Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program...

8
PERENCANAAN PRECAST CONCRETE I GIRDER PADA JEMBATAN PRESTRESSED POST-TENSION DENGAN BANTUAN PROGRAM MICROSOFT OFFICE EXCEL Dini Fitria Annur 1 dan Johannes Tarigan 2 1 Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Jl.Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email: [email protected] 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl.Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email : [email protected] ABSTRAK Pada jembatan beton pratekan, kekuatan dan kehandalan sebuah jembatan sangat dipengaruhi oleh jenis dan mutu balok girder. Pada tugas akhir ini, penulis merencanakan sebuah jembatan beton pratekan dengan metode post tension yang menggunakan I girder sebagai struktur utamanya. Dasar-dasar perencanaan PCI girder ini mengacu pada Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan (SNI T-12-2004), Pembebanan untuk Jembatan (SNI T-02-2005), Bridge Management System (BMS), AASHTO 1992 dan ACI. Kabel prestress pada desain PCI Girder ini menggunakan kawat jenis Uncoated Stress Relieve Seven Wires Strand, ASTM A 416 Grade 270 Low Relaxation. Analisa beban yang terjadi yaitu analisa beban mati, beban mati tambahan, beban hidup, beban angin dan analisa pengaruh waktu seperti rangkak dan susut serta kehilangan prategang. Kemudian hasil dari analisa tersebut dilakukan kontrol tegangan yang terjadi pada struktur. Untuk mempermudah perhitungan, penulis menggunakan bantuan Program Microsoft Office Excel. Hasil akhir dari perencanaan ini adalah didapat bentuk dan dimensi penampang I girder yang mampu menahan beban-beban yang bekerja pada jembatan sehingga didapat suatu struktur jembatan yang aman. Kata kunci : jembatan, beton pratekan, PCI girder, posttension, microsoft office excel ABSTRACT Strength and reliability on a prestressed concrete bridge is strongly influenced by the type and strength of it’s girder beam. In this thesis, the author design a prestressed concrete bridge post tension method that uses I girder as the main structural beam. The basic design calculation refers to Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan (SNI T-12-2004), Pembebanan untuk Jembatan (RSNI T-02-2005), Bridge Management System (BMS), AASHTO 1992 and ACI. Prestress cable on the PCI girder design used of Uncoated Stress Relieve Seven Wires Strand, ASTM A 416 Grade 270 Low Relaxation. Analysis of loading that occur are the analysis of dead load, an additional dead load, live load, wind load, and analyzes the influence of the time such as creep and shrinkage and loss of prestressed others. The results of the analysis carried out control of stress that occur in the structure. To simplify the calculation, the author uses the aid program of Microsoft Office Excel. The end result of the design is to get the shape and dimension of the cross section of I girder which is capable of withstanding the loads on the bridge in order to get a safe bridge structure. Keywords : bridge, prestressed concrete, PCI girder, posttension, microsoft office excel 1. PENDAHULUAN Kemampuan sebuah jembatan beton prategang sangat dipengaruhi oleh kekuatan girdernya. Oleh karena itu dalam tugas akhir ini penulis akan merencanakan struktur I girder prestressed segmental pada jembatan beton prategang dengan metode post-tensioning. Struktur beton prategang lebih ekonomis karena pada beban dan bentang yang sama dapat digunakan profil girder yang lebih kecil. Penggunan profil I girder dipilih karena dianggap mudah dalam proses pembuatan, lebih efisien dan mudah pelaksanaannya di lapangan. Proses perhitungan dilakukan dengan bantuan program microsoft office excel, hal ini dikarenakan program tersebut mudah didapat, mudah digunakan dan mudah dipahami. Adapun tulisan ini merupakan suatu perencanaan dari sebuah tugas akhir (Dini Fitria Annur, 2013).

description

Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program Microsoft Office Excel

Transcript of Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program...

