lε

Lε ≥ 90 0.3




ii

d. Beban Kombinasi

Kombinasi pembebanan didasarkan pada ketentuan dalam

Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan (BMS – 1992), yaitu

terdiri atas :

- Kombinasi beban tetap

- Kombinasi beban sementara

- Kombinasi beban pelaksanaan.

2.3. Struktur Bangunan Atas

Struktur bangunan atas jembatan terdiri dari tiang sandaran, pelat lantai

kendaraan dan trotoar, gelagar, serta diafragma. Dimana bagian – bagian

tersebut akan dijelaskan segabai berikut.

2.3.1. Tiang Sandaran

Tiang sandaran pada jembatan berguna sebagai pembatas atau

pengaman pejalan kaki yang melintas di atas jembatan agar tidak jatuh ke

sisi luar jembatan. Perencanaan tiang sandaran disesuaikan dengan Bridge

Design Code, BMS 1992 Pasal 2.9.5 hal 2-69, tiang sandaran untuk pejalan

kaki harus direncanakan untuk dua pembebanan yang bekerja secara

bersamaan dalam arah menyilang vertikal dan horisontal dengan masing-

masing beban sebesar W* = 0.75 kN/m.

a. Gaya yang bekerja pada tiang sandaran

1. Beban Hidup (Gaya vertical) = 0,75 kN/m

2. Beban Hidup (Gaya horizontal) = 0,75 kN/m

3. Berat sendiri tiang sandaran (gaya vertikal) = 0,0508 kN/m

4. Momen yang terjadi pada pipa sandaran

M1 = M berat sendiri + M gaya verikal

M2 = M gaya horizontal

5. M kombinasi (resultan ) = 2

22

1MM +




ii

b. Cek kekuatan profil Pipa Sandaran

250fy

tdo

s =λ ( Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan,

BMS sandaran pasal 7.5.3.1 hal 7-45 )

Syarat λs < λep untuk penampang kompak sesuai Peraturan

Perencanaan Teknik Jembatan, BMS Pasal 7.5.3.2 hal 7-46 dimana

penampang kompak adalah penampang yang tidak mengalami tekuk

setempat dan mampu mengembangkan kekuatan plastis penuh.

Dalam peraturan BMS dijelaskan bahwa dalam perencanaan

sandaraan direncanakan berdasarkan daya layan sehingga berlaku

persamaan sebagai berikut:

Ms* = fab . Ze (PPTJ, BMS hal 7-44)

Fab = 0,55 . fy

Ze = 1,5 . Z

untuk penampang kompak, (Peraturan Perencanaan Teknik

Jembatan, BMS Pasal 7.5.3.2 hal 7-46)

dengan syarat λs < λep

Kontrol Momen lentur:

*100

1 Msras

Mr

+≤

(Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, BMS Pasal 7.5.2.3 hal

7-45)

Mr = momen resultan yang terjadi pada pipa

ras = tegangan berlebihan yang dijinkan

(Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, BMS Pasal 2.7.4 ras =

25 %)




ii

P = 15 KN/m

250

200

150

2.3.2. Perencanaan Pelat

Perencanaan awal pelat lantai sesuai dengan Bridge Design

Manual, BMS 1992 hal 5-4.

Jenis Unsur Tinggi Nominal

Pelat Beton

Bertulang

200 ≤ D ≥ 100 +

0.04 L

Catatan : 1. Tinggi pelat menerus adalah 90 %

dari tinggi bentang sederhana diatas

2. D dan L dalam mm

Tabel 2.2. Tinggi Pelat Beton Bertulang

Dimana L adalah Panjang bentang jembatan

Beban rencana untuk kendaraan pada pelat diasumsikan dengan

beban truk. Truk “T” harus ditempatkan di tengah lajur lalu lintas dan

dalam tiap lajur lalu lintas rencana untuk panjang penuh jembatan

ditempatkan hanya satu truk.

2.3.3. Perencanaan Kerb

Beban hidup pada kerb diperhitungkan sebesar 15 kN/m yang bekerja

pada bagian atas kerb sepanjang jembatan dengan arah horisontal

(Peraturan Perencanaan Tekik Jembatan, BMS hal 2-67 pasal 2.9.1).

