erean Jalan Rel

Page | 1

TEKNIK SIPIL UNIV RIAUDESAIN JALAN REL

BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Desain Jalan Rel merupakan salah satu mata kuliah pilihan yang tersedia pada

Program Studi Teknik Sipil S-1. Desain Jalan Rel adalah bentuk aplikatif dan kompetensi

dasar yang menunjang keberhasilan mahasiswa dalam mempelajarinya.

Jaringan jalan rel merupakan prasarana transportasi darat yang dapat memegang

peranan yang sangat penting dalam sektor perhubungan terutama untuk kesinambungan

distribusi barang dan jasa. Dalam jumlah sangat besar. Keberadaan jalan rel juga sangat

diperlukan untuk menunjang laju pertumbuhan ekonomi dengan meningkatnya sarana

transportasi yang dapat menjangkau seluruh kawasan nusantara.

Dari seluruh fungsi dan runutan di atas, maka perencanaan jalan rel harus

bertujuan terciptanya lalu lintas yang lancar, aman, cepat, efisien dan ekonomis. Jalan-rel

harus memiliki syarat-syarat ekonomis menurut fungsi, volume serta sifat-sifatnya. Untuk

itu diperlukan perencanaan yang memenuhi atau sesuai dengan standar perencanaan.

Dalam perencanaan, bentuk geometriknya ditetapkan sedemikian rupa sehingga

lintasan yang bersangkutan dapat memberikan pelayanan yang optimal pada lalu lintas

sesuai dengan fungsi yang dititik beratkan pada perencanaan bentuk fisik dan

konstruksinya.

Perencanaan geometrik jalan rel merupakan bagian dari perkerjaan yang

menentukan dimensi yang dinyatakan dari suatu jalan rel beserta bagian-bagiannya.

Geometrik jalan rel meliputi:

Alinemen Horizontal

Alinemen horizontal dititik beratkan pada bagian tikungan jalan yang memenuhi

persyaratan teknik.

Alinemen Vertikal

Alinemen vertikal menggambarkan tinggi rendahnya jalan terhadap muka tanah asli

dan juga erat hubungannya dengan pembiayaan dan jumlah kecelakaan lalu lintas.

Selain itu dapat menghasilkan keindahan jalan yang harmonis dengan lingkungan alam

sekitas.

Stasiun, wesel, dan komponen-komponenya.

MEI EFTARIKA H0707112305

Page | 2


1.2. Tujuan Penyelesaian Desain Jalan Rel

Penyelesaian desain jalan rel ini bertujuan untuk memberikan gambaran dari teori-teori yang telah dipelajari pada:

Perencanaan Geometrik Jalan Rel

Perencanaan Struktur Rel

Kekuatan dan klasifikasi tanah, sebagai dasar perletakan konstruksi secara umum

dan khususnya pada konstruksi rel.

Disamping itu, penyelesaian tugas jalan rel ini juga bertujuan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan jejang studi Teknik Sipil S1 di Fakultas Teknik Universitas Riau.


Page | 3


BAB IIPERMASALAHAN

Dalam perencanaan geometrik jalan rel yang dititik beratkan pada perencanaan

fisik rel akan timbul permasalahan-permasalahan yang berkaitan dengan perencanaan.

Adapun masalah-masalah tersebut harus dianalisa, didesain, dan dikalkulasikan oleh

seorang perencana teknik (designer engineering).

Berdasarkan topografi, akan ditentukan lintasan jalan yang menghubungkan titik F

dan titik M dengan data-data sebagai berikut :

1. Peta kontur dengan skala = 1 : 8000

2. CBR tanah dasar = 6, 7, 8, 9, 7, 8, 5, 8, 7,8,7,5

3. Curah hujan rata-rata = 1000 mm/ tahun

Sasaran Tugas:

1. Merencanakan alinemen horizontal dan alinemen vertical jalan rel

2. Membuat gambarnya

3. Merencanakan struktur dan komponen jalan rel

4. Merencanakan stasiun pengalih


Page | 4


BAB IIILANDASAN TEORI

1.1 Ketentuan Umum

Lintas kereta api direncanakan untuk melewatkan berbagai jumlah angkutan

barang dan/atau penumpang dalam suatu jangka waktu tertentu. Perencanaan konstruksi

jalan rel harus direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat dipertanggungjawabkan

secara teknis dan ekonomis. Secara teknis diartikan konstruksi jalan rel tersebut harus

dapat dilalui oleh kendaraan rel dengan aman dengan tingkat kenyamanan tertentu

selama umur konstruksinya. Secara eknomis diharapkan agar pembangunan dan

pemeliharaan konstruksi tersebut dapat diselenggarakan dengan biaya yang sekecil

mungkin dimana masih memungkinkan terjaminnya keamanan dan tingkat kenyamanan.

Perencanaan konstruksi jalan rel diperngaruhi oleh jumlah beban, kecepatan maksimum,

beban gandar dan pola operasi. Atas dasar ini diadakan klasifikasi jalan rel, sehingga

perencanaan dapat dibuat secara tepat guna.

1.1.1 Kecepatan dan Beban Gandar

a. Kecepatan.

1) Kecepatan Rencana.

Kecepatan rencana adalah kecepatan yang digunakan untuk

merencanakan konstruksi jalan rel.

a) Untuk perencanaan struktur jalan rel.

V rencana = 1,25 x V maks.

b) Untuk perencanaan peninggian

c = 1,25

Ni = Jumlah Kereta api yang lewat.

Vi = Kecepatan Operasi

c) Untuk perencanaan jari-jari lengkung lingkaran dan lengkung

peralihan

Vrencana = Vmaks

2) Kecepatan Maksimum

Kecepatan maksimum adalah kecepatan tertinggi yang diijinkan

untuk operasi suatu rangkaian kereta pada lintas tertentu.


Page | 5


3) Kecepatan Operasi

Kecepatan operasi adalah kecepatan rata-rata kereta api pada

petak jalan tertentu.

4) Kecepatan Komersil

Kecepatan komersil kecepatan rata-rata kereta api sebagai hasil

pembagian jarak tempuh dengan waktu tempuh.

b. Beban Gandar.

