MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

29
JURUSAN DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL FTSP ITS SURABAYA MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO-KALITIDU DENGAN SYSTEM BUSUR BOX BAJA DI KABUPATEN BOJONEGORO Oleh : M. ZAINUDDIN 3111 040 511 Dosen Pembimbing : Ir. IBNU PUDJI RAHARJO, MS

Transcript of MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

Page 1: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

JURUSAN DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL – FTSP ITS SURABAYA

MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO-KALITIDU

DENGAN SYSTEM BUSUR BOX BAJA DI KABUPATEN BOJONEGORO

Oleh :

M. ZAINUDDIN

3111 040 511

Dosen Pembimbing :

Ir. IBNU PUDJI RAHARJO, MS

Page 2: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

LATAR BELAKANG

Kebutuhan sarana dan prasarana dalam mempercepat akses transportasi antar daerah.

Tujuan dari pembangunan jembatan tersebut bagi masyarakat kota Bojonegoro.

Alasan dipilihnya konstruksi busur dalam pembangunan jembatan malo – kalitidu

Kelebihan dari pemilihan konstruksi jembatan rangka busur dibandingkan sistem konstruksi jembatan bentang panjang lain.

Page 3: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

PERMASALAHAN

Bagaimana melakukan perencanaan modifikasi struktur jembatan HM Santoso meliputi dimensi profil baja, perletakan, kepala jembatan dan pondasi.

MAKSUD & TUJUAN

Merencanakan dimensi profil baja, perletakan, kepala jembatan dan pondasi untuk jembatan HM Santoso.

Page 4: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

BATASAN MASALAH

Perencanaan disini hanya membahas dari segi teknis saja, tidak dilakukan analisa dari segi biaya dan waktu.

Tidak memperhitungkan kondisi beban pada waktu metode pelaksanaan.

Perhitungan sambungan dibatasi pada bagian-bagian tertentu yang dianggap mewakili keseluruhan.

Page 5: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

Mengumpulkan dan mempelajari data dan literatur yang berkaitan dengan proses perencanaan.

Mendesain lay out awal jembatan.

Menentukan jenis pembebanan yang bekerja pada jembatan.

Analisa struktur utama jembatan.

Kontrol terhadap kekuatan dan kestabilan struktur.

Merencanakan struktur bawah jembatan.

Menuangkan bentuk dan analisa dalam gambar teknik

METODOLOGI

Page 6: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …
Page 7: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …
Page 8: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

Nama jembatan : Jembatan H.M Santoso

Lokasi : Desa malo-kalitidu, kabupaten Bojonegoro

Tipe jembatan : Kombinasi jembatan balok pratekan dan busur

Lebar jembatan : 9,7 meter

Tinggi fokus : 32,783 meter

Tinggi bebas : 1,25 meter

Tinggi konstruksi : 4,85 meter

Bentang jembatan : - 30,66 meter (pratekan)

- 127,992 meter (busur)

DATA UMUM JEMBATAN

DATA EKSISTING

Page 9: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

LAY OUT AWAL JEMBATAN

Page 10: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

DATA MODIFIKASI

Lebar jembatan : 10,5 meter

Tinggi fokus : 26,82 meter

Tinggi tampang : 2,5 meter

Tinggi bebas : 1,5 meter

Tinggi konstruksi : 1,162 meter

Bentang jembatan : 189,312 meter (busur)

Struktur utama : box baja

DATA PERENCANAAN

1. Beton

Kuat tekan (fc’) = 35 MPa

Kuat tekan tiang pancang menggunakan (fc’) = K600

2. Baja

Tulangan baja dengan kuat leleh (fy) = 360 MPa

Profil baja BJ 50

• Tegangan leleh (fy) = 290 MPa

• Tegangan putus (fu) = 500 MPa

DATA BAHAN

Page 11: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

LAY OUT MEMANJANG MODIFIKASI JEMBATAN

18931.2

AbutmentPlat Injak

Wing Wall

MAN

TB

TKYT

= 5 m

= 1,5 m

= 3 m

MAB = 7 m

TAMPAK MEMANJANG

Page 12: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

PEMBEBANAN PADA STRUKTUR UTAMA

BEBAN TETAP

BERAT SENDIRI BEBAN MATI TAMBAHAN

BEBAN LAJUR “D”