Gambar 2.2 Kerb




ii

2.3.4. Perencanaan Gelagar

Untuk lebar jalur kendaraan jembatan kurang atau sama dengan

5,5 m, maka beban D harus ditempatkan pada seluruh jalur dengan

intensitas 100%, dan apabila lebih besar dari 5.5m beban D harus

ditempatkan pada dua jaluir lalu-lintas rencana yang berdekatan dengan

intensitas yang tercantum pada Peraturan Perencanaan Teknik

Jembatan, BMS pasal 2.33. Sedangkan sisa dari jalur dengan intensitas

sebesar 50% seperti tercantum pada Bridge Design Manual, BMS pasal

2.3.2 hal 2-18.

Gambar 2.3 Kedudukan Beban lajur “ D “




ii

Pada awal perencanaan gelagar beton bertulang harus sesuai

dengan Bridge Design Manual, BMS 1992 hal. 5-4.

Jenis Unsur Tinggi Nominal

Gelagar beton bertulang D ≥ 165 + 0.06 L

Catatan : 1. Tinggi gelagar adalah 90 % dari tinggi bentang

sederhana diatas

2. D dan L dalam mm

3. Dimana L adalah panjang jembatan

Tabel 2.3 Tinggi Gelagar Beton Bertulang

Atau dapat juga menggunakan sesuai dengan Bridge Design

Manual, BMS hal 3-24 yaitu untuk gelagar beton ‘T’ dengan variasi

bentang antara 6 m hingga 25 m perbandingan tipikal tinggi/bentang

adalah x L x L15

1 sampai

12

1.

2.4. Perencanaan Perletakan Elastomer

Dalam perencanaan elastomer diperlukan beberapa tahapan uji coba

sampai diperoleh ukuran perletakan yang memadai. Tahapan perencanaan

tersebut sesuai dengan Bridge Design Manual, BMS hal 7-4 antara lain:

a. Tentukan beban dan gerakan terburuk,

b. Buatlah pemilihan perletakan permulaan,

c. Periksa pemilihan perletakan permulaan terhadap :

Ø Bentuk dan fungsi yang tepat

Ø Regangan geser maximum

Ø Tegangan tekan rata-rata

Ø Tahanan gesek terhadap geseran

Ø Luas tumpuan efektif

Ø Tebal plat baja minimum




ii

2.4.1. Penentuan beban dan gerakan terburuk

Terdiri dari beban tegak lurus pada permukaan tumpuan (V*)

dan beban Horisontal (H*) dan gerakan tangensial dan Perputaran

relative.

1. Beban vertikal atau reaksi perletakan (V*)

a. Reaksi total maksimum akibat beban mati dan beban

hidup

Ra* = Rb*

b. Reaksi total maksimum akibat beban mati sa ja

Ra* = Rb*

= [R (Difragma + bs.primer&sekunder)]

2. Gaya horisontal ( H*)

Gaya Horisontal berasal dari :

a. Dari beban mati pada kepala jembatan

R akibat beban mati = H1 = 15 % x R

b. Akibat gempa bumi

H2 = Kh x V .......... BMS PPTJ hal 2-34

Kh = C . S

= 0,1 x 1

= 0,1

C = 0,1

S = 1

( asumsi dapat menahan simpangan besar)

c. Akibat gaya rem

H3 = F rem

d. Akibat pengaruh suhu dan susut

Akibat pengaruh suhu dan susut pada arah melintang

dapat diabaikan.

(Peraturan Pengantar Teknik Jembatan, BMS hal 6-76)

H* total = H1 + H2 + H3




ii

3. Gerakan tangensial (αa αb,αs )

αa = xAtxG

xtH

1000

* ..............Bridge Design Manual hal 7-6

dimana :

H = gaya horisontal

T = tebal karet landasan

G = modulus geser = 0,69 MPA

A = luas denah karet

αb = 0 ( lebar jembatan < 10 meter )

αs = αa + αb

2.4.2. Pemilihan perletakan

Dalam pemilihan ukuran perletakan bisa didapatkan pada tabel

7.4 (a) sampai dengan 7.4 (t) Brigde Design Manual, BMS hal

7-7 dengan ukuran dimensi dan kekuatan yang berbeda-beda.

2.4.3. Periksa perletakan

Periksa perletakan dengan perumusan dari BMS BDM hal 7-17

sebagai berikut :

1. Faktor bentuk harus berada 4 ≤ s ≤ 12 …..

S = toba

ba

)(2

.