Page 1: Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program Microsoft Office Excel

PERENCANAAN PRECAST CONCRETE I GIRDER PADA JEMBATANPRESTRESSED POST-TENSION DENGAN BANTUAN

PROGRAM MICROSOFT OFFICE EXCEL

Dini Fitria Annur1 dan Johannes Tarigan2

1Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Jl.Perpustakaan No.1 Kampus USU MedanEmail: [email protected]

2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl.Perpustakaan No.1 Kampus USU MedanEmail : [email protected]

ABSTRAKPada jembatan beton pratekan, kekuatan dan kehandalan sebuah jembatan sangat dipengaruhi oleh jenisdan mutu balok girder. Pada tugas akhir ini, penulis merencanakan sebuah jembatan beton pratekandengan metode post tension yang menggunakan I girder sebagai struktur utamanya. Dasar-dasarperencanaan PCI girder ini mengacu pada Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan (SNI T-12-2004),Pembebanan untuk Jembatan (SNI T-02-2005), Bridge Management System (BMS), AASHTO 1992 danACI. Kabel prestress pada desain PCI Girder ini menggunakan kawat jenis Uncoated Stress RelieveSeven Wires Strand, ASTM A 416 Grade 270 Low Relaxation. Analisa beban yang terjadi yaitu analisabeban mati, beban mati tambahan, beban hidup, beban angin dan analisa pengaruh waktu seperti rangkakdan susut serta kehilangan prategang. Kemudian hasil dari analisa tersebut dilakukan kontrol teganganyang terjadi pada struktur. Untuk mempermudah perhitungan, penulis menggunakan bantuan ProgramMicrosoft Office Excel. Hasil akhir dari perencanaan ini adalah didapat bentuk dan dimensi penampang Igirder yang mampu menahan beban-beban yang bekerja pada jembatan sehingga didapat suatu strukturjembatan yang aman.

Kata kunci : jembatan, beton pratekan, PCI girder, posttension, microsoft office excel

ABSTRACTStrength and reliability on a prestressed concrete bridge is strongly influenced by the type and strength ofit’s girder beam. In this thesis, the author design a prestressed concrete bridge post tension method thatuses I girder as the main structural beam. The basic design calculation refers to Perencanaan StrukturBeton untuk Jembatan (SNI T-12-2004), Pembebanan untuk Jembatan (RSNI T-02-2005), BridgeManagement System (BMS), AASHTO 1992 and ACI. Prestress cable on the PCI girder design used ofUncoated Stress Relieve Seven Wires Strand, ASTM A 416 Grade 270 Low Relaxation. Analysis ofloading that occur are the analysis of dead load, an additional dead load, live load, wind load, andanalyzes the influence of the time such as creep and shrinkage and loss of prestressed others. The resultsof the analysis carried out control of stress that occur in the structure. To simplify the calculation, theauthor uses the aid program of Microsoft Office Excel. The end result of the design is to get the shape anddimension of the cross section of I girder which is capable of withstanding the loads on the bridge inorder to get a safe bridge structure.

Keywords : bridge, prestressed concrete, PCI girder, posttension, microsoft office excel

1. PENDAHULUANKemampuan sebuah jembatan beton prategang sangat dipengaruhi oleh kekuatan girdernya. Oleh karena itu dalamtugas akhir ini penulis akan merencanakan struktur I girder prestressed segmental pada jembatan beton prategangdengan metode post-tensioning. Struktur beton prategang lebih ekonomis karena pada beban dan bentang yang samadapat digunakan profil girder yang lebih kecil. Penggunan profil I girder dipilih karena dianggap mudah dalamproses pembuatan, lebih efisien dan mudah pelaksanaannya di lapangan. Proses perhitungan dilakukan denganbantuan program microsoft office excel, hal ini dikarenakan program tersebut mudah didapat, mudah digunakan danmudah dipahami. Adapun tulisan ini merupakan suatu perencanaan dari sebuah tugas akhir (Dini Fitria Annur,2013).

Page 2: Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program Microsoft Office Excel