Beban gandar adalah beban yang diterima oleh jalan rel dari satu

gandar. Untuk semua kelas, beban gandar maksimum adalah 18 ton.

1.1.2 Standar Jalan Rel

a. Klasifikasi

Tabel 3.1 Kelas Jalan Rel dan Komponennya

Kelas

Jalan

Daya Angkut

Lalu Lintas

(ton/tahun)

Vmaks

(km/jam)

Pma

ks

gand

ar

(ton)

Tipe rel

Jenis

Bantalan

Jarak (mm)

Jenis

Penamb

at

Tebal

Balas

Atas

(cm)

Lebar

Bahu

Balas

(cm)

I >20.106 120 18R.60/

R.54

Beton

600EG 30 50

II 10.106-20.106 110 18R.54/

R.50

Beton/Kayu

600EG 30 50

III 5.106-10.106 100 18

R.54/

R.50/

R.42

Beton/Kayu/

Baja

600

EG 30 40

IV 2,5.106-5.106 90 18

R.54/

R.50/

R.42

Beton/Kayu/

Baja

600

EG/ET 25 40

V <2,5.106 80 18 R.42Kayu/Baja

600ET 25 35

Sumber: PD 10


Page | 6


b. Daya Angkut Lalu Lintas

Daya angkut lintas adalah jumlah angkutan anggapan yang melewati

suatu lintas dalam jangka waktu satu tahun. Daya angkut lintas mencerminkan

jenis serta jumlah beban total dan kecepatan kereta api yang lewat di lintas

yang bersangkutan. Daya angkut disebut daya angkut T dengan satuan ton/

tahun.

1.1.3 Ruang Bebas dan Ruang Bangun

Ruang bebas adalah ruang diatas sepur yang senantiasa harus bebas dari

segala rintangan dan benda penghalang; ruang ini disediakan untuk lalu lintas

rangkaian kereta api. Ukuran ruang bebas untuk jalur tunggal dan jalur ganda, baik

pada bagian lintas yang lurus maupun yang melengkung, untuk lintas elektrifikasi dan

non elektrifikasi. Ukuran-ukuran tersebut telah memperhatikan dipergunakannya

gerbong kontener/ peti kemas ISO (Iso Container Size) tipe “Standard Height”.

Ruang bangun adalah ruang disisi sepur yang senantiasa harus bebas dari

segala bangunan tetap seperti antara lain tiang semboyan, tiang listrik dan pagar.

Batas ruang bangun diukur dari sumbu sepur pada tinggi 1 meter sampai 3,55 meter.

Jarak ruang bangun tersebut ditetapkan sebagai berikut :

a. Pada lintas bebas :

2,35 sampai 2,53 m di kiri kanan sumbu sepur.

b. Pada emplasemen :

1,95 m sampai 2,35 di kiri kanan sumbu sepur

c. Pada jembatan :

2,15 m di kiri kanan sumbu sepur.

1.1.4 Perlintasan Sebidang

a. Umum

Pada perlintasan sebidang antara jalan rel dan jalan raya harus

tersedia jarak pandangan yang memadai bagi kedua belah pihak, terutama

bagi pengendara kendaraan. Daerah pandangan pada perlintasan merupakan

daerah pandangan segitiga di mana jarak-jaraknya ditentukan berdasarkan

pada kecepatan rencana kedua belah pihak.

b. Konstruksi Perlintasan Sebidang.


Page | 7


Lebar perlintasan sebidang bagi jalan raya dalam keadaan pintu

terbuka atau tanpa pintu, harus sama dengan lebar perkerasan jalan raya yang

bersangkutan. Perlintasan sebidang yang dijaga dilengkapi dengan rel-rel

lawan untuk menjamin tetap adanya alur untuk flens roda kecuali untuk

konstruksi lain yang tidak memerlukan rel lawan. Lebar alur adalah sebesar 40

mm dan harus selalu bersih benda-benda penghalang. Panjang rel lawan

adalah sampai 0,8 meter di luar lebar perlintasan dan dibengkokan ke dalam

agar tidak terjadi tumbukan dengan roda dari rangkaian. Sambungan rel

didalam perlintasan harus dihindari. Konstruksi perlintasan sebidang dapat

dibuat dari bahan beton semen, aspal dan kayu.

1.2 Geometri Jalan Rel

1.2.1 Umum

Geomtri jalan rel direncanakan berdasar pada kecepatan rencana serta

ukuran-ukuran kereta yang melewatinya dengan memperhatikan faktor keamanan,

kenyamanan, ekonomi dan kesertaan dengan lingkungan sekitarnya.

1.2.2 Lebar Sepur

Untuk seluruh kelas jalan rel lebar sepur adalah 1067 mm yang merupakan

jarak terkecil antara kedua sisi kepala rel, diukur pada daerah 0-14 mm di bawah

permukaan teratas kepala rel.

1.2.3 Lengkung Horizontal

Alinemen horizontal adalah proyeksi sumbu jalan rel pada bidang

horizontal, alinemen horizontal terdiri dari garis lurus dan lengkungan.

a. Lengkung Lingkaran

Dua bagian lurus, yang perpanjangnya saling membentuk sudut harus

dihubungkan dengan lengkung yang berbentuk lingkaran, dengan atau tanpa

lengkung-lengkung peralihan. Untuk berbagai kecepatan rencana, besar jari-

jari minimum yang diijinkan.

Tabel 3.2 Persyaratan jari-jari minimum lengkung horizontal

Kecepatan

perancangan

Jari-jari mnimum

lengkung lingkaran

Jari-jari minimum

lengkung lingkaran yang


Page | 8


(km/jam) tanpa lengkung transisi

(m)

diijinkan dengan

lengkung transisi (m)

120 2370 780

110 1990 660

100 1650 550

90 1330 440

80 1050 350

70 810 270

60 600 200

Sumber: PD 10

b. Lengkung Peralihan.