+

2. Jumlah regangan tekan, perputaran, dan geser

Esc + Est + Esh = Et 6

6,2≤

3. Pembatasan regangan geser

Esh = 0,7 bila Aeff ≥0,9A

Esh = A

Aeff.2- 1,1




ii

bila 0,9 A ≥ Aeff ≥ 0,8 A

4. Luas tumpuan eff min Aeff ≥ 0,8A

5. Mencegah lelah khusus pada jembatan

GEscl

69,04,1≤

6. Stabilitas perletakan dalam tekan

t

sGbo

Aeff

V

3

...2*≤

7. Tebal minimun ts dari pelat baja yang tertanam dalam

perletakan

3mm mmAfy

tVt

1000.1.*31 ≥≤

8. Tahanan gesekan tidak cukup, dan tahanan mekanis geseran

diperlukan bila :

H* ≥ 0,1 ( V*+ Aeff x 103) untuk semua kombinasi beban.

2.5. Struktur Bangunan Bawah

Struktur bangunan bawah jembatan terdiri dari kepala jembatan

(abutment) dan pondasi. Dimana bagian – bagian tersebut akan dijelaskan

segabai berikut :

2.5.1. Kepala Jembatan (abutment)

Kepala jembatan (abutment) adalah suatu bangunan yang

meneruskan semua beban baik beban hidup maupun beban mati dari

bangunan atas dan tekanan tanah ke tanah pondasi. (Ir. Suyono

Sosrodarsono, hal 303, “Mekanika Tanah&Teknik Pondasi”).

Disain awal kepala jembatan secara umum harus disesuaikan dengan

jenis pondasi yang digunakan dan ketinggian dari jembatan yang

direncanakan. Jika pemilihan telah dilakukan maka dapat dilihat cara

pendisainan pada Bridge Design Manual, BMS hal 3-28 sampai 3-41.




ii

Seperti yang telah disebutkan, beban yang diterima kepala jembatan

antara lain beban bangunan atas dan tekanan tanah. Tekanan tanah aktif

merupakan tekanan tanah yang membebani dinding penahan tanah dengan

arah horisontal, apabila dinding penahan tanah digerakkan ke arah tanah

isian di bagian belakang maka tekanan tanah akan meningkat perlahan-

lahan sampai mencapai suatu harga tetap. Tekanan tanah pasif mempunyai

tegangan horisontal yang arahnya berlawanan dengan tekanan tanah aktif.

Pada tanah dibagian belakang dinding penahan harus diperhitungkan

ada beban tembahan yang bekerja akibat beban lalu lintas di atas tanah,

besar beban lalu lintas tersebut setara dengan tanah setebal 0,6 m yang

bekerja secara merata pada bagian tanah yang dilewati oleh beban lalu

lintas tersebut (Bridge Design Code, BMS hal 2-18).

Gambar 2.4 Arah gaya tekanan aktif

Dimana : γ = Berat isi tanah (t/m3)

h = Kedalaman tanah (m)

q = Beban merata (t/m)

Ko = Koefisien tekanan tanah

γ h Ko q Ko

q

h P

P




ii

Nilai dari koefisien tekanan tanah dapat dicari dengan menggunakan

rumus :

φ−=

245 2tan Ko

Harga untuk φ dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Macam tanah φ (dalam o)

Kerikil kepasiran

Kerikil kerakal

Pasir padat

Pasir lepas

Lempung kelanauan

Lempung

35 – 40

35 – 40

35 – 40

30

25 – 30

20 – 25

Tabel 2.4 Harga φ Untuk Tiap Jenis Tanah

Pada kepala jembatan harus direncanakan adanya beban gempa,

mengenai pengaruh gempa disebutkan adanya 3 macam beban yang

terjadi pada abutmen akibat gempa yaitu :

- Beban horizontal statis ekivalen

(Bridge Design Code, BMS hal 2-45 Pasal 2.4.7.1 )

- Tekanan tanah lateral akibat gempa


- Beban vertikal statis ekivalen


2.5.2. Pondasi

Pondasi adalah bagian terbawah dari suatu struktur yang

berfungsi menyalurkan beban dari struktur diatasnya ke lapisan

tanah pendukung. Penentuan jenis pondasi biasanya dipengaruhi

keadaan tanah disekitar bangunan atau pun jenis beban bangunan itu

sendiri. Pondasi merupakan bagian dari struktur yang berfungsi




ii

meneruskan beban menuju lapisan tanah pendukung dibawahnya.