BEBAN TRUCK

BEBAN LALU–LINTAS

BEBAN LINGKUNGAN

BEBAN PEJALAN KAKI

1. BERAT TROTOAR 2. BERAT SANDARAN 3. BERAT AIR HUJAN

1. BERAT PROFIL 2. BERAT ASPAL 3. BERAT PLAT BETON

BEBAN ANGIN

BEBAN GEMPA

Page 13: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

KOMBINASI BEBAN

Kombinasi Kombinasi beban

I

II

III

IV

V

VI

(Sumber : B. Supriyadi, 2000)

M + H + Ta

M + Ta + Gg + A

Kombinasi I + Rm + Gg + A

M + Ta + Hg + Tag

M + Hg + Gg + A

M + Ta

Page 14: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

PRELIMINARY DESAIN

Bentang jembatan memiliki panjang 189,312m

Jarak tiap gelagar melintang terdiri dari 34 segmen @ 5,568m

Profil gelagar memanjang WF 400 x 300 x 10 x 16

Lebar jembatan 10,5m

Jarak tiap gelagar memanjang @1,75m

Profil gelagar melintang WF 900 x 300 x 18 x 34

Profil Busur berupa Box Baja 2500.2000.30

Page 15: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

PERENCANAAN LANTAI

KENDARAAN

Tebal minimum pelat lantai kendaraan (SNI T-12-2004

ps. 5.5.2)

d ≥ 200 mm

d ≥ 100 + 0,04 (b) = 100 + 0,04 (1750) = 170 mm

Dimana :

d = tebal pelat lantai kendaraan

b1 = jarak antar tumpuan

Maka digunakan tebal pelat lantai sebesar 250 mm.

Page 16: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

ANALISA PEMBEBANAN

1. Akibat Beban Mati

• Berat sendiri pelat = 0,25 x 1,75 x 2.400 x 1,3 = 1.365 ,00 kg/m

• Berat aspal = 0,05 x 1,75 x 2.200 x 1,3 = 250,25 kg/m

• Beban air hujan = 0,05 x 1 x 1000 = 50,00 kg/m

Total beban mati (QdU) = 1.665,25 kg/m

2. Akibat Beban Hidup

• Beban truck = (1+0,3) x 11,25 x1,75 x 1,8 = 46,07 ton

Total Beban hidup (Tu) = 46.068 kg

LANTAI KENDARAAN

Page 17: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

ANALISA PEMBEBANAN

(lanjutan)

Momen akibat beban mati : MD = 1/10 x QdU x b2 = 1/10x 1665,25 x 1,752 = 509,98 kgm

Momen akibat beban hidup : ML = 0,8 x

Mu = MD + ML = 5.458,98 kgm

S + 0,6

10 x Tu = 0,8 x

1,75 + 0,6

10 x 26..325 = 4..949 kgm

Penulangan Pelat Lantai Hasil perhitungan pelat lantai berdasarkan SNI 03 – 2847 – 2002 pers.(3) psl 12.3.3.

Tulangan Arah Melintang :

As = 2.888 mm2 ; pakai D18 – 100 = 3.142 mm2

As’ = 1.672 mm2 ; pakai D16 – 120 = 1.676 mm2

Tulangan Arah Memanjang / Susut :

Asmin = 337,5 mm2 ; pakai D13– 200 = 663,66 mm2

Page 18: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

ANALISA PEMBEBANAN

(lanjutan)