2. TINJAUAN PUSTAKAJembatan adalah bagian jalan yang berfungsi untuk menghubungkan antara dua jalan yang terpisah karena suaturintangan seperti sungai, lembah, laut, jalan raya dan rel kereta api. Jembatan sangat vital fungsinya terhadapkehidupan manusia, dan mempunyai arti penting bagi setiap orang. Akan tetapi tingkat kepentingannya tidak samabagi tiap orang, sehingga akan menjadi suatu bahan studi yang menarik (Bambang Supriyadi, 2007).Beton adalah material yang kuat dalam kondisi tekan, tetapi lemah dalam kondisi tarik. Kuat tariknya bervariasi dari8-14 persen dari kuat tekannya. Beton tidak selamanya bekerja secara efektif di dalam penampang-penampangstruktur beton bertulang, hanya bagian tertekan saja yang efektif bekerja, sedangkan bagian beton yang retak dibagian tertarik tidak bekerja efektif dan hanya merupakan beban mati yang tidak bermanfaat. Selain itu, retak-retakdi sekitar baja tulangan berbahaya bagi struktur karena merupakan tempat meresapnya air dan udara luar ke dalambaja tulangan sehingga terjadi karatan. Putusnya baja tulangan akibat karatan akan berakibat fatal bagi struktur. Halinilah yang menyebabkan tidak dapatnya diciptakan struktur-struktur beton bertulang dengan bentang yang panjangsecara ekonomis, karena terlalu banyak beban mati yang tidak efektif. Akibat kekurangan-kekurangan tersebut makatimbullah gagasan untuk menggunakan kombinasi bahan beton, yaitu dengan memberikan pratekanan pada betonmelalui kabel baja (rendon) yang ditarik atau biasa disebut beton pratekan. Beton pratekan pertama kali ditemukanoleh Eugene Freyssinet, seorang insinyur Perancis. Ia mengemukakan bahwa untuk mengatasi rangkak, relaksasidan slip pada jangkar kawat atau pada kabel maka digunakan beton dan baja bermutu tinggi.Beton prategang adalah beton yang mengalami tegangan internal dengan besar (akibat stressing) dan distribusisedemikian rupa sehingga dapat mengimbangi sampai batas tertentu tegangan yang terjadi akibat beban eksternal(T.Y.Lin, 2000). Pada beton prategang, baja sebelumnya ditarik terlebih dahulu untuk mencegah terjadinyapemanjangan yang berlebihan pada saat pembebanan, sementara beton ditekan terlebih dahulu untuk mencegahretak-retak akibat tegangan tarik. Dengan memanfaatkan momen sekunder akibat stressing untuk mengimbangimomen akibat beban luar tinggi komponen beton prategang berkisar antara 65% sampai 80% tinggi komponenbeton bertulang pada bentang dan beban yang sama, dengan demikian beton prategang membutuhkan lebih sedikitbeton dan sekitar 20% sampai 30% banyaknya tulangan (Edward G. Nawy, 2001).

3. METODE ANALISAMULAI

Pemilihan Sistem Beton Prategang

Tafsiran Dimensi I Girder

Perhitungan Lintang dan Momen

Menentukan Gaya Prategang

Tata Letak Kabel (Tendon)

Kehilangan Gaya Prategang

NOT OKKontrol tegangan setelah kehilangan prategang

Kontrol lendutan

OK

SELESAI

Page 3: Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program Microsoft Office Excel

3.1. Pemilihan sistem beton prategangMenurut Ir. Winarni Hadipratomo, 1994., terdapat dua prinsip yang berbeda dalam sistem penegangan padabeton prategang, yaitu :a. Konstruksi dimana tendon ditegangkan dengan pertolongan alat pembantu sebelum beton dicor atau

sebelum beton mengeras dan gaya prategang dipertahankan sampai beton cukup keras. Untuk ini dipakaiistilah Pre-tensioned Prestress Concrete.

b. Konstruksi dimana setelah betonnya cukup keras, barulah bajanya yang tidak melekat pada tendon diberitegangan. Konstruksi ini disebut Post-tensioned Prestress Concrete.

3.2. Tafsiran dimensi I girderPerencanaan dimensi girder berdasarkan tabel WIKA dimana girder yang digunakan adalah I girder H-170

3.3. Perhitungan lintang dan momenDalam hal ini digunakan persamaan untuk mengetahui lintang dan momen tengah bentang balok diatas duaperletakan.

3.4. Menentukan gaya prategangPerhitungan tegangan ijin beton mengacu pada Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan SNI T-12-2004.

Gaya dongkrak awal- Saat transfer di tengah bentang

Tegangan atas : = − . + (1)

Tegangan bawah : = + . − (2)- Saat servis di tengah bentang

Tegangan atas : = − ( . ) + (3)

Tegangan bawah : = + ( . ) − (4)

3.5. Tata letak kabelKabel didesain sesuai gaya konsentris atau eksentris, hal ini bertujuan untuk mencegah berkembangnya retak,yaitu dengan cara mengurangi tegangan tarik di tumpuan dan daerah kritis pada saat kondisi beban kerja,sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur, geser dan torsional penampang struktur. Penampang dapatberprilaku elastis dan hampir semua kapasitas beton yang memikul tekan dapat secara efektif dimanfaatkan diseluruh tinggi penampang beton pada saat semua beban bekerja di struktur.