Dalam struktur apapun, beban yang terjadi baik yang disebabkan

oleh berat sendiri ataupun akibat beban rencana harus disalurkan ke

dalam suatu lapisan pendukung dalam hal ini adalah tanah yang ada

di bawah struktur tersebut.

Dalam proyek akhir ini, digunakan pondasi langsung karena

kedalaman tanah 1,5 – 2 m.

Tahap perencanaan pondasi menurut BMS:

1. Memeriksa rencana ketahanan lateral ultimate untuk beban ULS

SF = ≥ 1,1

(Bridge Design Manual, BMS hal 9-3)

2. Memeriksa rencana stabilitas terhadap putar rotasi ultimate untuk

kasus beban ULS keadaan batas ultimate

SF = ≥ 1,1

3. Memeriksa agar tekanan pondasi tidak melebihi kapasitas dukung

ultimate pada pembebanan ULS keadaan batas ultimate

4. Memeriksa agar penurunan, perpindahan geseran dan rotasi

terangkatnya pondasi tidak menguragi kelayanan jembatan.

( Bridge Design Manual, BMS hal 9 -2 )

2.5.3. Bangunan Pelengkap Jembatan

2.5.3.1.Pelat injak

Sesuai dengan BMS BDM hal 3-31 untuk dimensi permulaan

pelat injak, panjang pelat injak dapat diambil sebesar 2500 mm dan

setebal 200 mm. Lebar pelat injak disesuaikan dengan kelas jembatan

Jumlah gaya ULS yang menahan geser

Jumlah gaya ULS yang menyebabkan geser

Jumlah gaya ULS yang menyebabkan guling

Jumlah gaya ULS yang menahan guling

Rencana kapasitas daya dukung

Jumlah gaya ULS yang bekerja

≥ 1,0




ii

tetapi umumnya digunakan lebar jalan kendaraan dengan kebebasan

600 mm terhadap tembok-tembok sayap.

2.5.3.2.Wing wall (Tembok sayap)

Wing wall berfungsi untuk menjaga agar tanah timbunan yang

berada di belakang abutment tidak longsor jika terdapat beban lalu

lintas. Dimensi permulaan untuk wing wall sesuai dengan BMS BDM

hal 3-31 adalah untuk lebar tembok sayap diambil sebesar 20

1tinggi

tembok sayap atau minimal 200 mm.

Untuk pembebanan tembok sayap di asumsikan bahwa tembok

sayap dibebani oleh gaya horisontal tegak lurus terhadap dinding

(BMS BDC pasal 6.9 hal 6-69).

2.6. Penulangan Jembatan

Fungsi penulangan pada jembatan adalah untuk menahan tegangan

tarik yang terjadi pada beton akibat adanya beban dimana beton sendiri hanya

kuat menahan tegangan tekan tetapi lemah terhadap tegangan tarik.

Penulangan secara umum dapat dibagi sebagai berikut :

2.6.1. Tulangan Lentur

Tahapan penulangan untuk tulangan lentur seperti terdapat

pada BMS BDM hal 5-11.

Rn = 2bd

Mu

φ (1)

Lihat tabel BMS 2bd

Mn →

2bd

Ast diketahui (2)

ρ min = fy

4,1 (3)

ρ min > 2bd

Ast............ digunakan ρ min (4)

As= ρ b d (5)




ii

2.6.2. Tulangan Geser

Tahap penulangan untuk tulangan geser seperti terdapat pada

BMS BDM hal 5-97.

V* < Vumaks (1)

V* < Kcr. Vumin (2)

Vumin = Vuc + 0,6.bv.do (3)

Vumaks = 0,2.fc’.bv.do (4)

31

321

'

=

bvxd

AstxfcxbvxdVuc βββ (5)

β1 = 1,4 - 34,11,12000

=≥do

(6)

β2 = 1

β3 = 1

dimana :

Vuc = kekuatan geser

Ast = luas potongan melintang tulangan

do = panjang potongan penampang

bv = lebar potongan penampang

Asv min = tfsy

sbv

.