1. Akibat Beban Mati

• Berat pelat beton = 0,25 x 1,75 x 2.400 x 1,3 = 1.365,00 kg/m

• Berat aspal = 0,05 x 1,75 x 2.200 x 1,3 = 250,25 kg/m

• Berat bekisitng = 50 x 1,75 x 1,4 = 122,50 kg/m

• Berat sendiri balok = 107 x 1,1 = 117,70 kg/m

Total beban mati (QdU) = 1.855,45 kg/m

2. Akibat Beban Hidup • Beban UDL = 5,21x 1,75 x 1,8 = 16,42 Kn/m = 1642,13 kg/m

• Beban KEL = (1 + 0,3) x 4.400 x 1,75 x 2 = 20.020 kg

MD = 1

8 x QdU x L2 = 7.169,83 kgm

Page 19: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

ANALISA PEMBEBANAN

(lanjutan)

GELAGAR MEMANJANG

1/4P gp.Mc

qL1

(m)

C

A B

x QL x L2 + x P1 x L = 1

4

1

8 34.236,56 kgm ML1 =

3. Akibat Truck

ML2 =

Page 20: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

STRUKTUR UTAMA

A. Hool & W.S Kinne

L2

Data perencanaan : f = 26,82 m → syarat : 1/6 < f/L < 1/5 h = 2,5 m → syarat : 1/40 < h/L < 1/25

Hasil perhitungan panjang batang penggantung : Diperoleh dari hitungan persamaan parabola :

4 . f . x ( L – x ) Yn =

Yn’ = Panjang batang penggantung = Yn - h

Dari hasil perhitungan struktur utama : • Batang Penggantung : Dipakai profil Kable Strand Bridge Zinc Coated Ø 30 mm • Penampang Busur : Dipakai profil Box 2500.2000.30, Box 2250.2000.30, Box 2000.2000.30 ; BJ 50

Page 21: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

STRUKTUR UTAMA (lanjutan)

Titik X (m) Yn (m) Yn’ (m) 17 0 0 0 16 5,568 3,06 0 15 11,136 5,94 2,254

14 16,704 8,63 5,421

13 22,272 11,14 8,368 12 27,840 13,46 11,098 11 33,408 15,59 13,609 10 38,976 17,54 15,902 9 44,544 19,30 17,976

Titik X (m) Yn (m) Yn’ (m) 8 50,112 20,88 19,832 7 55,680 22,27 21,470

6 61,248 23,48 22,889

5 66,816 24,50 24,090

4 72,384 25,34 25,072 3 77,952 25,98 25,837 2 83,520 26,45 26,382 1 89,088 26,73 26,710 0 94,656 26,82 26,819

Yn’ = Panjang batang penggantung = Yn – h

Page 22: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

STRUKTUR SEKUNDER

Bentuk konstruksi sikatan angin atas diassumsikan

sebagai konstruksi rangka batang bidang. Dan yang

berfungsi sebagai batang horizontal adalah konstruksi

busur.

Gaya batang maksimum dari hasil perhitungan program SAP2000 :

• Batang Vertikal Smaks = 246741,62 kg

Hasil perhitungan dari perencanaan struktur sekunder :

• Ikatan Angin Atas

Batang Vertikal Pakai profil Box 1000 x 1000 x 30 x 30 ; BJ 50

• Ikatan Angin Bawah

Batang Diagonal pakai profil WF 250 x 175 x 7x 11

Page 23: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

PERHITUNGAN SAMBUNGAN

Alat sambung yang digunakan adalah baut mutu tinggi

Kekuatan Ijin 1 Baut :

Kekuatan Geser :

Vd = Φf x r1 x fU x Ab

Kekuatan Tumpu :

Rd = 2,4 x Φf x d x t x fU

Dimana :

Φf = faktur reduksi kekuatan ( = 0,75 ) Ab = luas bruto penampang baut d = diameter baut t = tebal pelat r1 = untuk baut tanpa ulir ( = 0,5 ) r1 = untuk baut dengan ulir ( = 0,4 )

Page 24: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

PERHITUNGAN SAMBUNGAN (lanjutan)

Gaya maksimum batang vertikal : SV = 19.756,02 kg Pakai : baut → d = 19 mm ; A325 pelat → t = 20 mm ; BJ37