Lengkung peralihan adalah suatu lengkung dengan jari-jari yang

berubah beraturan. Lengkung peralihan dipakai sebagai peralihan antara

bagian yang lurus dan bagian lingkaran dan sebagai peralihan antara dua jari-

jari lingkaran yang berbeda. Lengkung peralihan dipergunakan pada jari-jari

lengkung yang relatif kecil, lihat Tabel 3.2. Panjang minimum dari lengkung

peralihan ditetapkan dengan rumus berikut :

Lh = 0,01 hv

Dimana Lh = panjang minimal lengkung peralihan

h = pertinggian relative antara dua bagian yang dihubungkan (mm)

v = kecepatan rencana untuk lengkungan peralihan (km/jam)

c. Lengkung S

Lengkung S terjadi bila dua lengkung dari suatu lintas yang berbeda

arah lengkungnya terletak bersambungan. Antara kedua lengkung yang

berbeda arah ini harus ada bagian lurus sepanjang paling sedikit 20 meter di

luar lengkung peralihan.

d. Perlebaran Sepur

Perlebaran sepur dilakukan agar roda kendaraan rel dapat melewati

lengkung tanpa mengalami hambatan. Perlebaran sepur dicapai dengan

menggeser rel dalam kearah dalam. Besar perlebaran sepur untuk berbagai

jari-jari tikungan adalah seperti yang tercantum dalam Tabel 3.3.


Page | 9


Tabel 3.3 Pelebaran Sepur

Pelebaran sepur (mm) Jari-jari tikungan (m)

0

5

10

15

20

R ≥ 600

550 < R < 600

400 < R < 550

350 < R < 400

100 < R < 350

Sumber: PD 10

Perlebaran sepur maksimum yang diijinkan adalah 20 mm. Perlebaran

sepur dicapai dan dihilangkan secara berangsur sepanjang lengkung

peralihan.

e. Peninggian Rel.

Pada lengkungan, elevasi rel luar dibuat lebih tinggi dari pada rel dalam

untuk mengimbangi gaya sentrifugal yang dialami oleh rangkaian kereta.

Peninggian rel dicapai dengan menepatkan rel dalam pada tinggi semestinya

dan rel luar lebih tinggi.

Peninggian rel dicapai dan dihilangkan secara berangsur sepanjang

lengkung peralihan. Untuk tikungan tanpa lengkung peralihan peninggian rel

dicapai secara berangsur tepat di luar lengkung lingkaran sepanjang suatu

panjang peralihan.

1.2.4 Landai

a. Pengelompokan Lintas

Berdasar pada kelandaian dari sumbu jalan rel dapat dibedakan atas 4

(Empat) kelompok seperti yang tercantum dalam Tabel 3.4.

Tabel 3.4 Pengelompokan lintas berdasar pada kelandaian

Kelompok Kelandaian

Emplasemen 0 sampai 1,5‰


Page | 10


Lintas datar

Lintas pegunungan

Lintas dengan rel gigi

0 sampai 10‰

10‰ sampai 40‰

40‰ sampai 80‰

Sumber: PD 10

b. Landai Penentu

Landai penentu adalah suatu kelandaian (Pendakian) yang terbesar

yang ada pada suatu lintas lurus. Besar landai penentu terutama berpengaruh

pada kombinasi daya tarik lok dan rangkaian yang dioperasikan. Untuk

masing-masing kelas jalan rel, besar landai penentu adalah seperti yang

tercantum dalam Tabel 3.5.

Tabel 3.5 Landai penentu maksimum

Kelas jalan rel Landai penentu maksimum

1

2

3

4

5

10‰

10‰

20‰

25‰

25‰

Sumber: PD 10

c. Landai Curam

Dalam keadaan yang memaksa kelandaian (Pendakian) dari lintas

lurus dapat melebihi landai penentu. Kelandaian ini disebut landai curam;

panjang maksimum landai curam dapat ditentukan melalui rumus pendekatan

sebagai berikut :

Dimana:

ℓ = Panjang maximum landai curam (m).

Va = Kecepatan minimum yang diijinkan dikaki landai curam m/detik.

Vb = Kecepatan minimum dipuncak landai curam (m/detik) vb ≥ ½ va.

g = Percepatan gravitasi.

Sk = Besar landai curam ( ‰ ).

Sm = Besar landai penentu ( ‰ ).


Page | 11


1.2.5 Landai pada Lengkung atau Terowongan

Apabila di suatu kelandaian terdapat lengkung atau terowongan, maka

kelandaian di lengkung atau terowongan itu harus dikurangi sehingga jumlah

tahanannya tetap.

1.2.6 Lengkung Vertikal

Alinemen vertikal adalah proyeksi sumbu jalan rel pada bidang vertikal

yang melalui sumbu jalan rel tersebut; alinemen vertikal terdiri dari garis lurus, dengan

atau tanpa kelandaian, dan lengkung vertikal yang berupa busur lingkaran. Besar jari-

jari minimum dari lengkung vertikal bergantung pada besar kecepatan rencana dan

adalah seperti yang tercantum dalam Tabel 3.6.

Tabel 3.6 Jari-jari minimum lengkung vertikal

Kecepatan rencana

(km/jam)

Jari-jari minimum

lengkung vertikal (m)

Lebih besar dari 100

Sampai 100

8000

6000

Sumber : PD 10

Letak lengkung vertikal diusahakan tidak berimpit atau bertumpangan

dengan lengkung horizontal.

1.2.7 Penampang Melintang

Penampang melintang jalan rel adalah potongan pada jalan rel, dengan

arah tegak lurus sumbu jalan rel, di mana terlihat bagian-bagian dan ukuran-ukuran

jalan rel dalam arah melintang.

Penampang melintang jalan rel adalah potongan pada jalan rel, dengan arah

tegak lurus sumbu jalan rel, di mana terlihat bagian-bagian dan ukuran-ukuran jalan rel

dalam arah melintang.

