Perancangan Jalan RelPerancangan Jalan Rel

JARINGAN JALAN REL DI P.JAWAJARINGAN JALAN REL DI P.JAWA

Mulai

Observasi lapanganStudi Pustaka

Dokumentasi Jalur Eksisting

Inventarisasi Data

B

Data Sekunder :1. Penghimpunan peraturan-

peraturan2. Pengumpulan data instansional 3. Pengumpulan gambar

topografi, groundkaart dan lengte profil

4. Pengumpulan data pendukung lainnya

Data Primer :1. Peninjauan

lapangan2. Dokumentasi

Kondisi Eksisting3. Interview /

wawancara

A

Identifikasi Permasalahan

C o n t o h :C o n t o h : DIAGRAM ALIR PERENCANAAN JALUR KERETA API DIAGRAM ALIR PERENCANAAN JALUR KERETA API

Desain Jalur Ganda

Cukup ?

o Faktor tekniso Faktor ekonomiso Faktor nonteknis

Analisa data:1. Analisa potensi penumpang2. Analisa kelayakan jalur

ganda3. Analisa trase

A

Ya

Tidak

Perlu penambahan Track

B

Ya

Tidak

DC

Kecepatan Rencana

Tekanan Gandar

Perhitungan Geometri RelAlinyemen HorizontalAlinyemen Vertikal

Penentuan Jalur Rencana Jalan Kereta Api

Perencanaan Konstruksi RelTipe RelBantalan RelPenambat RelSambungan Rel

Perencanaan Wesel dan Sepur di Emplasemen

Perencanaan BalasBalas AtasBalas Bawah

Perhitungan RAB

Gambar Rencana

Daftar Harga satuan

Selesai

C D

Contoh : Contoh : PETA KAPASITAS LINTASPETA KAPASITAS LINTAS

KAPASITAS LINTASKAPASITAS LINTAS

tVD

x60

x60x24C

Keterangan :C = kapasitas lintas = efisiensiD = jarak antara dua stasiunV = kecepatan yang diijinkant = fixed time (1,5 menit)

KAPASITAS LINTAS TERLAYANIKAPASITAS LINTAS TERLAYANIContoh : Realisasi persilangan dan penyusulan kereta api di DAOP V Purwokerto Stasiun lintas Prupuk – Purwokerto (data tanggal 1 s/d 7 Januari 2007).

NNoo

STASIUNSTASIUN JUMLAH JUMLAH SEPUR KASEPUR KA

TANGGALTANGGAL

JUMLAHJUMLAH RATA- RATA- RATARATA11 22 33 44 55 66 77

1 Prupuk 4 15 14 9 15 12 11 8 84 12

2 Linggapura 2 16 14 8 10 12 9 11 80 11

3 Bumiayu 3 9 8 9 10 7 12 7 62 9

4 Kretek 2 8 4 8 6 9 5 8 48 7

5 Patuguran 3 7 5 8 5 5 7 5 42 6

6 Legok 3 6 6 10 5 9 6 9 51 7

7 Karangsari 3 5 5 5 11 10 5 6 47 7

8 Karanggandul 2 7 3 4 11 12 8 7 52 7

9 Purwokerto 5 11 8 13 15 13 9 14 83 12

  Jumlah   84 67 74 88 89 72 75 549 78

Sumber: GAPEKA 2006

Dari data di atas dapat dilihat bahwa kapasitas lintas saat ini telah terlampaui Kapasitas lintas terpasang < kapasitas lintas terlayani 59 perjalanan KA/hari < 78 perjalanan KA/hari ............. (NOT OK!!)

