Konferensi Nasional Teknik Sipil 3 (KoNTekS 3) Jakarta, 6 – 7 Mei 2009

Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 25

PERENCANAAN JEMBATAN BALOK PELENGKUNG BETON BERTULANG TUKAD YEH NGONGKONG DI KABUPATEN BADUNG, BALI

I Nyoman Sutarja

Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran.

E-mail : nsutarja@civil.unud.ac.id

ABSTRAK Jembatan Tukad Yeh Ngokong yang berlokasi di Desa Plaga Kabupaten Badung, Provinsi Bali direncanakan untuk menghubungkan daerah pariwisata Kabupaten Tabanan bagian utara, daerah pariwisata Kabupaten Badung di bagian utara dan Kabupaten Bangli bagian utara. Jembatan ini akan menjadi jalur alternative terdekat yang menghubungkan daerah pariwisata Alas Kedaton, Bedugul di bagian utara Kabupaten Tabanan dengan Sangeh dan Plaga sebagai daerah pariwisata Kabupaten Badung di bagian utara, serta daerah pariwisata Kintamani, Danau Batur dan Desa Trunyan di Kabupaten Bangli bagian utara. Dengan didasari pertimbangan 1) kondisi geometri lokasi; 2) kondisi tanah dasar; 3) kebutuhan fungsional; 4) estetika; 5) ekonomi dan kemudahan pemeliharaan; 6) konstruksi serta pertimbangan pelaksanaan beserta 7) Undang-undang yang berlaku, maka dipilih sebagai struktur utama adalah balok pelengkung dari beton bertulang, dengan bentang jembatan total 120m (25m gelegar baton pratekan + 70m balok pelengkung beton bertulang + 25m gelegar beton pratekan). Struktur didesain dengan model LRFD, analisis elastis. Dari hasil analisis menunjukkan bahwa pada balok pelengkung beton bertulang dominan terjadi tegangan tekan, demikian pula dari desain didapatkan tulangan minimum (1%), pada pangkal maupun puncak balok pelengkung.

Kata kunci : Perencanaan, jembatan, pelengkung, boton bertulang, tegangan

1. PENDAHULUAN Jembatan Tukad Yeh Ngokong yang berlokasi di Desa Plaga Kabupaten Badung, Provinsi Bali direncanakan untuk menghubungkan daerah pariwisata Kabupaten Tabanan bagian utara dengan daerah pariwisata Kabupaten Badung di bagian utara serta Kabupaten Bangli bagian utara. Jembatan ini akan menjadi jalur alternative terdekat yang menghubungkan daerah pariwisata Alas Kedaton, Bedugul di bagian utara Kabupaten Tabanan dengan Sangeh dan Plaga sebagai daerah pariwisata Agro Kabupaten Badung di bagian utara, serta daerah pariwisata Kintamani, Danau Batur dan Desa Trunyan di Kabupaten Bangli bagian utara.

Dengan didasari pertimbangan 1) kondisi geometri lokasi jembatan, 2) kondisi tanah dasar; 3) kebutuhan fungsional; 4) estetika; 5) ekonomi dan kemudahan pemeliharaan; 6) konstruksi serta pertimbangan pelaksanaan besrta 7) Undang-undang yang berlaku, maka dipilih sebagai struktur utama adalah balok pelengkung dari beton bertulang dengan model True Arch yaitu jembatan pelengkung dimana konstruksi pelengkungnya berada dibawah lantai kendaraan

Dengan menggunakan balok pelengkung momen yang timbul pada gelegar akibat beban akan jauh lebih kecil. Timbulnya momen yang lebih kecil akan sangat menguntungkan karena beton tidak kuat menerima gaya tarik. Sebaliknya pada balok pelengkung akan timbul gaya normal tekan yang cukup besar. Hal ini akan diimbangi oleh kekuatan beton yang memang tahan menerima gaya tekan.

Lingkup yang dibahas dari hasil perencanaan dalam tulisan ini hanya perilaku balok pelengkung beton bertulang akibat beban-beban yang bekerja selama umur bangunan.