Tabel 3.7 Penampang melintang jalan rel pada lengkung jalur ganda

Kelas

jalan rel

Vmax

(km/jam)

d1

(cm)

b

(cm)

c

(cm)

k1 (cm) d2

(cm)

e

(cm)

k2

(cm)

a

(cm)

1st 120 30 150 235 265-315 15-50 25 375 185-237

2nd 110 30 150 254 265-315 15-50 25 375 185-237


Page | 12


3rd 100 30 140 244 240-270 15-50 22 325 170-200

4th 90 25 140 234 240-250 15-35 20 300 170-190

4th s 80 25 135 211 240-250 15-35 20 300 170-190

Sumber : PD 10

1.3 Susunan Jalan Rel

1.3.1 Rel

a. Umum

Rel yang dimaksud dalam peraturan ini adalah rel berat untuk jalan rel.

b. Tipe dan Karekteristik Penampang

Tabel 3.8 Kelas jalan dan tipe relnya

Kelas Jalan Tipe Rel

I R60/R54

II R54/R50

III R54/R50/R42

IV R54/R50/R42

V R42

Sumber : PD 10

c. Jenis, Komposisi Kimia, Kekuatan dan Kekerasan

Jenis rel yang dipakai adalah rel tahan aus yang sejenis dengan rel

UIC-WRA.

Tabel 3.9 Komposisi kimia rel

C

Si

Ma

P

S

0,60% - 0,80%

0,15% - 0,35%

0,90% - 1,10%

Max. 0,035%

Max. 0,025%

Sumber : PD 10

Tabel 3.10 Karakteristik Penampang Rel

Besaran Tipe Rel


Page | 13


Geometri Rel R42 R50 R54 R60

H (mm)

B (mm)

C (mm)

D (mm)

E (mm)

F (mm)

G (mm)

R (mm)

A (cm2)

W (kg/m)

Yb (mm)

Ix (cm4)

138,00

110,00

68,50

13,50

40,50

23,50

72,00

320,00

54,26

42,59

68,50

1,263

153,00

127,00

65,00

15,00

49,00

30,00

76,00

500,00

64,20

50,40

71,60

1,860

159,00

140,00

72,20

16,00

49,40

30,20

74,97

508,00

69,34

54,43

76,20

2,345

172,00

150,00

74,30

16,50

51,00

31,50

80,95

120,00

76,86

60,34

80,95

3,066

A : Luas penampang

W : Berat rel per meter

Yb : Momen inersia terhadap sumbu X

Ix : Jarak tepi bawah rel ke garis netral

Sumber : PD 10

Gambar 3.1 Detail Rel

Kuat tarik minimum rel adalah 90 kg/mm2 dengan perpanjangan

minimum 10%. Kekerasan kepala rel tidak boleh kurang dari pada 240 Brinell.

d. Jenis Rel Menurut Panjangnya

Menurut panjangnya dibedakan tiga jenis rel, yaitu :

1) Rel standar adalah rel yang panjangnya 25 meter.

2) Rel pendek adalah rel yang panjangnya maksimal 100 m.


Page | 14


3) Rel panjang adalah rel yang panjang tercantum minimumnya pada

Tabel 3.11.

Tabel 3.11 Panjang minimum rel panjang

Jenis bantalanTipe rel

R42 R50 R54 R60

Bantalan kayu

Bantalan beton

325 m

200 m

375 m

225 m

400 m

250 m

450 m

275 m

Sumber : PD 10

e. Sambungan Rel

Sambungan rel adalah konstruksi yang mengikat dua ujung rel

sedemikian rupa sehingga operasi kereta api tetap aman dan nyaman.

Dari kedudukkan terhadap bantalan dibedakan dua macam

sambungan rel, yaitu :

a) Sambungan melayang

b) Sambungan menumpu

f. Celah

Di sambungan rel harus ada celah untuk menampung timbulnya

perubahan panjang rel akibat perubahan suhu. Besar celah ditentukan

sebagai berikut :

1) Untuk semua tipe rel, besar celah pada sambungan rel standard dan rel

pendek tercantum pada table 3.12.

2) Pada sambungan rel panjang, besar celah dipengaruhi juga oleh tipe rel

dan jenis bantalan.

a) Untuk sambungan rel panjang pada bantalan kayu, besar celah

tercantum pada Tabel 3.13.

b) Untuk sambungan rel panjang pada bantalan beton, besar celah

tercantum pada Tabel 3.14.

Tabel 3.12 Besar celah untuk semua tipe rel pada sambungan rel standard dan rel pendek

Suhu

pemasangan

(0C)

Panjang rel (m)

25 50 75 100

≤ 20 8 14 16 16


Page | 15


22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

≥ 46

7

6

6

5

4

4

3

3

2

2

1

0

0

13

12

10

9

8

7

6

4

3

2

1

0

0

16

16

15

13

11

9

7

6

4

2

0

0

0

16

16

16

16

14

12

9

7

4

2

0

0

0

Sumber : PD 10

g. Suhu Pemasangan

Yang dimaksud dengan suhu pemasangan adalah suhu rel waktu

pemasangan.

1) Batas suhu pemasangan rel standard dan rel pendek tercantum pada

Tabel 3.12.

2) Batas suhu pemasangan rel panjang pada bantalan kayu tercantum dalam

tabel 3.15.

3) Batas suhu pemasangan rel panjang pada bantalan beton tercantum pada

tabel 3.16.

Tabel 3.13 Besar celah untuk sambungan rel panjang pada bantalan kayu

Suhu

pemasangan (0C)

Panjang rel (m)

R42 R50 R54 R60

≤ 28

30

32

34

36

38

40

16

14

12

10

8

6

5

16

16

14

11

9

6

4

16

16

15

12

10

8

6

16

16

16

13

10

8

6


Page | 16


42

44

46

≥ 48

4

3

2

2

3

3

3

2

5

3

3

2

5

4

3

2

Sumber : PD 10

Tabel 3.14 Besar celah untuk sambungan rel panjang pada bantalan beton

Suhu

pemasangan (0C)

Panjang rel (m)

R42 R50 R54 R60

≤ 22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

≥ 46

16

14

13

13

10

8

7

6

5

4

3

3

2

16

16

14

12

11

9

8

6

5

4

3

3

2

16

16

15

13

11

10

8

7

5

4

3

3

2

16

16

16

14

12

10

9

7

6

5

4

3

2

Sumber : PD 10

h. Kedudukan Rel

Kecuali pada wesel dan di emplasemen dengan kecepatan kereta

lambat, rel dipasang miring ke dalam dengan kemiringan 1:40.