PENGUMPULAN DATA-DATAPENGUMPULAN DATA-DATA

1. PERATURAN YANG TERKAIT DENGAN 1. PERATURAN YANG TERKAIT DENGAN PERANCANGANPERANCANGAN

• Peraturan-peraturan, meliputi:Peraturan-peraturan, meliputi:• PD 10 dan penjelasannya tahun 1986PD 10 dan penjelasannya tahun 1986• Reglemen 10 tahun 1968Reglemen 10 tahun 1968• KM 52 dan 53 tahun 2000KM 52 dan 53 tahun 2000• Lampiran II Peraturan Direktur Jendral Lampiran II Peraturan Direktur Jendral

Perkeretaapian tentang penetapan nama, nomor Perkeretaapian tentang penetapan nama, nomor dan urutan tingkat kelas kereta api pada Gapeka dan urutan tingkat kelas kereta api pada Gapeka 20072007

2.2. DATA INSTANSIONAL YANG TERKAITDATA INSTANSIONAL YANG TERKAIT

• Data kapasitas lintasData kapasitas lintas untuk identifikasi untuk identifikasi masalah.masalah.

• GapekaGapeka untuk identifikasi masalah, untuk identifikasi masalah, mengetahui jadwal perjalanan kereta api mengetahui jadwal perjalanan kereta api dan analisa operasionaldan analisa operasional

• Data jumlah penumpangData jumlah penumpang untuk analisa untuk analisa potensi penumpangpotensi penumpang

• Data lengkung dan helengData lengkung dan heleng untuk analisa untuk analisa eksistingeksisting

• Data emplasemen, weselData emplasemen, wesel untuk analisa untuk analisa eksistingeksisting

• Data tubuh ban (rel, bantalan, penambat, Data tubuh ban (rel, bantalan, penambat, dll)dll) untuk analisa eksisting untuk analisa eksisting

• Dll.Dll.

3.3. Data topografi, groundkaart, dan Data topografi, groundkaart, dan lenghte profilelenghte profile untuk mengetahui untuk mengetahui kondisi medan, analisa geometri, kondisi medan, analisa geometri, dan menghitung volume galian dan dan menghitung volume galian dan timbunan.timbunan.

4.4. Data pendukung lainnya.Data pendukung lainnya.• Data PDRBData PDRB• Data jumlah pendudukData jumlah penduduk untuk untuk

menentukan potensi penumpang.menentukan potensi penumpang.

ANALISA DATAANALISA DATA

1)1) Analisa pola Operasi Kereta ApiAnalisa pola Operasi Kereta Apia.a. Kepadatan LintasKepadatan Lintas

Adalah jumlah kereta api yang benar-Adalah jumlah kereta api yang benar-benar lewat atau yang dijalankan sesuai benar lewat atau yang dijalankan sesuai GAPEKA pada lintas (petak jalan) tertentu GAPEKA pada lintas (petak jalan) tertentu dan dalam waktu tertentu.dan dalam waktu tertentu.

b.b. Kapasitas LintasKapasitas LintasAdalah banyaknya (jumlah) kereta api Adalah banyaknya (jumlah) kereta api yang dapat lewat atau dijalankan dengan yang dapat lewat atau dijalankan dengan tertib dan aman pada suatu lintas (petak tertib dan aman pada suatu lintas (petak jalan) tertentu dan dalam waktu tertentu.jalan) tertentu dan dalam waktu tertentu.

Evaluasi kepadatan dan kapasitas lintas Evaluasi kepadatan dan kapasitas lintas berdasar notasi JNR (Japan National berdasar notasi JNR (Japan National Railways) Railways)

6,1KAxKmJumlah

100xnPersilangaJumlah

2)2) Analisa Potensi PenumpangAnalisa Potensi Penumpang

Keterangan: Y = besarnya volume penumpang yang diramal X = variabel bebas yang mempengaruhi peningkatan volume penumpang, yaitu pertumbuhan penduduk dan ekonomi r = koefisien determinasi a, b = konstanta

2i

2i

iiii2

YYn

YXYXnb.r

Y = a + b . X

22

2

XXnXYXXY

a

22 XXn

YXXYnb

DESAIN DESAIN JALUR KERETA RELJALUR KERETA RELA.A. Geometri Jalan RelGeometri Jalan Rel

Alinyemen HorisontalAlinyemen Horisontal1.1. Full Circle (FC)Full Circle (FC)