2. DASAR PERENCANAAN DAN METODE

Jembatan pelengkung Setelah Jembatan dengan balok gelegar, Jembatan Pelengkung merupakan tipe jembatan tertua kedua dan sekaligus merupakan struktur yang klasik. Menurut bentuknya Jembatan Pelengkung memilki tiga variasi bentuk5) :

1. True Arch yaitu apabila konstruksi pelengkung ada di bawah lantai kendaraan.

I Nyoma Sutarja

S - 26 Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

Gambar 1 True arch

2. Tied Arch yaitu apabila konstruksi pelengkung ada di atas lantai kendaraan.

Gambar 2 Tied arch 3. Half True Arch yaitu gabungan dari True Arch dengan Tied Arch yang konstruksi pelengkungnya ada

dibawah dan diatas lantai kendaraan .

Gambar 3 Half true arch

Pelengkung terjepit non prismatis Dalam perencanaan konstruksi pelengkung untuk Jembatan Tukad Yeh Ngongkong ini dipilih pelengkung terjepit non prismatis. Pelengkung dengan batang non prismatis, besarnya harga n sebagai perbandingan antara momen inersia penampang pada suatu titik dengan momen inersia penampang pada puncak lengkungan, tidak sama dengan satu. Besarnya momen inersia penampang pada suatu titik tertentu akan bervariabel dan merupakan fungsi dari x, sehingga :

1≠=IcIxn

Salah satu cara untuk menganalisa konstruksi pelengkung dengan batang non prismatis adalah dengan membagi lengkungan menjadi bagian-bagian kecil dengan jarak yang sama terhadap sumbu longitudinal pelengkung. Semakin banyak bagian atau potongan yang ditentukan, semakin teliti hasil yang diperoleh. Tinjau suatu konstruksi seperti terlihat pada Gambar 4 :

Gambar 4, Penampang pelengkung

y

Ix

Icx

L

f

x

Perencanaan Jembatan Balok Pelengkung Beton Bertulang Tukad Yeh Ngongkong di Kabupaten Badung, Bali

Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 27

Penyelesaian dilakukan dengan anggapan-anggapan sebagai berikut :

1. Tiap potongan merupakan suatu bagian yang kecil, sehingga dapat dianggap sebagai batang lurus. Dengan demikian konstruksi pelengkung secara keseluruhan akan terbagi atas beberapa garis lurus yang patah-patah, seperti terlihat pada Gambar 5,

2. Karena tiap potongan merupakan suatu bagian yang kecil, maka panjang segmen dapat ditentukan menurut persamaan Phytagoras, yaitu :

22 dydxds +=

Pelengkung terjepit pada kedua sisinya dapat dianalisa secara lengkap apabila gaya desak, gaya lintang dan momen di sembarang penampang yang tegak lurus terhadap sumbu kelengkungannya tersebut telah diketahui. Gaya desak (N), biasanya dalam bentuk dorongan adalah gaya total yang bekerja tegak lurus terhadap penampang di titik beratnya. Gaya lintang (V) adalah gaya total yang bekerja sejajar dengan penampang. Momen (M) adalah momen total terhadap titik kerja (N) pada penampang tegak. Gaya desak, gaya lintang dan momen di sembarang penampang suatu lengkungan terjepit dapat secara mudah ditentukan melalui hukum-hukum statika jika keenam reaksi pada kedua tumpuan terjepitnya diketahui. Dengan meninjau seluruh kerangka sebagai suatu benda bebas (free body), ada enam bilangan yang belum diketahui sedangkan hanya tersedia tiga persamaan bebas statika, sehingga lengkungan terjepit bersifat statis tak tentu derajat tiga .