Page | 17


Gambar 3.2 Kedudukan Rel

1.3.2 Wesel

Fungsi wesel adalah untuk mengalihkan kereta dari satu sepur ke sepur

yang lain.

a. Jenis Wesel :

1) Wesel biasa.

(a). Wesel Biasa

(1) Wesel biasa kiri

(2) Wesel biasa kanan

(b). Wesel dalam lengkung

(1) Wesel serah lengkung

(2) Wesel berlawanan arah lengkung

(3) Wesel simetris

2) Wesel tiga jalan

(a). Wesel Biasa

(1) Wesel biasa searah

(2) Wesel biasa berlawanan arah

(b). Wesel dalam lengkung.

(1) Wesel serah tergeser

(2) Wesel berlawanan arah tergeser

3) Wesel Inggris.

Wesel Inggris adalah wesel yang dilengkapi dengan gerakan-


Page | 18


gerakan lidah

serta sepur-sepur bengkok.

b. Komponen Wesel

Wesel terdiri atas komponen-komponen sebagai berikut:

1) Lidah

2) Jarum beserta sayap-sayapnya

3) Rel lantak

4) Rel paksa

5) Sistem penggerak

Gambar 3.3 Komponen Wesel

1) Lidah

a) Lidah adalah bagian dari wesel yang dapat bergerak pangkal lidah disebut akar.

b) Jenis Lidah

(1) Lidah berputar adalah lidah yang mempunyai engsel diakarnya.

(2) Lidah berpegas adalah lidah yang akarnya dijepit sehingga melentur

c) Sudut Tumpu (β)

Sudut tumpu adalah sudut antara lidah dengan rel lantak, sudut tumpu

dinyatakan dengan tangennya, yakni tg = 1 : m, dimana harga m berkisar

antara 25 sampai 100.

2) Jarum dan sayap-sayapnya

a) Jarum adalah bagian wesel yang memberi kemungkinan kepada flens roda

melalui perpotongan bidang-bidang jalan yang terputus antara dua rel.

b) Sudut kelancipan jarum (α) disebut sudut samping arah.

c) Jenis jarum.


Page | 19


(1) Jarum-kaku dibaut (bolted rigid frogs) terbuat dari potongan-potongan

rel standar yang dibuat (gambar 3.23).

(2) Jarum–rel–pegas (spring rail frogs)

(3) Jarum-baja–mangan–cor (cast manganese steel frogs). Dipakai untuk

lintas dengan tonase beban yang berat atau lintas yang frekuensi

keretanya tinggi.

(4) Jarum – keras – terpusat (hard centered frogs).

3) Rel lantak

Suatu rel yang diperkuat badannya yang berguna untuk bersandarnya lidah wesel.

4) Rel paksa

Dibuat dari rel biasa yang kedua ujungnya dibengok ke dalam. Rel paksa luar

biasanya dibuat pada rel lantak dengan menempatkan blok pemisah diantaranya.

5) Sistem penggerak atau pembalik wesel

Pembalik wesel adalah mekanisme untuk menggerakkan ujung lidah.

c. Nomor dan kecepatan ijin pada wesel

1) Nomor wesel, n, menyatakan tangent sudut simpang yakni : tg = 1: n.

2) Kecepatan ijin pada wesel tercantum pada tabel 3.14.

Tabel 3.15 Tangen sudut simpang arah, nomor wesel dan kecepatan izin

tg. α 1 : 8 1 : 10 1 : 12 1 : 14 1 : 16 1 : 18

Nomor Wesel W8 W10 W12 W14 W16 W18

Kecepatan izin (km/jam) 25 35 45 50 60 70

Sumber : PD 10

1.3.3 Penambat Rel

Penambat rel adalah suatu komponen yang menambatkan rel pada

bantalan sedemikian rupa sehingga kedudukan rel adalah tetap, kokoh dan tidak

bergeser.

a. Jenis Penambat

Jenis penambat yang dipergunakan adalah penambat elastic dan

penambat kaku. Penambat kaku terdiri atas tirpon , mur dan baut. Penambat

elastik tunggal dan penambat elastik ganda. Penambat elastik ganda terdiri

dari pelat andas, pelat atau batang jepit elastik, alas rel, tarpon, mur dan baut.

Pada bantalan beton, tidak diperlukan pelat andas, tetapi dalam hal ini tebal

karet las (rubber pad) rel harus disesuaikan dengan kecepatan maksimum.


Page | 20


b. Penggunaan penambat

Penambat kaku tidak boleh dipakai untuk semua kalas jalan rel.

Penambat elastic tunggal hanya boleh dipergunakan pada jalan kelas 4 dan

kelas 5. Penambat elastik ganda dapat dipergunakan pada semua kelas jalan

rel, tetapi tidak dianjurkan untuk jalan rel kelas 5.

c. Model penambat

Jenis penambat yang tergolong dalam jenis penambat elastic ganda

mempunyai berbagai bentuk dengan hak paten tersendiri. Pemilihan model

penambat harus disetujui oleh pemberi tugas.

d. Persyaratan Bahan

Persyaratan bahan untuk penambat harus memenuhi persyaratan

bahan pada Peraturan Bahan Jalan Rel Indonesia atau peraturan Dinas No.

10 C.

Penambat Kaku1. Kerusakan jalan akibat gaya lateral

Gaya lateral yang merusak jalan rel: Push-out (terdesak), mendorong alat penambat ke arah lateral menyebabkan

melebarnya lebar sepur. Pergeseran struktur di atas balas Pull-out, alat penambat tercabut, tertarik/terangkat ke luar.