Rumus:Tc = Rc . tan ( Δ / 2 )Lc = 2 . π . Rc . Δ / 360°Ec = Tc . tan (Δ / 4 )Sta. TC = titik awal

lengkungSta. CT = TC + Lc

Keterangan: Δ = sudut luar di PI = sudut

pusat lingkaran di O Tc = panjang tangen = jarak

dari Tc ke PI Lc = panjang busur lingkaran Ec = jarak luar Rc = jari-jari lingkaran

Rumus:

Lh = Ls = 0,01 . v . h (m)

Ɵs = 28,648 Ls / Rc (derajat)

Ɵs = Ls / (2 . Rc) (rad)

Yc = Ls . θs / 3

(m)

Xc = Ls – ( Ls . θs2 )/10

(m)

k = Xc – Rc sin θs (m)

p = Yc – Rc (1 – cos θs)

(m)

Ts = (Rc + p) tan Δ/2 + k

(m)

Es = (Rc + p) sec Δ/2 - Rc

(m)

Δc = Δ - 2 θs

(derajat)

Lc = Δc / 360° . (2πRc )

(m)

....LsRc599040

lLsRc3456

lLsRc40

l1lX 66

12

44

8

22

4

i

.... 66

12

44

8

22

43

i LsRc1612800l

LsRc7040l

LsRc56l

1RcLs6l

Y

2.2. Spiral Circle Spiral (SCS)Spiral Circle Spiral (SCS)

Keterangan :• PI = titik perpotongan garis tangen utama• TS = titik perubahan dari tangen ke spiral• SC = titik perubahan dari spiral ke circle• CS = titik perubahan dari circle ke spiral• Rc = jari-jari lengkung lingkaran• l = panjang busur spiral dari TS ke suatu titik sembarang• Lh = Ls = panjang lengkung peralihan• Ts = jarak dari TS ke PI• Es = panjang eksternal total dari PI ke tengah busur lingkaran• Lc = panjang lengkung lingkaran• k = jarak dari TS ke titik proyeksi pusat lingkaran pada tangen• p = jarak dari busur lingkaran tergeser terhadap garis tangen• ∆ = sudut pertemuan antara tangen utama s = sudut spiral• Xc, Yc = koordinat SC atau CS terhadap TS – PI atau PI – TS• Xi, Yi = koordinat setiap titik pada spiral terhadap TS – PI atau PI –

TS• Sta TS = titik awal lengkung• Sta SC = TS + Ls• Sta CS = TS + Ls + Lc• Sta ST = TS + Ls + Lc + Ls

Km PLV = Km PI – XmElv PLV = Elv PI – Xm * φKm PV = Km PIElv PV = Elv PV – YmKm PTV = Km PI + XmElv PTV = Elv PI + Xm * φ

keterangan:

Xm = jarak dari awal lengkung vertikal samp titik tekuk A (m)

Ym = jarak dari titik tekuk A ke elevasi

rencana (m) R = jari-jari lengkung vertikal (m) L = panjang lengkung peralihan

(m) φ = perbedaan landai (%) g1, g2 = kelandaian 1 dan 2 (%) A = titik tekuk

R2x

Y2

2

2

dxyd

R1

1CRx

dxdy

0dxdy

2CR2x

Y

Rx

dxdy

x

Rdxdy

2R

Xm

R

R8R

R24

1Y

222

2

8R

Ym

Rx

Y2

R

21/

Rumus:φ = | g1 - g2|

; x = 0, ; maka C1 = 0

; x = 0, y = 0 , maka C2 = 0

Jadi: dan

Letak titik A (Xm,Ym)a.

