ECKO JEMBATAN

download ECKO JEMBATAN

of 14

Transcript of ECKO JEMBATAN

FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN BAB I DASAR TEORI A.Pengertian umum Jembatanmerupakansalahsatubentukkonstruksiyang berfungsimeneruskanjalanmelaluisuaturintangan.seperti sungai,laut,lembahdanlain-lainsehinggalalulintas jalan tidak terputus olehnya. Dalamperencanaankonstruksijembatandikenaldua bagian yang merupakan satu kesatuan yang utuh yakni: 1. Bangunan Bawah (Sub Struktur). 2. Bangunan Atas (Super Strukur). Bangunanatasterdiridarilantaikendaraan,trotoar; tiang-tiang, sandaran dan gelagar. Bangunanbawahterdiridaripondasi,abutmen,pilar jembatan, dan lain-lain B.Syarat dan Bentuk Jembatan Pemilihanbentukjembatansangatdipengaruhioleh kondisidarilokasijembatantersebut.Pemilihanlokasi tergantung medan dari suatu daerah dan tentunya disesuaikan dengankebutuhanmasyarakatdidaerah,dengankatalain bentuk dari konstruksi jembatan harus layak dan ekonomi. Perencanaankonstruksijembatanberkaitandengan pemilihanletaknya.Olehbeberapaahlimenentukansyarat-syaratuntukacuandarisuatuperencanaanjembatansebagai berikut: 1. Letaknyadipilihsedemikianrupadarilebarpengaliran agar bentang bersih jembatan tidak terlalu panjang. 2. Kondisidanparametertanahdarilapisantanahdasar hendaknyamemungkinkanpenggunaanstrukturpondasilebih efesien. FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN 3. Pengggerusan(scow-ing)padapenampangsungaihendaknya dapatdiantisipasisebelumnyadenganbaikagarpropil saluran di daerah jembatan dapat teratur dan panjang. Persilanganantarabentangsungaidenganbentang jembatanharussiku-siku,sebabpersilanganmiringtidak hanyamc,mperpanjaraglintasantetapijugamempersulit pelaksanaan kontruksi jembatan tersebut. Dari syarat-syarat tersebut diatas telah dijelaskan bahwa pemiliham lokasi penempatan jembatan merupakan salah satu dari rangkaiansistemperencanaankonstruksijembatanyangbaik, namun demikian aspek-aspek yang lain tetap menjadi bagian yang penting,misalnyasajasistemperhitungankonstruksi; penggunaan struktur ataupun mengenai sistem nonteknik seperti obyektivitas pelaksana dalam merealisasikan jembatan tersebut. Mengenaibentuk-bentukjembatanitudapatdibedakan sesuai dengan :a. Material yang digunakan Jembatankayu,penggunaannyadikhususkanuntuklalu lintasbiasadanmempunyaibentangyangrelatifkecil serta kadang disebut sebagai jembatan non permanen. Jembatanbaja,konstruksinyasecarakeseluruhanterbuat dariunsurbaja,baikuntukbentangyangcukupbesar maupunyangkecil.Jembatanbeton,secaragarisbesar samadenganjembatanbajanamunmaterialutamanya bersumber dari beton. Jembatan gabungan baja dan beton. b. Jenis konstruksinya Jembatanulir,termasukjembatangelagaryangterdiri daribentang-bentangyangbertumpupadatiang-tiang berulir,dimana terbuat dari gelagar-gelagar besi berantai kayu / senggelombang. Jembatangelagar,penggunaannyaapabilajembatanplat sudahtidakmampulagimemikulbebanyangbekerjapada jembatan tersebut.FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN Jembatanplat,merupakanjembatantanpabalokutama (gelagar).Jembatangantung,dapatdigunakanpadabentangpendek maupun