Terdesaknya Paku Terdesaknyaalat penambat

Tercabutnya paku


Page | 21


Gaya-gaya penahan

Kekuatan terhadap Terdesak Penambat (push out)

H = 2ή W +

Kekuatan terhadap Pergerakan Bantalan Di atas Balas

H + H’= µ (W+W’) +

γ = γ”=

dimana:

EIx = kekuatan vertical Rel (kg-cm2)

EIy = Kekakuan lateral rel (kg-cm2)

a = jarak bantalan

D = Gaya untuk menekan rel sehingga jalan rel sehingga jalan rel berdefleksi

satu satuan (kg/cm)

ϵ = konstanta pegas arah lateral dari rel terhadap gaya vertical (cm-1)

W = Tekanan pada roda rata-rata (kg)

W, W’ = Tahanan roda (kg0

H,H’ = Tahanan Lateral

K” = Konstanta pegas arah lateral dari bantalan (kg/cm)

µ = Koefisien gesekan antara balas dan bantalan

ή= koefisien gesekan antara rel dan bantalan


Page | 22


Sn = Gaya untuk mencabut paku (kg/buah)

T= Gaya gesekan bantalan dan balas (200kg/bantalan)

Batas gaya lateral

Batas gaya lateral yang menyebabkan terlepasnya tirpon dari bantalan

adalah:

1. Batas Primer, dimana gaya lateral bekerja hanya seketika, keadaan jalan

masih baik (lebar sepur masih baik dan belum ada pergeseran jalan rel)

2. Batas sekunder, dimana gaya yang bekerja terjadi setelah lebar sepur

berubah atau jalan telah bergeser.

Besarnya gaya-gaya tersebut adalah:1. Pelebaran Sepur (push out)

Batas Primer : Q < 2,9 + 0,3 P dengan pelat andasQ <1,8 + 0,3 P tanpa pelat andas

Batas Sekunder Q < 1,9 + 0,3 P dengan pelat andasQ < 1,2 + 0,3 P tanpa pelat andas

2. Pergeseran jalanBatas Primer: (Q1 – Q2) < 1+0,35 (P1 +P2) dengan pelat andas

Batas Sekunder (Q1 – Q2) < 0,85 l1+0,35 (P1 + P2)l tanpa pelat andas

Gaya antara Roda dan Rel

Penambat Eastis

Penambat Elastis dipergunakan secara besar-besaran saat ini. Kekuata jepit

(clamping force) dan kekuatan torsi (torsional resistace) menjadi hal yang

sangat penting, karena dapat betul-betul mengikat rel ke bantalan dalam waktu

lama,sehingga bantalan dan rel sehingga satu kesatuan dapat menahan gaya-

gaya yang bekerja padanya. Besarnya gaya jepit penambat adalah factor utama

dalam menentukan jenis penambat.


Page | 23


BAB IVPEMBAHASAN

4.1 Perencanaan Alinemen Horizontal

4.1.1 Lintasan

Beberapa kriteria perencanaan lintasan :

1. Jarak lintasan tidak terlalu panjang

2. Pelaksanaan dan pemeliharaan operasionalnya mudah dan efisien

3. Ekonomis dari segi pelaksanaan, pemeliharaan dan operasionalnya

4. Aman dalam pelaksanaan, pemeliharaan dan operasionalnya

5. Memenuhi perencanaan desain

Gambar 4.1 Lintasan Rencana

4.1.2 Perhitungan Koordinat Titik Lintasan

Dari peta kontur yang berskala 1:8000 dengan lintasan dari titik F menuju titik M,

maka:

Jarak titik F menuju ke titik koordinat 10000,10000 adalah:

Jarak horizontal (x) = -125,329

Jarak Vertikal (y) = -1278,900

Koordinaat F = (10000-125,329) , (10000-1278,900)

= (9874.671 , 8721.100)

Dengan cara yang sama maka didapatkan:

Koordinat titik Pl1= (10800.000 , 8800.000)


Page | 24


Koordinat Pl2 = (11999.492 , 8730.249)

Koordinat M = (12764.171 , 8489.756

4.1.3 Menentukan Klasifikasi Medan

Tabel 4.1. Klasifikasi Medan Lintasan Rel

No Kelompok Kelandaian

1 Lintasan Datar 0 sampai 10 0/00

2 Lintasan Pegunungan 10 0/00 sampai 40 0/00

3 Lintasan dengan Rel Gigi 40 0/00 sampai 80 0/00

Sumber: PD.10

Tabel 4.2 Penentuan Klasifikasi Medan

Titik STA Elevasi Jarak (m) ∆ TINGGI KEMIRINGAN (0/00)

D 0+0 84,00 200 1,170 5,850

1 0+0200 85,17 200 5,150 25,750

2 0+0400 90,32 200 2,180 10,900

3 0+0600 92,50 200 10,200 51,000

4 0+0800 82,30 128,717 0,200 1,554

PI 1 0+0928,717 82,50 71,283 0,200 2,806

5 0+1000 82,70 200 2,000 10,000

6 0+1200 84,70 200 1,900 9,500

7 0+1400 86,60 200 0,800 4,000

8 0+1600 87,40 200 0,880 4,400

9 0+1800 88,28 200 0,330 1,650

10 0+2000 88,61 130,235 0,390 2,995

PI 2 0+2130,235 89,00 69,765 0,300 4,300

11 0+2200 89,30 200 2,700 13,500

12 0+2400 92,00 200 1,700 8,500

13 0+2600 93,70 200 4,550 22,750

14 0+2800 98,25 131,605 1,850 14,057

M 0+2931,605 100,10


Page | 25


TOTAL 2.931,605 193,511

Beda tinggi = { elevasi n – elevasi (n-1)}

Sesuai perhitungan di dapatkan kemiringan rata-rata :

kemiringan rata-rata (g) = 0/00

=

= 10,75 0/00

Berdasarkan hasil yang diperoleh, maka jenis medan adalah lintas pegunungan

(100/00 - 400/00 )

4.1.4 Penentuan Kecepatan dan jari jari lengkung horizontal

Tabel 4.3 Klasifikasi jalan rel

Kelas jalan

Daya angkut (ton/thn)

Vmax (km/jam)

Pmax Gandar

(ton)Tipe rel

Jenis bantalan /

jarak

Jenis penambat

Tebal balas atas (cm)

Lebar bahu balas (cm)

I >20.106 120 18R.60/R54

BETON/600

EG 30 50

II 10.106 – 20.106 110 18R.54/R50

BETON KAYU/

600EG 30 50

III 5.106 - 10.106 100 18R.54/R50/R.42

BETON/KAYU600

EG 30 40

IV 2,5 106 – 5.106 90 18R.54/R50/R.42

BETON/KAYU600

EG/ET 25 40

V <2,5 .106 80 18 R.42KAYU/ BAJA 600

ET 25 35

Sumber: Pd 10

Pada perencanaan desain direncanakan menggunakan kelas jalan adalah

kelas I, maka Vmax yang digunakan adalah 120 km/jam.