;

Xm = OA = ½

b. ;

Y = Ym ; X = Xm =

Alinyemen Vertikal

B.B. Sruktur JalanSruktur Jalan Rel Rel

Klasifikasi standar jalan Klasifikasi standar jalan relrel

Kelas

jalan

Daya angkut lintas

(ton/tahun)

Kecepatan V maks (km/ja

m)

P maks ganda

r (ton)

Tipe relJenis

bantalan/ jarak

Jenis penambat

Tebal balas atas (cm)

Lebar

bahu balas (cm)

I > 20 x 106 120 18 R60 / R54Beton

600mmEG 30 50

II10 x 106 – 20 x 106 110 18 R54 / R50

Beton / kayu

600mmEG 30 50

III5 x 106 – 10 x 106 100 18

R54 / R50 / R42

Beton / kayu / baja - 600mm

EG 30 40

IV2,5 x 106 –

5 x 106 90 18R54 /

R50 / R42

Beton / kayu / baja – 600mm

EG / ET

25 40

V< 2,5 x

106 80 18 R42Kayu / baja – 600mm

ET 25 35

Sumber: PD 10 Bab I pasal 4a, hal 1-3

Catatan :• R = rel• EG = penambat elastis ganda• ET = penambat elastisitas tunggal

V rencana = V maks

c) Untuk perencanaan jari-jari lengkung lingkaran dan lengkung peralihan

i

ii

NVN

cxVrencana

.

b)b) Untuk rencana peninggianUntuk rencana peninggian

Keterangan :c = 1,25Ni = Jumlah kereta api yang lewatVi = Kecepatan operasi

V rencana = 1,25 x V maks

• Kecepatan RencanaKecepatan Rencana

a)a) Untuk perencanaan struktur jalan relUntuk perencanaan struktur jalan rel

1: 20

• R e lR e lRel berguna untuk memindahkan tekanan roda-roda kereta api ke Rel berguna untuk memindahkan tekanan roda-roda kereta api ke atas bantalan-bantalan dan juga sebagai penghantar roda-roda tadi.atas bantalan-bantalan dan juga sebagai penghantar roda-roda tadi.

Keterangan

Pd = beban dinamis roda k = modulus elastisitas jalan rel = dumping factor Ix = momen inersia rel pada sumbu x – x

E = modulus elastisitas rel = tegangan yang terjadi y = jarak tepi bawah rel ke

garis netral M1 = 0,85 Mo akibat super

posisi beberapa gandar.

x

1

IyM

Pd = P + 0,01P (V – 5)

4Pd

Mo

4

xEI4k

• PenambatPenambatPenambat rel adalah suatu komponen yang menambatkan rel pada bantalan Penambat rel adalah suatu komponen yang menambatkan rel pada bantalan sedemikian rupa sehingga kedudukan rel adalah tetap, kokoh dan tidak bergeser.sedemikian rupa sehingga kedudukan rel adalah tetap, kokoh dan tidak bergeser.

• BantalanBantalanBantalan berfungsi untuk meneruskan beban dari rel ke balas, menahan lebar Bantalan berfungsi untuk meneruskan beban dari rel ke balas, menahan lebar sepur dan stabilitas ke arah luar jalan rel.sepur dan stabilitas ke arah luar jalan rel.

a. Pembebanana. Pembebanan

4

x

xS*Pd

786,0P2Q

1

1

P = k*yo

11 kxPd

0.3918kx

π*P2kPd

yo

Q = P*S

Gambar Pembebanan merata pada tepi bawah rel

Keterangan :P = beban merata pada strukturPd = beban dinamisyo = penurunan maksimumMo = momen maksimumS = jarak bantalanQ = beban ke bantalan

- - Dimensi Bantalan dan Analisis teganganDimensi Bantalan dan Analisis tegangan

Lp*2L Panjang BantalanPanjang Bantalan

L = panjang bantalanL = jarak antara kedua sumbu vertikal relLp = panjang penyaluran

Gambar Panjang penyaluran gaya prategang

310.fcuLp

fcu = kuat tekan beton saat transfer (N/mm2) = konstanta yang tergantung jenis diameter kabel prategang di bawah ini.