pada bentang panjang, namun memerlukan kabel-kabel yangbertegangantinggisebabsemuamuatanyangbekerja pada jembatan dipikul oleh kabel. Jembatan dinding penuh, kadang terbuat dari kayu, tetapi kayu yang memenuhi persyaratan sulit untuk diperoleh dan jugamudahlapuk.Untukpemakaiandindingpenuhsaat sekarang kebanyakan terbuat dari baja. Jembatanlengkungan,jembataniniterbuatdaribeton tumbukuntukbentangkecildanbetonbertulangpada bentang yang besar. c. Menurut penggolongan Jembatan yang dapat digerakkan, merupakan jenis jembatan bajayangpelaksanaannyadibuatsebagaigelagardinding penuh. Jembatantetap,jenissepertiinidigunakanuntuk keperluanlalulintas,sepertijembatankayu,jembatan baja, jembatan beton dan jembatan batu. C.Jembatan Komposit a. Defenisi Jembatankompositmerupakanpaduankonstruksipelat betonbertulangdanbajayangbekerjamenjadisatu kesatuan dalam menahan beban yang bereaksi terhadapnya b. Sifat-Sifat Dasar Beton Betonadalahsuatucampuranyangterdiridari agregatalamsepertikerikil,pasirdanbahanperekat. Bahanperekatyangbiasadigunakanadalahmerupakan campuranairdansemen.Secaraumum,betondibagidalam duabagianyaitu:Betonbertulang,danyangtidak bertulang dengan mutu yang berbeda-beda. Beton bertulang adalahsuatubahanbangunanyangkuat,tahanlamadan FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN dapatdibentukmenjadiberbagaiukuran.Manfaatdan keserbagunaannyadicapaidenganmengkombinasikansegi-segiyangterbaikdaribetondanbajadengandemikian apabilakeduanyadikombinasikan,bajaakandapat menyediakan kekuatan tarik dan sebagian kekuatan geser, sedangkanpadabetonhanyakuatmenahankekuatantekan dari beban yang diberikan. D.Beban Yang Diperhitungkan Dalam Perencanaan Bebanyangbekerjapadastrukturkonstruksisuatu jembatandiIndonesiaberdasarkanperaturanmuatanuntuk konstruksijembatanjalanrayaNo.12tahun1970.Muatan tersebutbekerjasebagaimuatantetapdanmuatanbergerak, dengan perincian sebagai berikut: 1.Muatan Primer Muatan primer adalah muatan yang merupakan muatan utama dalamperhitunganteganganuntuksetiapperencanaan jembatan. Yang termasuk muatan primer adalaha. Muatan mati. Muatan mati adalah semua muatan yang berasal dari beratsendirijembatanataubagianjembatanyang ditinjau,termasuksegalaunsurtambahantetapyang dianggap merupakan satu kesatuan tetap dengannya. b. Muatan HidupMuatanhidupadalahsemuamuatanyangberasal dari berat kendaraan-kendaraan yang bergerak atau yang lalulintasdanberatorangyangberjalankakiyang dianggap bekerja pada jembatan. Muatanhidupdinyatakandalamduamacammuatan yaitumuatan"T",yangmerupakanmuatanuntuklantai kendaraan dan muatan "D", yang merupakan muatan untuk jalur lalu lintas kendaraan. Yangdimaksudjalurlalulintasadalahbagian darilantaikendaraanolehsatuderetankendaraan. Jalurlalulintasinimempunyailebarminimum2,75m FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN danlebarmaximum3,75m.Jumlahjalurlalulintas untukkendaraandenganlebar5,50mataulebih ditentukan dengan daftar di bawah ini: Lebar lantai kendaraan Jumlah jalu 5,50 8,25 m dari 8,25 11,25 m dari 11,25 15,00 m dari 15,00 18,75 m dari 18,75 22,50 m 2 3 4 5 6 Tabel 1. Jumlah Jalur Lalu