3.6. Kehilangan gaya prategangPada perencanaan beton pratekan, analisis gaya-gaya efektif dari tendon penting sekali untuk diketahui. EdwardG. Nawy dalam buku karangannya menyebutkan bahwa kehilangan gaya prategang dapat dikelompokkan kedalam dua kategori :1. Kehilangan elastis segera yang terjadi pada saat proses fabrikasi atau konstruksi, termasuk perpendekan

beton secara elastis, kehilangan karena pengangkeran dan kehilangan karena gesekan.2. Kehilangan yang bergantung pada waktu, seperti rangkak, susut dan kehilangan yang diakibatkan karena

efek temperatur dan relaksasi baja, yang kesemuanya dapat ditentukan pada kondisi limit tegangan akibatbeban kerja di dalam elemen beton prategang.

3.7. PembebananPembebanan pada balok prategang digunakan untuk mengetahui apakah penampang balok prategang tersebutbisa menahan beban-beban yang bekerja pada penampang. Beban-beban yang bekerja pada desain strukturgirder dalam tugas akhir ini adalah beban mati tetap, beban mati tambahan dan beban hidup yang mengacu padaRSNI T-02-2005.Beban-beban yang bekerja adalah :a. Beban mati adalah beban semua bagian dari suatu jembatan yang bersifat tetap, termasuk segala beban

tambahan yang tidak terpisahkan dari suatu struktur jembatan. Beban mati tetap dan beban mati tambahanmerupakan berat sendiri beton girder, slab lantai, aspal dan diaphragma.

b. Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penggunaan jembatan berupa beban lalu lintaskendaraan sesuai dengan peraturan pembebanan untuk jembatan jalan raya yang berlaku.

Beban “D”Beban Lajur “D” terdiri atas beban tersebar merata, Uniform Distributed Load (UDL) yangdigabung dengan beban garis, Knife Edge Load (KEL)

Page 4: Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program Microsoft Office Excel

Beban Tersebar Merata (UDL), mempunyai intensitas q t/m2 dimana besarnya q tergantung padapanjang total wilayah yang dibebani, L (span), seperti berikut :q = 0.9 t/m2 span ≤ 30 mq = 0.9 x (0.5 + 15/L) t/m2 > 30 m

Beban Garis atau Knife Edge Load (KEL) dengan intensitas p ton/m’ harus ditempatkan tegaklurus terhadap lalu lintas jembatan. Besarnya intensitas p adalah 4.90 ton/m’

c. Gaya anginApabila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata tambahan arah horizontal harusditerapkan pada permukaan lantai seperti diberikan pada rumus dibawah ini := 0.0012 × × × (kN) (5)dengan Cw = 1.2, dan Ab = Luas bagian samping kendaraan (m2).

4. HASIL DAN PEMBAHASANAnalisa pembebanan mengacu pada Peraturan RSNI T-02-2005 dan untuk perhitungan tegangan ijin betonmengacu pada Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan SNI T-12-2004. Dalam perencanaan ini panjanggirder yang direncanakan adalah sebesar 35.8 m, dengan jarak balok melintang sebesar 1.85 m dan mutu betonbalok yang digunakan adalah K-600. Perencanaan dimensi girder disesuaikan dengan tabel WIKA dimanagirder yang digunakan adalah H-170.

H = 170 cm tfl-1 = 20 cmA = 80 cm tfl-2 = 12 cmB = 70 cm tfl-3 = 25 cmtweb = 20 cm tfl-4 = 25 cm

Gambar 4.1

4.1. Analisa PenampangAnalisa penampang dibutuhkan untuk mengetahui titik berat, momen inersia dan modulus section padabalok, baik balok precast maupun balok komposit.

Tabel 4.1. Analisa Penampang

Keterangan Luas(cm2)

Ya(cm)

Yb(cm) Ix (cm4) Wa (cm3) Wb (cm3)

BalokPrecast 6723,000 87,987 82,013 23841902,775 270969,339 290710,440

BalokKomposit [komposit] 10160,200 78,993 116,007 46987135,066 594830,282 405035,345

[precast] 53,993 870252,890Dari hasil analisa penampang didapat jarak titik berat balok terhadap alas balok girder yaitu sebesar 82.013cm. Pada balok komposit digunakan plat dengan ketebalan 25 cm sehingga untuk balok komposit jarak titikberat balok terhadap alas balok girder didapat sebesar 116.007 cm.