..35,0 (7)

2.6.3. Tulangan Puntir (Torsi)

Tahap penulangan untuk tulangan puntir seperti terdapat pada

BMS BDM hal 5-104.

a. Geser + torsi

Masukkan rencana momen puntir / T*

Hitung modulus penaampang, Jt




ii

Jt = 0,4.x2.y (1)

x = lebar penampang

y = tinggi penampang

Hitung batas kehancuran badan

Vu max = 0.2.Fc'.bv.do (2)

Tu maks = 0,2.fc’.Jt (3)

Persyratan tulangan puntir (BMS,BDC 6-64)

(4)

Ct =b.d/∑ x².y

Tuc =(√f'c/15) x ∑X²Y / √1+(0.4 x Vu / Ct x Tu)² (5)

Kontrol :

T* ≥ 0.25.Kcr.Tuc (6)

Kontrol :

(7)

Periksa T* ≤ Kcr.Tu maks (8)

Tuc = kekuatan puntir murni

Tuc = Jt (0,3. 'fc ) (9)

Tentukan keperluan tulangan

T* ≥ 0,25.Kcr.Tuc (10)

Hitung luas sangkar tulangaan (At) dan keliling tulangan (Ut).

At =x1 . Y1 (11)

Ut =2.( x1+y1 ) (12)

Kontrol apakah : (Asw/s) minimum < (Asw/s) (13)

=mins

Asw (14)

1max.

*

max.

*≤+

Vu

V

Tu

T

KKR

C

R

C

5.0max.

*

max.

*≤+

Vu

V

Tu

T

KKR

C

R

C

fsy

yx

12,0




ii

Tus = Tu/Kcr -Tuc (15)

Mengingat

Tus = fsy.(Asw/s).2.At.cot θt (BMS) (16)

dan θt secara konservativ diambil 45º , dan Tus ≥ T*/Kcr

(Asw / s) = (17)

periksa agar s < jarak antara maksimum S maks

S maks < 0,12.Ut atau 300 (18)

b. Hitung tulangan puntir memanjang (BMS 5-102) :

Asw min = (0.2 . Y1 . Ut)/fsy (19)

Hitung tulangan memanjang

Dalam daerah tarik :

As = 0,5 . 2 tθUt.cot

s

Asw

(20)

Ut = keliling poligon yang ditentukan untuk At

Dalam daerah tekan :

As = 0,5. '2 tθUt.cot

s

Aswfc−

(21)

1...2

)(

Atfy

Tus




ii

BAB III

METODOLOGI

Metodologi suatu perencanaan adalah tata cara atau urutan kerja suatu

perhitungan perencanaan untuk mendapatkan hasil perencanaan ulang jembatan.

Metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan proyek akhir ini sebagaimana

ditunjukkan pada gambar 3.1. Adapun uraian dan metodologi dapat dijelaskan

sebagai berikut ;

3.1 Persiapan

Persiapan dalam penyelesaian proyek akhir ini meliputi kegiatan

sebagai berikut ;

1. Mencari informasi dan sekaligus meminta data – data kepada instansi

terkait, dalam hal ini Dinas Pekerjaan Umum Jawa Timur.

2. Mempelajari bentuk data – data yang telah diperoleh untuk selanjutnya

dilakukan penyusunan proposal proyek akhir.

3. Mencari, mengumpulkan, dan mempelajari data yang dapat mendukung

dalam penyusunan proyek akhir.

4. Mensurvey lokasi jembatan, dalam proyek akhir ini lokasi jembatan di

daerah Donomulyo, Kab. Malang.

3.2 Pengumpulan Data

Seluruh data atau informasi perencanaan jembatan ini dikumpulkan

berdasarkan data sekunder yang diperoleh dari Dinas Pekerjaan Umum Bina

Marga Propinsi Jawa Timur. Adapun data yang diperoleh tersebut di

antaranya:

1. Data Gambar

2. Data Topografi

3. Data Penyelidikan Tanah

4. Data Hidrologi

5. Data Survey Pendahuluan




ii

3.3 Spesifikasi Perencanaan Jembatan

3.3.1. Metode Perencanaan Jembatan

Perencanaan jembatan Pendem seperti yang telah disebutkan di

atas tersusun atas satu sistem perencanaan untuk gelagar yaitu gelagar

beton bertulang untuk bentang yang direncanakan memiliki panjang 40

m. Jembatan Pendem direncanakan memiliki lebar lantai kendaraan 9

m yang terbagi atas dua jalur yang pada setiap jalur terdiri satu lajur

dan direncanakan terdapat trotoar selebar 1 m di setiap sisi jembatan.

Pembebanan menggunakan rencana keadaan batas yaitu mengalikan

beban dengan faktor beban untuk keadaan ultimate. Untuk beban mati

ultimate dikalikan faktor beban 1,3 dan untuk beban hidup ultimate

dikalikan faktor beban 2, hal ini berlaku untuk setiap menghitung

bangunan jembatan pondasi.