Page | 26


Kecepatan rencana untuk perencanaan struktur jalan rel:

Vr = 1,25 X Vmax

= 1,25 X 120 km/jam

= 150 km/jam

Kecepatan Untuk perencanaan jari-jari tikungan

Vr = Vmax = 120 km/jam

Lengkung lingkaran dengan peninggian maksimum, h=110 mm

Rmin = 0,08 x V2

= 0,08 x 1202 km/jam

= 1152 m

Lengkung lingkaran pada kondisi gaya sentrifugal yang timbul diimbangi oleh

gaya berat dan kemampuan dukung komponen struktur jalan rel, dan

menggunakan peninggian maksimum

Rmin = 0,054 x V2

= 0,054 x 1202 km/jam

= 777,6 m

Lengkung lingkaran tanpa lengkung transisi

Rmin = 0,164 x V2

= 0,164x 1202 km/jam

= 2361,6 m

Tabel 4.4 Persyaratan jari-jari minimum lengggkung horizontal

Kecepatan, Vmax

(km/jam)

Rmin tanpa lengkung

transisi (m)

Rmin dengan lengkung

transisi (m)

120 2370 780

110 1990 660

100 1650 550

90 1330 440

80 1050 350

70 810 270


Page | 27


60 600 200

Direncanakan:

Tikungan pertama (PI 1) tidak menggunakan lengkung Transisi, R = 2400 m

Tikungan kedua (PI 2) menggunakan lengkung Transisi, R = 800 m

4.1.5 Perhitungan lengkung horizontal

1. Tikungan 1 (PI 1)

Sudut tikungan (α1) = 80

Jari-jari (R) = 2400 m

Tangen sircle (Tc) = R tan (0,5 α1)

= 2400 tan 40

= 167,82 m

Ec = Tc tan (0,25 α1)

= 167,82 tan 20

= 5,86 m

Panjang Lengkung (Lc) = 2 x π R

= 2 x π 2400 m

= 335,1 m

2. Tikungan 2 (PI 2)

Sudut tikungan (α2) = 140

Jari-jari (R) = 800 m

Lengkung transisi (Ls) = 0,06

= 0,06

= 129,6 m


Page | 28


Sudut transisi (αs) =

= 4,60

Sudut sircle (αc) = α2 – 2 αs

= 4,60

= 4,80

Lengkung Sircle (Lc) =

= x 2 x x 800

= 67,02 m

Yc =

= 3,5 m

P’ = Yc – R( 1-cos αs )

= 3,5 – 800(1 – cos 4,6 )

= 0,923 m

Es = (R + p’)sec ½

= (800 + 0,923) sec ½ 14 - 800

= 6,938 m

Ltot = Lc + 2 Ls

= 67,02 + 2x 129,6

= 326,22 m


Page | 29


Gambar 4.2 Perencanaan Tikungan

4.1.6 Diagram Super Elevasi

Diagram super elevasi tikungan 1

h normal = 5,95

= 5,95

=107,1 mm 110 mm

Gambar 4.3 diagram superelevasi tikungan 1

Diagram super elevasi tikungan 2

h normal = 5,95


Page | 30


= 5,95

=35,7 mm 35 mm

Gambar 4.4 diagram superelevasi tikungan 2

4.1.7 Perhitungan Stasioning Lengkung

STA TC1 = F Pl 1 - Tc

= 928,72 - 167,82

= 760,9

STA PPl1 = STA TC1 + ½ LC

= 760,9 + ½ x 335,1

= 928,45

STA CT1 = STA TC1 + LC

= 760,9 + 335,1

= 1096

STA TS2 = STA CT1 + ( (CT_TS))

= 1096 + 870,88


Page | 31


= 1966,88

STA SC2 = STA TS2 + LS

= 1966,88 + 129,6

= 2096,48

STA PPl 2 = STA SC2 + ½ LC

= 2096,48 + ½ X 67,02

= 2129,99

STA CS2 = STA SC2 + LC

= 2096,48 + 67,02

= 2163,5

STA ST2 = STA SC2 + LS

= 2163,5 + 129,6

= 2230,52

4.1.8 Pelebaran Sepur

Pendesainan yang digunakan dengan data sebagai berikut:

Jarak gandar (d) = 4 m

Kelonggaran flens (c) = 4 mm

Jari –jari lengkung (R1) = 2400 m

(R2) = 800 m

Lebar sepur = 1067 mm

Pelebaran sepur untuk tikungan 1 (p1) --- tidak perlu pelebaran

Pelebaran sepur untuk tikungan 2 (p2) = – 8 = – 8 = 2 mm

4.2 Perencanaan Alinemen Vertikal

4.2.1 Elevasi Titik Sepanjang Jalan Rel

Tabel 4.5 Elevasi titik sepanjang Jalan Rel

TITIK STA JARAK (m) ELEVASIF 0+0000 84,00

200 1 0+0200 85,17

200 2 0+0400 90,32


Page | 32


200 3 0+0600 92,50

160,9 TC1 0+0760,9 86,5

39,14 0+0800 82,4

128,45Pl 1 0+0928,45 82,6

71,555 0+1000 826

96CT 1 0+1096 82,85

1046 0+1200 84.8

2007 0+1400 86,7

2008 0+1600 87,40

200

9 0+1800 88,28

166,88

TS 2 0+1966,88 88,61

33,1210 0+2000 88.6

96,48SC 2 0+2096,48 88.9

TITIK STA JARAK (m) ELEVASI

33,51PI 2 0+2129,99 88.9

33,51CS 2 0+2163,5 88,9

36,511 0+2200 89.1

20012 0+2400 89,2

20013 0+2600 93,7

20014 0+2800 99,5

130,22M 0+2930,22 100,1

Panjang jalan rel 2930,22

4.2.2 Perhitungan Alinemen Vertikal

1. Lengkung cembung


Page | 33


g = x 100 %

g1 = x 100 %

= 0,588 %

g2 = x 100 %

= 0

l = r = 0,1% (Hay,1982)