Lintas -MuatanTadalahmuatanolehkendaraantrukyang mempunyai bebanrodasebesar 10ton, denganukuran-ukuran serta kedudukan. -MuatanDataumuatanjalurlaluiintasyangterdiri darimuatanpadasetiapjalurlalulintasyang terdiri dari muatan terbagi rata sebesar ton permeter panjang jalur, dan muatan garis P - 12 ton melintang jalur lalu lintas tersebut. Besar q ditentukan sebagai berikut : q = 2,2t /m' untuk L 30 m q = 2,2 t/m' - 601 , 1 (L-30) tmuntuk 30 m 60 m L = panjang dalam meter dari bentang yang bersangkutan DalampenggunaanmuatanDiniberlakupadajalurlalu lintas yang bagian dari lantai kendaraan sebesar 5,50 m selebihnyahanyadibebanisebesar50%darimuatanD tersebut. FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN c.Kejut Untukmemperhitungkanpengaruh-pengaruhdinamis lainnya tegangan-tegangan akibat muatan D harus dikaitkan dengankoefisienkejut.Koefisienkejutiniditentukan dengan rumus : LK++ =50201Dimana : K = Koefisien kejut L = Panjang dalam meter dari bentang yang bersangkutan. 2. Muatan Sekunder Muatansekunderadalahmuatanpadajembatan-jembatan yangmerupakanmuatansementara,yangselalubekerjauntuk perhitunganteganganpadasetiapperencanaanjembatan.Pada umumnyamuataninimengakibatkantegangan-teganganyang relatiflebihkecildaripadategangan-teganganakibat muatan primer, dan biasanya tergantung dari bentang, sistem jembatan, bahan dan keadaan setempat. Yang dimaksud dengan muatan sekunder adalah : a.Muatan angin. Pengaruhtekanananginsebesar150kq/m,pada jembatanditinjauberdasarkanbekerjanyamuatan anginhorisontalterbagiratapadaarahvertikal jembatan, dalam arah tegak lurus sumbu memanjang b.Caya akibat perbedaan suhu.c.Gaya rem dan traksi 3.Muatan khusus Muatankhususadalahmuatanyangmerupakanpemuatan khususuntukperhitunganteganganpadaperencanaanjembatan. Muatan ini bersifat tidak terlalu bekerja pada jembatan, hanya berpengaruh pada sebagian konstruksi, tergantung dari keadaan setempat. Yang termasuk muatan khusus adalah:a.Gaya akibat gempa bumi b.Gaya akibat aliran air c.Gaya akibat tekanan tanah dan lain-lain FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN E.Perencanaan Pipa Sandaran Pada perencanaan pipa sandaran, ditentukan: a.Beban hidup yang bekerja pada pipa sandaran (ql) Mmax = 1/8 . q . 1 b.Luas penampang pipa A = (D2 d2). (Buku Teknik Sipil, Nova Sunggono KH Ir)c.Momen tahanan ooMWWM= =d.Diameter dan tebal pipa sandaran yang dilihat pada tabel. e.Berat pipa = A x baja (7850 Kg/m2) F.Perencanaan Tiang Sandaran Pada perencanaan tiang sandaran ditentukan:1. Beban horisontal (H1) 2. Berat sendiri tiang sandaran + pipa sandaran3. Tulangan tiang sandaran G.Perencanaan Lantai Trotoar Pada perencanaan lantai trotoar, ditentukan:1. Data-data perencanaan yang dibutuhkan: - Beton = 2400kg/m3 -Tebal trotoar -Tebal kerb beton -Mutu beton ( fc ) - Mutu baja (fy) 2. Beban - beban yang diperlukan: -Berat sendiri trotoar (W1) -Berat sendiri kerb beton (W2) -Beban hidup (W3) -Beban tiang sandaran + pipa (W4) -Beban horisontal pada tiang sandaran (H1) -Beban horisontal ada kerb beton (H2)FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN 3. Perhitungan