4.2. Analisa PembebananBalok girder merupakan komponen struktur yang menerima beban kombinasi, baik itu beban mati danbeban hidup. Dalam hal ini digunakan acuan pembebanan pada balok tengah, ini dikarenakan pada balokgirder bagian tengah menerima beban lebih besar dibandingkan beban yang diterima oleh bagian tepi.

Tabel 4.2. Analisa Pembebanan

Jenis beban Nilai bebanBeban mati- balok precast- plat- plat deck- aspal- diafragma

1.681 t/m1.156 t/m0.210 t/m0.204 t/m0.020 t/m

Beban Tersebar Merata (UDL), mempunyai intensitas q t/m2 dimana besarnya q tergantung padapanjang total wilayah yang dibebani, L (span), seperti berikut :q = 0.9 t/m2 span ≤ 30 mq = 0.9 x (0.5 + 15/L) t/m2 > 30 m

Beban Garis atau Knife Edge Load (KEL) dengan intensitas p ton/m’ harus ditempatkan tegaklurus terhadap lalu lintas jembatan. Besarnya intensitas p adalah 4.90 ton/m’

c. Gaya anginApabila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata tambahan arah horizontal harusditerapkan pada permukaan lantai seperti diberikan pada rumus dibawah ini := 0.0012 × × × (kN) (5)dengan Cw = 1.2, dan Ab = Luas bagian samping kendaraan (m2).

4. HASIL DAN PEMBAHASANAnalisa pembebanan mengacu pada Peraturan RSNI T-02-2005 dan untuk perhitungan tegangan ijin betonmengacu pada Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan SNI T-12-2004. Dalam perencanaan ini panjanggirder yang direncanakan adalah sebesar 35.8 m, dengan jarak balok melintang sebesar 1.85 m dan mutu betonbalok yang digunakan adalah K-600. Perencanaan dimensi girder disesuaikan dengan tabel WIKA dimanagirder yang digunakan adalah H-170.

H = 170 cm tfl-1 = 20 cmA = 80 cm tfl-2 = 12 cmB = 70 cm tfl-3 = 25 cmtweb = 20 cm tfl-4 = 25 cm

Gambar 4.1

4.1. Analisa PenampangAnalisa penampang dibutuhkan untuk mengetahui titik berat, momen inersia dan modulus section padabalok, baik balok precast maupun balok komposit.

Tabel 4.1. Analisa Penampang

Keterangan Luas(cm2)

Ya(cm)

Yb(cm) Ix (cm4) Wa (cm3) Wb (cm3)

BalokPrecast 6723,000 87,987 82,013 23841902,775 270969,339 290710,440

BalokKomposit [komposit] 10160,200 78,993 116,007 46987135,066 594830,282 405035,345

[precast] 53,993 870252,890Dari hasil analisa penampang didapat jarak titik berat balok terhadap alas balok girder yaitu sebesar 82.013cm. Pada balok komposit digunakan plat dengan ketebalan 25 cm sehingga untuk balok komposit jarak titikberat balok terhadap alas balok girder didapat sebesar 116.007 cm.

4.2. Analisa PembebananBalok girder merupakan komponen struktur yang menerima beban kombinasi, baik itu beban mati danbeban hidup. Dalam hal ini digunakan acuan pembebanan pada balok tengah, ini dikarenakan pada balokgirder bagian tengah menerima beban lebih besar dibandingkan beban yang diterima oleh bagian tepi.

Tabel 4.2. Analisa Pembebanan

Jenis beban Nilai bebanBeban mati- balok precast- plat- plat deck- aspal- diafragma

1.681 t/m1.156 t/m0.210 t/m0.204 t/m0.020 t/m

Beban Tersebar Merata (UDL), mempunyai intensitas q t/m2 dimana besarnya q tergantung padapanjang total wilayah yang dibebani, L (span), seperti berikut :q = 0.9 t/m2 span ≤ 30 mq = 0.9 x (0.5 + 15/L) t/m2 > 30 m

Beban Garis atau Knife Edge Load (KEL) dengan intensitas p ton/m’ harus ditempatkan tegaklurus terhadap lalu lintas jembatan. Besarnya intensitas p adalah 4.90 ton/m’

c. Gaya anginApabila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata tambahan arah horizontal harusditerapkan pada permukaan lantai seperti diberikan pada rumus dibawah ini := 0.0012 × × × (kN) (5)dengan Cw = 1.2, dan Ab = Luas bagian samping kendaraan (m2).