Momen yang terjadi di daerah di bawah rel:Momen yang terjadi di daerah di bawah rel:

sinc2sinha2sinsinhc2sina2sinh

cosc2coshacos2coshc2cosacosh2

sinsinh4Q

M22

ccosh*ccosccos*ccosh

csinhcsinhcsincsincsincsinh

sinsinh2Q

M

Momen yang terjadi di daerah tengah bantalan:Momen yang terjadi di daerah tengah bantalan:

M = momen yang terjadiQ = beban ke bantalan

a = jarak dari sumbu vertikal rel ke ujung bantalan

c = setengah jarak antara sumbu vertikal rel

- - Analisa TeganganAnalisa Tegangan

c'f6,1tr

c'f45,0tk

Tegangan tekan ijin beton

Tegangan tarik ijin beton

WM

WePeff

APeff

We.Pi

APi

- - Perhitungan Gaya PratekanPerhitungan Gaya Pratekan

Tahapan pratekan awal

Tahapan pratekan efektif

• Tubuh Jalan Kereta ApiTubuh Jalan Kereta Api

b > ½ L + X

- Lapisan Balas AtasLapisan Balas AtasKeterangan : L = panjang bantalan (cm) X = 50 cm untuk kelas I dan II

40 cm untuk kelas III dan IV 30 cm untuk kelas V.

Keterangan :d1 = tebal lapisan balas atas (30 cm)

d2 = tebal lapisan balas bawah (15 -

50 cm)d = tebal lapisan balas1 = tekanan di bawah bantalan

t = 1,2 kg/cm2

1sinc2sina2sinsinhc2sina2sin

1cosc2coshacos21coshc2cosacosh21sinh1sin

1b2

Pd 22

1

- Lapisan Balas Bawah- Lapisan Balas Bawah

35,1

t

1 10.58

d

Pd = beban dinamiske = modulus reaksi balasb = lebar bawah bantalana = jarak dari sumbu vertikal rel ke ujung bantalanc = setengah jarak antara sumbu vertikal relk = ke.b

• Daya Dukung TanahDaya Dukung Tanah

Untuk mendapatkan tegangan yang terjadi di tanah akibat kereta Untuk mendapatkan tegangan yang terjadi di tanah akibat kereta api digunakan api digunakan “Beam on Elastic Foundation”“Beam on Elastic Foundation” dan JNR dan JNR

35,11

2 d1058

Keterangan :d = tebal balas total2 = tekanan pada permukaan badan jalan1 = tekanan tepat di bawah bantalan

= ke * yke = modulus reaksi balas y = lendutan maksimum bantalan, dengan rumus :

sinc2sinha2sinsinhc2sina2sinh

cosc2cosha2cos2coshc2cosacosh2x

sinsinh1

xk2

Pdy

22

Perhitungan daya dukung tanah:Perhitungan daya dukung tanah:

%100xdartansbeban

penetrasialatmemasukkanuntukbebanCBR

%100xdartansbeban

dartanspistonluasx)psidalam(CBR

%)100xpistonluas/()dartanSBebanxCBR(

• W e s e lW e s e lWesel merupakan pertemuan antara beberapa jalur Wesel merupakan pertemuan antara beberapa jalur (sepur), dapat berupa sepur yang bercabang atau (sepur), dapat berupa sepur yang bercabang atau persilangan antara dua sepur. Fungsi wesel adalah untuk persilangan antara dua sepur. Fungsi wesel adalah untuk mengalihkan kereta dari satu sepur ke sepur lainnyamengalihkan kereta dari satu sepur ke sepur lainnya. .

Gambar Komponen weselGambar Komponen wesel

Gambar Lidah berputar

Keterangan :t = Panjang lidah (m)B = Lebar kepala rel (m)Y = Jarak dari akar lidah ke rel

lantak (m)β = Besar sudut tumpu

sinYB

t

2.2. Panjang LidahPanjang Lidah

• Perhitungan Perhitungan WeselWesel

d)2/(tg2

)CB(P

1.1. Panjang JarumPanjang Jarum

Keterangan :P = Panjang jarum (m)B = Lebar kepala rel (m)C = Lebar kaki rel (m)d = Jarak siarα = Sudut simpang arah

(1: n)

Gambar Panjang Gambar Panjang jarumjarum

3.3. Jari-Jari Lengkung LuarJari-Jari Lengkung Luar

coscossinPsintW

Ru

Keterangan : Ru = Panjang jari-jari lengkung luar (m) W = Lebar sepur (m) t = Panjang lidah (m) P = Panjang Jarum (m)

Gambar Jari-jari lengkung luarGambar Jari-jari lengkung luar

8,7

2VR

Jari-jari lengkung luar tidak boleh kurang dari R.Jari-jari lengkung luar tidak boleh kurang dari R.