Pembebanan pada jembatan Dalam perencanaan jembatan ini, untuk menganalisa konstruksi bangunan atas jembatan pelengkung, beban-beban yang digunakan sebagai dasar analisa adalah sesuai dengan Rancangan Standar Nasional Indonesia ( RSNI T-02-2005 ), yang antara lain meliputi : 1) beban tetap, 2) beban lalu lintas, 3) gaya rem, 4) beban trotoar dan sandaran dan 5) beserta RSNI3 tentang standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan.

Data bahan. Mutu beton digunakan f’c = 20 Mpa ( K 250 ), dengan modulus elastisitas beton ECJ diambil sebagai berikut : ECJ = Wc 1,5 ( 0,0043 cmf ). Sedangkan mutu baja fy = 240 Mpa ( baja tulangan polos BJTP dengan kekuatan leleh minimum 240 Mpa untuk diameter lebih kecil dari 12 mm) dan mutu baja fy = 320 Mpa (baja tulangan deform BJTD

N M

V

VA

MA

HA

ds

dx

dy

Gambar 5, Pembagian pias pelengkung

Potongan

x

Gambar 6,Pias pelengkung

I Nyoma Sutarja

S - 28 Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

dengan kekuatan leleh minimum 320 Mpa untuk diameter lebih besar atau sama dengan 12 mm). Modulus elastisitas baja tulangan Es = 2 × 105 Mpa

Metode perencanaan Struktur jembatan dianalisa secara elastis dengan pemodelan struktur pelengkung portal 3 dimensi. Sedangkan bagian-bagian komponen struktur didesain dengan menggunakan metoda kekuatan batas. Langkah-langkah perencanaan sebagai berikut :

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Mulai

Perencanaan Dimensi Awal Jembatan

Pembebanan Berdasarkan BMS 1992

Perencanaan Sandaran, Trotoar, dan Pelat

Kontrol Lendutan pelat

Perencanaan Balok memanjang, Balok

Melintang, Kolom, Diafragma, dan Balok

Perencanaan Pondasi dan Abutment

Kontrol Stabilitas

Gambar Perencanaan Struktur

Selesai

Perencanaan Jembatan Balok Pelengkung Beton Bertulang Tukad Yeh Ngongkong di Kabupaten Badung, Bali

Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 29

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 1750 3001500 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 1500

TROTOAR

TROTOAR

7000

1000

2000

35050 25000

2000 2000 2000

11000

5 000

1000

TROTOAR

TROTOAR

300

LCLC

35000

16000

875087508750 8750

A

A12500 12500

25000

800

Gambar 7a, Tampak Jembatan.

Gambar 7a, merupakan tampak jembatan hasil perencanaan yang nantinya dapat dijadikan obyek wisata teknik. Panjang jembatan 120 m (25 m gelegar beton pratekan + 70 m pelengkung beton bertulang + 25 m gelegar beton pratekan) dengan lebar jembatan adalah 7 m lantai kendaraan dan 2 x 1 m trotoar ( gambar 7b.)

.

KOLOM 1000/1300

KOLOM 1000/1300

PELENGKUNG

Gambar 7b, Tampak Jembatan.

I Nyoma Sutarja

S - 30 Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

Gambar 8, Model 3D struktur jembatan pelengkung.

Struktur utama berupa 3 balok pelengkung beton bertulang (seperti gb. 8), dengan data dimensi balok pada pangkal 750/3000 mm, pada puncak 750/150, panjang bentang pelengkung L = 70 m dan tinggi (f) 15 m.

Gambar 9, Hasil analisis dan desain

Perencanaan Jembatan Balok Pelengkung Beton Bertulang Tukad Yeh Ngongkong di Kabupaten Badung, Bali

Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 31

Stuktur jembatan pelengkung dianalisis secara elastis 3 dimensi seperti pada gambar 8., dengan beban-beban yang bekerja sesuai dengan bab 2 dari tulisan ini. Selanjutnya dilakukan desain dengan metode kekuatan batas sesuai aturan Rancangan Standar Nasional Indonesia ( RSNI T-12-2004 ) tentang perencanaan struktur beton untuk jembatan.