4. HASIL DAN PEMBAHASANAnalisa pembebanan mengacu pada Peraturan RSNI T-02-2005 dan untuk perhitungan tegangan ijin betonmengacu pada Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan SNI T-12-2004. Dalam perencanaan ini panjanggirder yang direncanakan adalah sebesar 35.8 m, dengan jarak balok melintang sebesar 1.85 m dan mutu betonbalok yang digunakan adalah K-600. Perencanaan dimensi girder disesuaikan dengan tabel WIKA dimanagirder yang digunakan adalah H-170.

H = 170 cm tfl-1 = 20 cmA = 80 cm tfl-2 = 12 cmB = 70 cm tfl-3 = 25 cmtweb = 20 cm tfl-4 = 25 cm

Gambar 4.1

4.1. Analisa PenampangAnalisa penampang dibutuhkan untuk mengetahui titik berat, momen inersia dan modulus section padabalok, baik balok precast maupun balok komposit.

Tabel 4.1. Analisa Penampang

Keterangan Luas(cm2)

Ya(cm)

Yb(cm) Ix (cm4) Wa (cm3) Wb (cm3)

BalokPrecast 6723,000 87,987 82,013 23841902,775 270969,339 290710,440

BalokKomposit [komposit] 10160,200 78,993 116,007 46987135,066 594830,282 405035,345

[precast] 53,993 870252,890Dari hasil analisa penampang didapat jarak titik berat balok terhadap alas balok girder yaitu sebesar 82.013cm. Pada balok komposit digunakan plat dengan ketebalan 25 cm sehingga untuk balok komposit jarak titikberat balok terhadap alas balok girder didapat sebesar 116.007 cm.

4.2. Analisa PembebananBalok girder merupakan komponen struktur yang menerima beban kombinasi, baik itu beban mati danbeban hidup. Dalam hal ini digunakan acuan pembebanan pada balok tengah, ini dikarenakan pada balokgirder bagian tengah menerima beban lebih besar dibandingkan beban yang diterima oleh bagian tepi.

Tabel 4.2. Analisa Pembebanan

Jenis beban Nilai bebanBeban mati- balok precast- plat- plat deck- aspal- diafragma

1.681 t/m1.156 t/m0.210 t/m0.204 t/m0.020 t/m

Page 5: Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program Microsoft Office Excel

4.3. Analisa momenAdanya beban-beban akan menimbulkan momen. Besarnya momen di tengah bentang dapat dihitungmenggunakan rumus : = × × × − × × (6)Perhitungan momen dilakukan pada tengah bentang karena pada perencanaan sederhana diatas dua buahperletakan momen maksimum terjadi di tengah bentang.

Tabel 4.3. Analisa Momen

Type Description Tengah bentang(tm)

DL Precast beam 257,365Subtotal 257,365DL Slab 177,051ADL Asphaltic Layer 31,161DL Diaphragm+deck slab 35,267Subtotal 243,479

LL Distribution load 236,742KEL 111,046

Windload 113,466Subtotal 347,788Total (DL + LL) 848,632Ultimate total 1405,825

Dari tabel 4.3. diatas didapat besarnya momen ultimate yang terjadi di tengah bentang adalah 1405.825 tmdimana perhitungan momen ultimate dalam hal ini mengacu pada BMS atau Bridge Managament System(Anonim, 1992).

4.4. Profil kabelJenis kabel yang digunakan Uncoated stress relieve seven wires strand, ASTM A 416 Grade 270 LowRelaxation dengan spesifikasi diameter strand 1.27 cm, modulus elastisitas 1960000 kg/cm2 dan effectivesection area (Ast) sebesar 0.987 cm2.

Tabel 4.4. Profil Kabel

Tendon JumlahStrand

Profile Aspcm2

Fukg/cm2 Po

Jacking Force(kg)Tepi

(cm)Tengah

(cm)0 0 150,00 30,00 0,987 19000 75% 0,001 19 95,00 15,00 0,987 19000 75% 267230,252 19 65,00 10,00 0,987 19000 75% 267230,253 19 35,00 10,00 0,987 19000 75% 267230,25

Total 57 65,00 11,667 75% 801690,75

Gaya prategang yang diberikan pada kabel strand merupakan gaya prategang initial (jacking force) yangbesarnya belum dikurangi oleh besar kehilangan gaya prategang akibat kehilangan jangka pendek danjangka panjang. Jumlah tendon yang digunakan sebanyak tiga buah tendon dimana terdapat 19 buah stranduntuk setiap tendon. Total strand yang digunakan adalah 57 strand. Besarnya jacking force yang terjadiuntuk setiap tendon adalah 267230.25 kg. Sehingga nilai total jacking force yang didapat adalah sebesar801690.75 kg.