3.3.2. Urutan Perencanaan Jembatan

3.3.2.1. Preliminary Design

a. Perencanaan Pelat Lantai

Perencanaan dimensi awal untuk tebal minimum pelat lantai dapat

menggunakan rumus 200 ≤ D ≥ 100 + 0.04 L (Bridge Design

Manual, BMS hal. 5-4).

b. Perencanaan Gelagar

Perencanaan gelagar beton bertulang dapat menggunakan rumus D

≥ 165 + 0.06 L (Bridge Design Manual, BMS hal. 5-4) atau

dapat juga menggunakan rumus perbandingan tipikal antara tinggi

jembatan/bentang jemabatan x L x L15

1 sampai

12

1 (Bridge

Design Manual, BMS hal. 3-24)., dimana nilai L diketahui

20,8 m. Untuk lebar gelagar dapat menggunakan pendekatan B ≤

0,5 H, H adalah tinggi gelagar.




ii

3.3.2.2. Perencanaan Elemen Struktur Bangunan Atas

a. Perencanaan dimensi struktur beton bertulang

Merencanakan setiap dimensi struktur penyusun bangunan atas

jembatan yang disesuaikan dengan peraturan yang digunakan (BMS

1992).

1) Perencanaan sandaran

2) Perencanaan trotoar dan kerb

3) Perencanaan pelat lantai kendaraan dan pelat lantai trotoar

4) Perencanaan diafragma beton bertulang

b. Pembebanan struktur

Menganalisa seluruh beban yang masuk ke struktur yang

direncanakan untuk bangunan atas, adapun diantaranya :

1) Beban mati

2) Beban hidup

3) Beban rem

4) Beban roda

c. Penulangan

Penulangan menggunakan rumus yang terdapat pada bab II

untuk mendapatkan tulangan lentur, tulangan geser, dan tulangan

torsi.

3.3.2.3. Perencanaan Elemen Struktur Bangunan Bawah

a. Perencanaan dimensi struktur

Merencanakan setiap dimensi struktur penyusun bangunan

bawah jembatan yang disesuaikan dengan peraturan yang digunakan

(BMS 1992).

1) Abutment

2) Pilar

3) Pondasi




ii



direncanakan untuk bangunan bawah, adapun diantaranya :

1) Beban mati

2) Beban hidup

3) Beban akibat tekanan tanah

4) Beban gempa

5) Beban roda

6) Beban angin

c. Penulangan


untuk mendapatkan tulangan lentur dan tulangan geser.

d. Kontrol

Kontrol pada bangunan bawah meliputi kontrol momen guling

pada abutmen dan pilar serta kontrol tegangan tarik pada pondasi.

3.3.2.4. Perencanaan Elastomer


Merencanakan setiap dimensi elastomer jembatan yang

disesuaikan dengan peraturan yang digunakan (BMS 1992).

1) Abutment

2) Pilar

3) Pondasi



direncanakan untuk elastomer, adapun diantaranya :

1) Beban mati

2) Beban hidup





ii

4) Beban gempa

5) Beban roda

6) Beban angin

c. Penulangan



3.3.2.5. Perencanaan Bangunan Pelengkap


Merencanakan setiap dimensi struktur bangunan pelengkap

jembatan yang disesuaikan dengan peraturan yang digunakan (BMS

1992).

1) Plat Injak

2) Wing Wall



direncanakan untuk elastomer, adapun diantaranya :

1) Beban mati


c. Penulangan



3.3.2.6. Penggambaran

Hasil penggambaran yang dilakukan berupa :

- Gambar layout jembatan

- Gambar tampak jembatan

- Gambar potongan

- Gambar detail




ii

3.4 Flow Chart

Mulai

Survey Data Primer

Pengumpulan Data

Study Literatur

Pre elimary Design - Perencanaan Pelat Lantai - Perencanaan Gelagar - Perencanaan Diafragma