=

= 5,88

L = 5,88 x 100 ft = 5,88 x 30 m = 176,4 m

Digunakan Rmin = 8000 km/jam (Vr >100)

Perbedaan landai (φ) =g1 –g2 = 0,588

Xm = R/2 x φ = 4000 x 0,588% = 23,52 m

Ym = R/8 x φ2 = 1000 x (0,588%)2 = 0,03 m

2. Lengkung Cekung

g = x 100 %

g3 = x 100 %

= 1,422 %


Page | 34


l = r = 0,05% (Hay,1982)

=

= 28,44

L = 28,44 x 100 ft = 28,44 x 30 m = 853,2 m

Digunakan Rmin = 8000 km/jam (Vr >100)

Perbedaan landai (φ) =g2 –g3 = 1,422

Xm = R/2 x φ = 4000 x 1,422% = 56,88 m

Ym = R/8 x φ2 = 1000 x (1,422%)2 = 0,2 m

Gambar 4.5 Rencana Potongan Memanjang Jalan Rel

4.2.3 Volume Pekerjaan Galian dan Timbunan

Tabel 4.6 Stasioning Penampang Melintang As Jalan

Titik STAElevasi Tanah asli elevasi as

tanah rencanakiri as kanan


Page | 35


F 0+000 84,3 84 83,6 84 1 0+0200 85,2 85,17 84,9 85,17 2 0+0400 90,5 90,32 90 86,35 3 0+0600 92,5 92,5 92,5 87,53 4 0+0800 82,4 82,4 82,4 88,71 5 0+1000 82,7 82,6 82,5 89 6 0+1200 84,8 84,8 84,8 89 7 0+1400 88,8 88,7 88,6 89 8 0+1600 87,6 87,4 87,3 89 9 0+1800 88,4 88,28 88,2 89 10 0+2000 88,6 88,6 88,6 89 11 0+2200 89,8 89,1 88,7 89,71 12 0+2400 92,3 92 91,8 92,58 13 0+2600 93,9 93,7 93,6 96,4 14 0+2800 98,5 98,5 98,5 98,25

M 0+2930,22

101,3 100,1 99,8 100,1

Luas Penampang Melintang Pada Penampang di STA Tertentu

Cara yang digunakan adalah dengan menggunakan koordinat kartecius.

Koordinatnya berhubungan dengan jarak horizontal sebagai nilai absis, dan

elevasi pada jarak tersebut di ukur dari titik referensi sebagai ordinat. Karena


Page | 36


penampang nya berbentuk segi banyak tidak beraturan, maka setiap sudut harus

diketehui koordinatnya.

Gambar 4.6 Koordinat Kartesius Suatu Luasa

Tabel 4.7 Perhitungan Volume Galian dan Timbunan

STA Luas Galian (m2)

Luas Timbunan

(m2)

Luas Balas (m2)

Luas Sub Balas (m2)

Volume Galian (m3)

Volume Timbunan

(m3)

Volume Balas (m3)

Volume Sub Balas


Page | 37


(m3)0+000 0 0,65 1,85 2,775 0 130 370 5550+0200 0 0,65 1,85 2,775 6420 65 370 5550+0400 64,2 0 1,85 2,775 15208 0 370 5550+0600 87,88 0 1,85 2,775 8788 12636 370 5550+0800 0 126,36 1,85 2,775 0 25452 370 5550+1000 0 128,16 1,85 2,775 0 19967 370 5550+1200 0 71,51 1,85 2,775 0 7151 370 5550+1400 0 0 1,85 2,775 0 2150 370 5550+1600 0 21,5 1,85 2,775 0 3052 370 5550+1800 0 9,02 1,85 2,775 0 1431 370 5550+2000 0 5,29 1,85 2,775 0 1326 370 5550+2200 0 7,97 1,85 2,775 0 4832 370 5550+2400 0 40,35 1,85 2,775 0 4035 370 5550+2600 0 0 1,85 2,775 20 0 370 5550+2800 0,2 0 1,85 2,775 60 0 370 5550+2930,22 0,4 0 1,85 2,775 total 30496 82227 5550 8325

4.2.4 Perencanaan Konstruksi dan Komponen Jalan Rel

Karena kelas rel adalah kelas 1, maka:

Tipe rel : R.54

Tinggi rel : 159 mm


Page | 38


Lebar Kaki ( C ) : 140 mm

Lebar Kepala (B) : 70 mm

Tebal Badan : 16 mm

Tinggi Kepala : 46,4 mm

Tinggi Kaki : 30,2 mm

Jari-jari lengkung badan rel : 508 mm

Luas Penampang : 69,34 mm

Berat Rel : 54,43 kg/m

Jenis bantalan: Beton

Perencangan Wesel

Panjang jarum ( P) = ((B+C)/(2 tan α/2)) – d

= ((70 + 140)/(2 tan 60)) – 5

= 176,87 mm

Gambar 4.7 Panjang Jarum

BAB V

KESIMPULAN


Page | 39


Dalam pengerjaan desain jalan raya ini dapat di ambil suatu kesimpulan:

1. Medan jalan adalah pegunungan ( kemiringan rata-rata 10 0/00 )

2. Jalan rencana, dari titik F menuju titik M dengan kelas Rel 1.

3. Menggunakan dua tikungan dengan kecepatan rencana 120 km/jam.

4. Dengan pegunungan, direncanakan menggunakan satu lengkung vertikal cembung

dan satu lengkung vertikal cekung.

5. Volume galian dan timbunan cukup seimbang, namun tergolong kurang ekonomis

karena jumlah galian dan timbunan yang relatif besar, ini dikarenakan medan jalan

yang pegunungan sedangkan kelandaian maksimum yang harus dicapai hanya 10 0/00 . Dengan mengutamakan kesesuan kelandaian, maka volume galian dan

timbunan yang besar terpaksa dilakukan.


erean Jalan Rel

Documents

Transcript of erean Jalan Rel