V = kecepatan ijin pada wesel (km/jam)V = kecepatan ijin pada wesel (km/jam)

C.C. Perlintasan SebidangPerlintasan SebidangPerlintasanPerlintasan sebidang merupakan perpotongan antara jalan rel dengan jalan sebidang merupakan perpotongan antara jalan rel dengan jalan raya, baik tegak lurus maupun bentuk sudut α.raya, baik tegak lurus maupun bentuk sudut α.

Untuk kejadian I, dimana :Untuk kejadian I, dimana :Pengemudi kendaraan dapat melihat kereta api yang mendekat Pengemudi kendaraan dapat melihat kereta api yang mendekat sedemikian rupa sehingga kendaraan dapat menyeberangi perlintasan sedemikian rupa sehingga kendaraan dapat menyeberangi perlintasan sebelum kereta api tiba pada perlintasan.sebelum kereta api tiba pada perlintasan.Pengemudi kendaraan dapat melihat kereta api yang mendekat Pengemudi kendaraan dapat melihat kereta api yang mendekat sedemikian rupa sehingga kendaraan dapat dihentikan sebelum sedemikian rupa sehingga kendaraan dapat dihentikan sebelum memasuki daerah perlintasan.memasuki daerah perlintasan.

Bila tidak ada rambu atau tanda yang memberi tahu bahwa K.A. akan melewatimelewati perlintasan, maka ada dua kejadian yang menentukan jarak pandangan (Penjelasan PD 10 Bab 1 pasal 6).

deD

f30Vv

tVv4667,11,1dH2

WLD2

f30Vv

tVv667,1VvVT

dT

Gambar Perlintasan sebidang kejadian IGambar Perlintasan sebidang kejadian I

KKejadian II ejadian II ::bila kendaraan jalan raya berhenti di muka lintasan, maka dT dihitung bila kendaraan jalan raya berhenti di muka lintasan, maka dT dihitung berdasarkan pada keadaan dimana kendaraan mulai bergerak, sehingga dT berdasarkan pada keadaan dimana kendaraan mulai bergerak, sehingga dT harus cukup memungkinkan kendaraan mempercepat dan meninggalkan harus cukup memungkinkan kendaraan mempercepat dan meninggalkan perlintasan sebelum kereta api tiba, meskipun kereta mulai tampak pada waktu perlintasan sebelum kereta api tiba, meskipun kereta mulai tampak pada waktu kendaraan sudah mulai bergerak.kendaraan sudah mulai bergerak.

J

VadWD2L

aV

V4667,1dTG1

GT

keterangan :dH = jarak pandang sepanjang jalan raya (kaki,

feet)dT = jarak pandang sepanjang jalan kereta api

(kaki, feet)Vv = kecepatan kendaraan (mil/jam)Vr = kecepatan kereta api (mil/jam)t = waktu reaksi, diambil sebesar 2,5 detikf = koefisien geser (dari tabel)D = jarak dari garis henti atau ujung depan

kendaraan, diambil sebesar 15 kaki (feet)de = jarak dari pengemudi ke ujung depan

kendaraan ke rel terdekat, diambil sebesar 10 kaki (feet)

L = panjang kendaraan, diambil sebesar 65 kaki (feet)

W = jarak antara rel terluar, untuk jalur tunggal sebesar 5 kaki (feet)

VG = kecepatan terbesar kendaraan dalam sisi pertama diambil sebesar 8,8 feet/detik

a1 = percepatan terbesar kendaraan dalam sisi pertama diambil sebesar 1,47 feet/detik