momen 4. Perhitungan tulangan H.Perencanaan Lantai Jembatan Perencanaan lantai kendaraan didasarkan pada :1. Beban mati -Akibat berat sendiri lantai kendaraan -Akibat berat aspal -Akibat berat air hujan2. Beban hidupBeban kendaraan kelas II, beban as = 20 Beban 1 roda = 10 ton. Perhitunganmomenyangterjadidisesuakandengan kondisi pembebanan, yaitu: 1. Bila satu roda ditengah antara dua balok memanjang 2. Dua roda berdekatan dengan jarak 1 m as ke as Perhitungan tulangan 2. d bMu Mu = Momen UltimateRatio tulangan: Syarat min < < maxLuas tulangan pokok As = . b . dLuas tulangan bagi : Untuk fy = 240 Mpa 100. . 25 , 0 h bAsb =Untuk fy = 400 Mpa 100. . 18 , 0 h bAsb =(Dasar-Dasar Perencanaan Beton bertulang hal. 78)I.Perencanaan Gelagar Type Komposit a.Perencanaan Gelagar Memanjang 1. Beban mati komposit (qdc) yang terdiri dari : a. Beban mati primer b. Beban mati sekunder d. Berat sendiri gelagar 2. Berat hidup kompsit (qlc) yang terdiri dari : FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN a. Beban merata (q) b. Beban garis (P) c. Beban hidup trotoar 3. Beban mati sebelum komposit (qdc) Perhitungan lebar efektif Untukmenghitungsifatpenampangkompositsecara praktis,konseplebarefektifperluditerapkan.Lebar efektifuntukgelagardalamdenganplatdikeduasisi gelagar,diambilhargaterendahsesuaistandarAISC (American Institute of Steel Construction). bE L / 4 bE bo (untuk jarak antara balok yang sama)bE bf + 16 ts Kontrol tegangan yang terjadi: a. Tegangan sebelum kompositFs = MD/WxSyarat Fs < fs 4000 kg/cm2 b. Tegangan setelah komposit Ix = Io +aY2 = Y/A Itr = Ix- AY2 Tegangan pada serat atas plat beton c f fcijinSbeton nMLc MDcFei45 , 0.= (+=Tegangan pada serat bawah balok bajaS fy fbijinSMLc MDlFbtr66 , 0 = (+=b.Perencanaan Balok Diagfragma Balokdiagfragmadirencanakansebagaibalok pengakuyangmenahangelagarterhadapbebanlateral yaitu beban angin. yf yECc22t=FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN Perencanaanbalokdiagfragmadidesain berdasarkanbatangtekan.(BukuStrukturBaja1 Desain dan Perilaku, Charles G. Salmon) Tegangan ijin : ( )( ) ( )33 222/8 / 1/8 / 3352/1Ccr KLCcr KLFyCcr KLFa +||.|

\|=Fa = Teganganijinpadaluasbrutodalam kondisi beban kerjaCc(KL/r) = Angka kelangsingan kolom J. Lendutan Untukmenentukanlendutanbatangkompositsecara akurat,beberapafaktoryangbiasanyatidakditinjauharus diperhitungkan.Faktar-faktoriniadalah:metode konstruksi,pemisahanmomenbebanhidupdanmomenbeban mati,sertapengaruhrangkak(creep)dansudutpadaplat beton. Metodekonstruksimenentukancarapenampanglintang kompositmemikulteganganbebanmati.Jikabalokbaja ditunjang dari bawah selama pengerasan plat beton, penampang kompositakanmengalamiteganganbebanmatidantegangan beban hidup. Namun jika balok baja tersebut ditunjang balok iniakanmengalamiteganganbebanmatidanpenampang komposit hanya mengalami tegangan beban hidup. Kontrol lendutanLendutan beban mati :xEIqdLfD38454=Lendutan beban hidup :EItrPLEItrqdLfl384 38453 4+ = FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN Lendutan total : F total = fD + fl Lendutan maksimum yang diizinkan:F max = L/360Syarat f