Dari analisis, yang menentukan untuk desain pelengkung adalah kombinasi beban mati, beban hidup dan beban gempa yang dianalisis dinamis (gambar 9).

Dari hasil analisis menunjukkan bahwa pada pelengkung dominant terjadi tegangan tekan, dengan perpindahan puncak balok pelengkung maksimum ke arah sumbu memanjang jembatan (arah x) sebesar 7,68 mm; kearah tegak lurus sumbu memanjang (arah y) sebesar 11,41 mm serta kearah vertikal (arah z) sebesar 21,57 mm (kebawah). Demikian pula dari desain didapatkan tulangan minimum (1%), baik pada pangkal maupun pada puncak balok pelengkung. Hal ini menunjukkan pemilihan struktur balok pelengkung beton bertulang sebagai struktur utama adalah sangat baik, mengingat beton sangat kuat menerima gaya tekan dibandingkan menerima gaya tarik.

4. KESIMPULAN Dari hasil analisis dan pembahasan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan :

1. Arsitektur jembatan berupa pelengkung dapat memberikan nilai keindahan yang merupakan nilai tambah disamping berfungsi sebagai prasarana transportasi, sehingga nantinya dapat dijadikan obyek wisata.

2. Sistem struktur balok pelengkung beton bertulang yang dirancang, telah memenuhi syarat kekuatan untuk

memikul beban-beban yang ditetapkan dalam peraturan yang berlaku. 3. Geometri struktur jembatan pelengkung beton bertulang sangat baik, karena pada pelengkung dominant

timbul tegangan tekan dan tulangan minimum. Hal ini sangat menguntungkan karena beton sangat kuat menerima gaya tekan.

DAFTAR PUSTAKA Anonim, (1992), Design Methodology, Bridge Management System, Bridge Design Manual, bagian 2,Dirjen Bina

Marga. Anonim, (1992), Section and Design of Superstructures, Substructures, and Foundations. Bridge Management

System, Bridge Design Manual, bagian 3, Dirjen Bina Marga, Anonim, (1992), Design of Earthquake Resistant Bridge Structures, Bridge Management System, Bridge Design

Manual, bagian 4, Dirjen Bina Marga. Anonim, (1992), Design of Concrete Member, Bridge Management System, Bridge Design Manual, bagian 5,Dirjen

Bina Marga. Anonim, (1992), Persyaratan Umum Perencanan, Bridge Management System, Peraturan Perencanaan Teknik

Jembatan, bagian 1, Dirjen Bina Marga. Anonim (1992), Beban jembatan, Bridge Management System, Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, bagian 2,

Dirjen Bina Marga. Anonim, (1992), Analisis struktural, Bridge Management System, Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, bagian

3, Dirjen Bina Marga. Anonim, (1992), Pondasi, Bridge Management System, Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, bagian 4, Dirjen

Bina Marga. Anonim, (1992), Perencanaan Beton struktural, Bridge Management System, Peraturan Perencanaan Teknik

Jembatan, bagian 6, Dirjen Bina Marga. Anonim, (2005), Pembebanan Untuk Jembatan, Rancangan Standar Nasional Indonesia ( RSNI T-02-2005 ), Dirjen

Bina Marga. Anonim, (2004), Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan, Rancangan Standar Nasional Indonesia ( RSNI T-

12-2004 ), Dirjen Bina Marga. Anonim (2004), Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan, Rancangan Standar Nasional Indonesia

3 ( Revisi SNI 03-2833-1992 ), Dirjen Bina Marga. Bangash, M.Y.H., (1992), Structural Details in Concrete, Blackwell Scientific Publitions, London C. Melbourne, (1995), Arch bridges, Proceedings of the First International Conference on Arch Bridges held at

Bolton, UK on 3-6 September 1995, London, Thomas Telford. Walter Podolny JR., Muller. Jean M. (1982), Construction anegmental Brige, John Wiley & Sons, New York

I Nyoma Sutarja

S - 32 Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

KoNTek

S 3, U

PH –

UAJY

Jakart

a, 6 –

7 M

ei 20

09