Beban hidup- Distribution Load, qudl

- Line Load, PKEL

1.546 t/m12.692 t

Beban angin 0.741 t/m

Page 6: Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program Microsoft Office Excel

4.5. Analisa Tegangana. Tegangan izin pada saat initial

Merupakan tahap dimana gaya prategang dipindahkan pada beton dan belum memiliki beban luar yangbekerja selain berat sendiri. Besarnya nilai tegangan izin pada saat initial adalah sebagai berikut :- Tegangan tekan = 0.6 fci′ = 0.6 (449.010) kg cm⁄ = 269.406 kg cm⁄- Tegangan tarik = 0.8 √fci′ = 0.8 √449.010 kg cm⁄ = 16.914 kg cm⁄Sedangkan besarnya tegangan yang terjadi pada pada saat initial dapat dilihat pada Tabel 4.5.a berikut ini.

Tabel 4.5.a. Analisa Tegangan saat InitialKeterangan Tengah

x - [m] BentangMoment DL [ton.m] 257,365Pi [ton] 752,188e (eksentrisitas) [m] 0,703Pi.e [ton.m] -529,133Moment Net. [ton.m] -271,769

Pi / A [kg/cm2] 111,883

M / Wa [kg/cm2] -100,295

M / Wb [kg/cm2] 93,484

Tegangan initial top ( sT ) 11,588

[kg/cm2] bottom ( sB ) 205,367

b. Tegangan izin pada saat servisMerupakan tahap beban kerja setelah memperhitungkan kehilangan gaya prategang. Besarnya nilaitegangan izin pada saat servis adalah sebagai berikut :- Tegangan tekan = 0.45 fc′ = 0.45 (528.2) kg cm⁄ = 237.711 kg cm⁄- Tegangan tarik = 1.59 √fc′ = 1.59 √ 528.2 kg cm⁄ = 36.691 kg cm⁄Nilai tegangan yang terjadi pada saat servis dapat dilihat pada Tabel 4.5.b berikut ini

Tabel 4.5.b. Analisa Tegangan saat ServisKeterangan Tengah

x - [m] BentangMoment DL [t-m] 469,683P [t] 648,264P . e [t-m] -456,027Moment --- M1 [t-m] 13,656Moment --- M2 [t-m] 378,949

P / A [kg/cm2] 96,425

M 1 / Wa [kg/cm2] 5,040

M 1 / Wb [kg/cm2] -4,697

M 2 / Wa' [kg/cm2] 43,545

M 2 / Wb' [kg/cm2] -93,560

Tegangan service slab ( sS ) 63,707

[kg/cm2] top ( sT ) 145,009

bottom ( sB ) -1,832

Page 7: Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program Microsoft Office Excel

4.6. Kontrol teganganKontrol tegangan berfungsi untuk mengetahui seberapa besar tegangan yang terjadi pada jembatan akibatpembebanan yang terjadi sehingga kita dapat mengetahui apakah tegangan tersebut akan berefek yangsignifikan pada struktur jembatan atau tidak. Pada tahap ini berlaku tegangan izin yang berbeda-beda sesuaikondisi beton dan tendon. Kontrol tegangan dilakukan dua tahap1. Kontrol tegangan saat initial (tinjauan tengah bentang)

Teg. Top (σT) = 11.588 kg/cm2 ≤ Teg. Ijin = -16.914 kg/cm2

Teg. Bott (σB) = 205.367 kg/cm2 ≤ Teg. Ijin = 269.406 kg/cm2

2. Kontrol tegangan pada saat service (tinjauan tengan bentang)Teg. Top (σT) = 145.009 kg/cm2 ≤ Teg. Ijin = 237.711 kg/cm2

Teg. Bott (σB) = -1.832 kg/cm2 ≤ Teg. Ijin = -36.691 kg/cm2

4.7. Kehilangan gaya prategangKehilangan tegangan pada balok prategang adalah proses menurunnya tegangan prategang yang dapatdiakibatkan oleh beton maupun tendonnya. Kehilangan gaya prategang terbagi dalam dua tahapan yaitu saatgaya prategang diberikan pada beton (saat transfer) yang disebut kehilangan seketika dan kehilangan yangdipengaruhi oleh waktu (kehilangan jangka panjang). Rumus kehilangan prategang akibat pemendekan elastic(ES), gesekan kabel (Px), slip angker (P), Rangkak (CR), susut (SH) dan relaksasi (RE) yang berdasarkan padaACI dapat dilihat pada (Edward. G. Nawy. 2001). Dalam tulisan ini besar kehilangan prategang dapat dilihatpada Tabel 4.7 berikut ini.