total < f max K.Perencanaan Alat Penahan Geser (Shear Conector) Alat penahan geser dimaksudkan untuk menahan gaya geser horisontal yang timbul antara plat beton dan balok baja agar penampang komposit bekerja secara monolit. Walaupun lekatan yang timbul antara plat beton dan balok baja mungkin cukup besar,lekataninitidakdapatdiandalkanuntukmemberikan interaksi yang diperlukan. Juga gaya gesek antara platbetondanbalokbajatidakmampumengembangkan interaksi ini. Sebagai gantinya berat penyambung geser yang disambung ke puncak balok harus diberikan. Dalamperencanaanalatpenahangeser,rumusyang digunakan adalah:2. . . 85 , 01Ac c fFSVnhVh = =2.2f y AsFSVnhVh = =KekuatannominalVnhdibagidengan2sebagaiFaktor Keamanan(FS)untukmendapatkanbebanlayananyang dibutuhkan.Diambil kapasitas geser (Vnh) yang maksimum. DimanaVh= Gaya geser horisontal yang harus ditahan Vnh= Kekuatan nominakl Fc= Kekuatan tekan betonAc= Luas beton efektif As= Luas balok bajaFy= Tegangan leleh untuk balok baja Kapasitas alat penyambung untuk satu studFAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN Qn = 0,004 . ds2 f'c . Ec Dimana: ds= diameter stud Ec= modulus elastisitas beton W1,5 (0,041) fc Jumlahalatpenyambungyangdiperlukan(N),diperoleh dengan membagi harga Vh dengan gaya geser yang diizinkan pada suatu alat penyambung : QnVhN =(Buku Struktur Baja 2 hal 616) L.Perencanan Tumpuan Ukuran perletakan direncanakan :-Dalam arah memanjang (L)-Dalam arah lebar (B) 1. Perletakan rol Rumusuntukmencaritebalbantalan/kursidariplat perletakan : o .. . 32 / 1bL RaS =Dimana :Ra = Reaksi vertikal yang terjadi L= Panjang perletakan = Tegangan bantalan baja (1600 kg/cm) Untuk jari-jari gelinding digunakan rumus Hertz b dpd.. 10 . 75 , 06o=d= tegangan besi tuang (8500 kg/cm) 2.Perletakan sendi Untukmenentukantebalkursipadaperalatansendi digunakan tabel Muller Breslau (Buku Seri Perencanaan Jembatan hal 13) FAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN h/S2B/aS3W 3 4 5 6 4 4,2 4,6 5 0.2222 aS3h2 0.2251 aS3h2 0,2286 aS3h2 0,2815 aS3h2 Tabel 2. Muller Breslau Tinggiperletakansendi(h)dihasilkansetelah melihat tabel, kemudian menggunakan rumus :o . WMh =Sedangkanuntukjari-jarigelindingdigunakanrumus Herz bpr.. 8 , 0o=dimana bila didapatkan r, r min (3 cm), maka diambil r min yaitu 3 cm M.PercncanaanSambunganBaut Antara Diafragrma dengan Gelagar Dalammenentukankekuatanhubunganbaut,kitaharus meninjau aspek geser, tumpu,dan tarik,baik terhadap alat sambungannya maupun terhadap material yang disambung. Padasambunganinibaut-bautmengalamigeser,dan setiapbautmemikulbebanyangsoma.sehinggadalam perhitungannya hanya untuk menahan gaya reaksi saja. Kontrol pengaruh geser = P/A 0,6 (Buku PPBBI 1984 hal. 68)Menentukan kekuatan dukung dari baut. a. Untuk sambungan irisan satup = d2 p = d tuDiambil harga yang terkecilTegangan tumpu tu = 1,5 untuk S1 2d tu = 1,2 untuk 1,5 d S1 2dFAKULTAS TEKNIK UNKHAIR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL PERANCANGAN JEMBATAN b. Untuk sambungan irisan kembar p = d2 p = d tuDiambil harga yang terkecilTegangan tumpu sama dengan sambungan irisan satu.