J = waktu reaksi, diambil sebesar 2,0 detikDa = VG 2 / 2 a1

= jarak yang ditrempuh kendaraan ketika mempercepat ke kecepatan tertinggi dalam gigi pertama

Gambar Perlintasan sebidang kejadian IIGambar Perlintasan sebidang kejadian II

Perhitungan dimensi konstruksi rel ditentukan oleh faktor-faktor :V rencana = 1,25 x Vmax

= 1,25 x 120 km/jam = 150 km/jam = 93,206 mil/jam

Tekanan gandar = 18 ton P = 9 ton = 9.000 kg

Pd = P + 0,01 P (Vrenc – 5) = 9000 + (0,01x9000(93,206–5)) = 16.938,511 kg

Dicoba jalan rel kelas I rel tipe R. 54.Cek tegangan rel tipe R. 54.

Pd = 16.938,511 kg k = 180 kg/cm E = 2,1.106 kg/cm2 Ix = 2.346 cm4 Y = 7,620 cm

22

46

4

cm/kg1325cm/kg91,11952346

6864,433165x85,0Ix

Yx1M

kgcm6864,433165Mo009776,0x4

511,16938Mo

4Pd

Mo

cm009776,02346x10.1,2x4

180

EIx4k

Panjang ℓ dapat dihitung dengan rumus:Dengan ;

r = tanα = gaya lawan bantalan persatuan panjang

Maka untuk:E = 2,1.106 kg/cm2A = 69,34 cm2α = 1,2 .10-5 ˚Cr = 450 kg/m (untuk bantalan beton)ΔT = (50 – 20)˚C

Sehingga:

m98,232

9,116x2L

m49,116450

)2050(x10.2,1x34,69x10.1,2 56

Sambungan rel untuk R. 54 menurut PD 10 menggunakan 4 baut.

Menurut PD. 10, untuk R. 54 digunakan : lubang : 24 mmTebal plat : 20 mmTinggi plat : 108,3 mm (penjelasan PD.10 hal 3-33)

Check kekuatan baut : baut : 23 mmAc : 4,15 cm2 baut : 4000 kg/cm2

Kekuatan baut (No) :No = 75% x Ac x

= 75% x 4,15 x 4000 = 12450 kgT = ½ x No

= ½ x 12450 = 6225 kgUntuk R. 54 :

Pd = 16.938,511 kgtan α = 1 : 2,75 (tabel hal 3-42, Penjelasan PD.10)α = arc tan (1/2,75)P = 2 x P1 x cos αP1 = 0,532 PP1 = P2Q = Pd/2 = 16.938,511/2 = 8.469,2555 Kg

H = Q x tan α= 8.469,2555 x 1/2,75= 3.079,729 Kg

H= T’ + T”Dengan:

T’,T” = Gaya tarik baut sebelah dalam dan luarH = Gaya lateral yang bekerja di tengah-tengah

pelat penyambung.H (a+b) = T’ x b

Dengan harga a= 5 cmb = 13 cmc = 3,5 cm

Harga a, b, c diperoleh dari gambar di depan.Sehingga : H (a+b) = T’ x b

3079,729(5+13) = T’ x 1355435,122 = T’ x 13T’ = 4.264,240 KgT’ < T = 4.264,240 Kg < 6.225

Kg.................... OkT” = H – T’T” = 3.079,729-4.264,240T” = - 1.184,511 KgT” < T = - 1.184,511 Kg < 6.225

Kg..................Ok

Cek Kekuatan Plat

Sepasang plat penyambung harus sama panjang dan mempunyai ukuran yang sama. Ssebuah plat penyambung harus kuat menahan mmen besar:

M = M1 + M2 = (Q x a) + (m x Q x h)Dengan : Q = Tekanan pada plat penyambung

a = Jarak dari tengah-tengah gaya reaksi Rm = Koefisien geser maksimal = 0,03h = Jarak vertikal garis gaya geser