Perencanaan Bangunan atas

Kontrol Bangunan Atas

Menghitung Tulangan

Analisa Pembebanan - Beban mati - Beban hidup - Beban roda

Perencanaan Bangunan Bawah

A

OK

TIDAK OK




ii

A

TIDAK OK

OK

Analisa Pembebanan -Beban mati - Beban hidup 1.Beban roda 1.Beban akibat

tekanan tanah 2.Beban gempa 2.Beban angin

Perencanaan Elastomer

Kontrol Bangunan Bawah

Menghitung Tulangan

TIDAK OK

Analisa pembebanan - Beban mati - Beban hidup 1. Beban roda 1. Beban akibat

tekanan tanah 2. Beban gempa 2. Beban angin

Menghitung Elastomer

Kontrol Elastomer

OK

B




ii

Gambar 3.1 Tahap – Tahap Perencanaan

OK

B

Penggambaran • Gambar tampak • Gambar layout • Gambar potongan • Gambar detail

Selesai

Penyusunan Laporan

TIDAK OK

Perencanaan Bangunan Pelengkap

Analisa Pembebanan - Beban mati - Beban akibat tekanan

tanah

Menghitung Tulangan

Kontrol Bangunan Pelengkap




ii

BAB IV KESIMPULAN

Jembatan Purwodadi I yang terletak di ruas Panggungwaru – Mentaraman

yang dibangun dengan konstruksi balok prestressed tersebut akan di desain ulang

dengan metode beton konvensional atau beton bertulang dengan penampang “T”.

Pada jembatan tersebut juga akan di desain trotoir pada sisi kanan kiri jembatan

sepanjang 1,5 m.




ii

DAFTAR PUSTAKA

Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga, “Bridge Design

Manual Bridge Management System (BMS)”, 1992.

Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga, “Bridge Design

Code Bridge Management System (BMS)”, 1992.

Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga, “Peraturan

Perencanaan Teknik Jembatan Bridge Management System

(BMS)”, 1992.




ii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.................................................................... ..........i DAFTAR ISI.....................................................................................ii BAB I : PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang…...............................................................................................1 1.2 Perumusan Masalah…………...........................................................................2 1.3 Batasan Masalah…….……………...................................................................2 1.4 Maksud dan Tujuan............................................................................................3 1.5 Manfaat Perancangan.........................................................................................3

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Uraian.................................................................................................................5 2.2.Data Perencanaan Jembatan..............................................................................6

2.2.1 Data Tanah.................................................................................................6 2.2.2 Data Hidrologi/Data Banjir.......... .............................................................6 2.2.3 Data Bahan.................................................................................................7 2.2.4 Kriteria Desain Jembatan...........................................................................8 2.2.5 Struktur Penyusun Jembatan.....................................................................8

2.2.5.1 Rencana Tegangan Kerja....................................................................8 2.2.5.2 Rencana Keadaan Batas.....................................................................9

2.3. Bangunan Atas.................................................................................................13 2.3.1 Tiang Sandaran..........................................................................................13 2.3.2 Perencanaan Pelat......................................................................................15 2.3.3 Perencanaan Kerb......................................................................................15 2.3.4 Perencanaan Gelagar.................................................................................16

2.4. Perencanaan Perletakan Elastomer.................................................................17 2.4.1 Penentuan Beban dan Gerakan Terburuk..............................................18 2.4.2 Pemilihan Perletakan.................................................................................19 2.4.3 Periksa Perletakan.....................................................................................19

2.5. Struktur Bangunan Bawah...............................................................................20 2.5.1 Struktur Kepala Jembatan (Aboutment).................................................20 2.5.2 Pondasi.......................................................................................................22 2.5.3 Bangunan Pelengkap Jembatan................................................................23

2.6. Penulangan Jembatan.......................................................................................24 2.6.1 Tulangan Lentur........................................................................................24 2.6.2 Tulangan Geser..........................................................................................25 2.6.3 Tulangan Torsi...........................................................................................25

BAB III METODOLOGI 3.1.Persiapan............................................................................................................28 3.2.Pengumpulan Data.............................................................................................28 3.3.Spesifikasi Perencanaan Jembatan...................................................................29

3.3.1 Metode Perencanaan Jembatan...............................................................29 3.3.2 Urutan Perencanaan Jembatan................................................................29

3.4.Flow Chart.........................................................................................................33

BAB IV KESIMPULAN......................................................................................36

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................37




ii

BAB I PENDAHULUAN - digilib.its.ac.id · PROPOSAL TUGAS AKHIR PERENCANAAN ULANG JEMBATAN PURWODADI...

Documents

Transcript of BAB I PENDAHULUAN - digilib.its.ac.id · PROPOSAL TUGAS AKHIR PERENCANAAN ULANG JEMBATAN PURWODADI...