Kekuatan Ijin 1 Baut :

Kekuatan Geser :

Vd = Φf x r1 x fu x Ab = 0,75 x 0,5 x 8250 x 1,131 = 8.767,22 kg

Kekuatan Tumpu :

Rd = 2,4 x Φf x d x t x fu = 2,4 x 0,75 x 1,9 x 2 x 3.700 = 23.058 kg

Jumlah baut yang dibutuhkan :

n = SV

Φ Rn

= 3 baut

Page 25: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

Ø 60 cm

Perencanaan Abutment

0.5 0.5 2.0

1.5

2.5

0.5

2.5

0.5

V (beban mati + hidup)

H

Ta

(beban rem+gesek+gempa)

STRUKTUR BAWAH

Pembebanan

Peninjauan beban:

1. Beban Primer

1. Beban Mati

2. Beban Hidup

2. Beban Sekunder

1. Beban Rem

2. Beban Angin

3. Beban Gempa

4. Tekanan Tanah

Page 26: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

Dari data-data perhitungan kombinasi, diambil kombinasi yang mempunyai nilai paling besar, yaitu kombinasi 4 :

P = 1126,27 ton.

Hx = 221,32 ton

Hy = 644,80 ton

Mx = 1047,06 tm.

My = 1862,14 tm.

Nilai diatas digunakan untuk penulangan abutment, serta kebutuhan tiang pancang.

Tegangan total tanah = 27,26 t/m2

Angka Keamanan :

SF =

= 27,26 t/m2

= 1,5 < 3 ...... Not OK ; MAKA BUTUH TP qL qadm

γ'.D.NqC.NcLB0,21.Nγ

2Bγ'.

LB0.21q L

Analisa daya dukung tanah

Page 27: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

PERHITUNGAN PONDASI

Dari hasil perhitungan didapatkan jumlah tiang pancang yang diperlukan :

Jumlah = 30 buah

Diameter = 600 mm

Kedalaman = 12 m (BH1) dan 19 m (BH-2)

Daya Dukung 1 Tiang Pancang = 94,626 ton (BH-1)

D (mm) Numb Crack

(tm)Ult

(tm)600 100 C 9 32 20,36 1570,8 17648,4 102,89 211,6 29 58

Pile

Diameter

(mm)

Thick

(mm)

ClassPC Wire Effective

Prestress

(kg/cm2)

Allowable

Axial(T)

Bending Moment

Area of

Steel

(cm2)

Area of

Concrete

(cm2)

Section

Modulus

(cm3)

Sumber : Buku Daya Dukung Pondasi Dalam oleh Prof. Dr. Ir. Herman Wahyudi

Page 28: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

DENAH DA DETAIL PONDASI

100150150150150100

100

200

200

200

200

200

100

Denah Tiang PancangSkala 1 : 180

y

Mxx

My

Skala 1:110

Ø 18 - 200

Ø 32 - 125

Ø 32 - 200

Penulangan Abutment

Ø 32 - 140

Ø 18 - 400

Ø 18 - 400

Ø 32 - 280

A A

B

Page 29: MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN MALO …

KESIMPULAN

1. Dalam Perancangan Jembatan busur ini, didapat dimensi profil sebagai berikut :

Penampang Dimensi Profil Cross Girder WF 900x300x18x34

Stringer WF 400x300x10x16

Hanger Kable Strand Ø 30 mm

Struktur Busur Box 2500.2000.30, Box 2250.2000.30,Box 2000.2000.30

Top Bracing Box 1000.1000.30 (Horizontal)

Bottom Bracing WF 250x175x7x11

2. Dimensi Abutment berupa konstruksi dinding penuh setebal 2m, dengan lebar 12m yang ditumpu oleh tiang pancang dengan D 60cm, mutu beton K600.

3. Perletakan berupa sendi saja.

4. Dengan pemakaian bentuk busur, maka diharapkan momen lentur yang terjadi dapat dikurangi, sehingga pemakaian bahan baja lebih ekonomis.