Gambar 5.3. Pelat penyambungM = (Q x a) + (m x Q x h)Q = 8.469,2555 Kga = 5 cmm = 0,03h = 108,3 mm = 10,83 cm

Sehingga : M = (8.469,2555 x 5)+(0,03 x 8.469,2555 x 10,83)= 45.097,939 kgcm

σ = M / WW = 1/6 x b x h2

Dengan : σ = Tegangan yang terjadi (Kg/cm2)b = Tebal plat = 20 mm = 2 cmh = 10,8 cmW = Momen kelembaman (cm3)

Sehingga:W = 1/6 x 2 x 10,82 = 38,88 cm3σ = 4.5097,939/38,88 = 1.159,926 Kg/cm2σ < σ = 1.159,926 Kg/cm2 < 1.325

Kg/cm2 ........................... Ok

Perhitungan CelahPada sambungan rel harus ada celah untuk menampung timbulnya perubahan panjang rel akibat pemuaian. Menurut PD. 10 perpanjangan rel akibat perubahan suhu =11,397mm ≈ 12 mm

Penambat RelPenambatan rel adalah suatu komponen yang menabatkan rel pada bantalan sedemikian rupa sehingga kedudukan rel adalah tetap, kokoh, dan tidak geser.

Perhitungan penambatan rel

Cek Kekuatan, Gaya yang terjadi pada rel :F= E x A x α x ∆T

Untuk R-54 ; E = 2,1 x 106 Kg/cm2

A = 69,34 cm2α = 1,2 x 10-5 /0C∆T = (50-20) 0C

Sehingga : F = E x A x α x ∆TF = 2,1 x 106 x 69,34 x 1,2 x 10-5 x (50-20)F = 5.2421,04 Kg

Panjang rel = 250 mJarak bantalan = 600 mm = 0,6 m

Sehingga jumlah penambat tiap rel panjang adalah250/0,6 = 416,667 ≈ 416 buah

Gaya yang ditahan oleh sebuah penambatF’ = F/416 = 5.2421,04/416 = 126,012 Kg

Dalam perencanaan ini digunakan penambat elastik ganda jenis pandrol yang mempunyai gaya jepit sebesar 24,5 KN (2496 Kg) sepasang.

Jadi F’ ≤ F Penambat (masih aman)

Perhitungan jarak bantalanCara Momen

Untuk R-54q = 54,43 kg/m = 0,5443 Kg/cmPd = 16.938,511 KgIx = 2.346 cm4y = 76,20 mmσ = 1.325 Kg/cm2

Mmaks = 1/8 x q x l2 + ¼ x P x lMmaks = σ x WW = lx/y = 2.346/76,20W = 307,87 cm3Mmaks = σ x W

= 1325 x 307,87Mmaks = 407.927,75 Kgcm

Sehingga:Mmaks = 1/8 x q x l2 + ¼ x P x l407.927,75 = 1/8 x 0,5443 x l2 + ¼ x

16938,511 x l407.927,75 = 0,09071667l2 + 4234,62775 l0,09071667l2 + 4234,62775 l - 407927,75 = 0

Sehingga di dapat: l = 96,148 cm

Cara Lendutan

fmaks = P/(64 x E x Ix x µ3)¼dengan:

E = 2,1 x 106 Kg/cm2q = 54,43 kg/m = 0,5443 Kg/cmPd = 16.938,511 KgIx = 2.346 cm4µ = 180

Sehingga:fmaks = P/(64 x E x Ix x µ3)¼

= 16.938,511/(64*2,1 x 106 x 2.346 x 1.803) ¼

fmaks = 0,46fmaks = fp + fq

0,46 = 1,438 x 10-12 ℓ4 + 7,166 x 10-8 ℓ3Dengan cara coba-coba didapat ℓ = 186 cm, maka sesuai syarat dari PD. 10 diambil ℓ=60 cm.

Ix*E*384*q*5

fq4

Ix*E*48*P

fp3

2346*10*1,2*48*511,16938

2346*10*1,2*384*5443,0*5

fmaks 6

3

6

4