Tabel 4.7. Kehilangan Gaya PrategangKeterangan Besar kehilangan (kg)1. Pemendekan elastis (ES)2. Gesekan kabel (Px)3. Slip angker (P)4. Rangkak (CR)5. Susut (SH)6. Relaksasi (RE)

471.0712327.81613198.224

943.501208.101200.617

Dari Tabel 4.7 dapat diketahui bahwa kehilangan prategang yang terbesar terjadi pada slip angker yaitu sebesar13198.224 kg. Total kehilangan prategang yang terjadi terdapat di tengah bentang dimana persentaseperhitungan kehilangan prategang dapat dilihat dibawah ini.

- Kehilangan prategang akibat Jacking force atau gaya dongkrak awal yaitu :Jumlah strand x Po57 x 14064.750 kg = 801690.750 kg (75%)

Page 8: Perencanaan Precast Concrete I Girder Pada Jembatan Prestressed Post-Tension Dengan Bantuan Program Microsoft Office Excel

- Kehilangan prategang yang terjadi pada saat intial yaitu :Jumlah strand × Px + z57 x 13196.283 kg = 752188.140 kg (70.369%)

- Kehilangan prategang yang terjadi pada saat servis yaitu :Jumlah strand x (z – ES – CR – SH – RE)57 x 11373.047 kg = 648263.684 kg (60.647%)

Maka, total persentase kehilangan prategang pada jangka panjang adalah:100 − .. x100% = . %4.8. Perhitungan lendutanLendutan yang terjadi pada kombinasi jembatan tidak boleh lebih dari = dimana L adalah panjangjembatan yang ditinjau. Kontrol lendutan dilakukan pada saat transfer dimana beban luar belum bekerja danjuga pada saat servis setelah beban luar bekerja. Dalam kasus ini lendutan yang terjadi sebesar 2.163 cm,dimana lendutan yang diizinkan adalah sebesar 4.375 cm. Hal ini membuktikan bahwa struktur aman terhadaplendutan yang terjadi.

5. KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan yang dapat diambil berdasarkan dari hasil perancangan pada bab-bab sebelumnya adalah sebagaiberikut :a. Dari hasil perhitungan, tegangan yang diperoleh lebih kecil dari tegangan yang diijinkan, baik dalam

kondisi transfer (initial) maupun pada saat beban kerja (servis), maka perencanaan jembatan memenuhisyarat dan aman.

b. Total kehilangan prategang yang terjadi sebesar 19.138%.Dari hasil perhitungan terdapat perbedaan hasil antara perhitungan secara manual dan perhitungan denganmenggunakan alat bantu software, oleh karena itu disarankan agar para pendesain berikutnya menggunakansoftware dengan ketelitian yang jauh lebih baik sehingga tingkat keamanan struktur lebih terjamin.

DAFTAR PUSTAKA

Annur, Dini Fitria. 2013. Perencanaan Precast Concrete I Girder pada Jembatan Prestressed Post-tension denganBantuan Program Microsoft Office Excel. Tugas Akhir Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara,Medan.

Anonim1. 1992. Bridge Management System (BMS). Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan. DepartemenPekerjaan Umum, Direktorat Jendral Bina Marga, Direktorat Bina Program Jalan.

Anonim2. 2005. Standar Nasional Indonesia. Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan. Departemen PekerjaanUmum.

Anonim3. 2004. Standar nasional Indonesia. Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan. Departemen PekerjaanUmum.

Anonim4. ACI-ASCE Joint Committee 423. 1957.

Hadipratomo, Winarni. 1994. Struktur Beton Prategang Teori dan Prinsip Desain. Bandung : Nova.

Lin, T. Y dan Burns, Ned. H. 2000. Desain Struktur Beton Prategang Edisi Ketiga Jilid I. Jakarta : BinarupaAksara.

Nawy, Edward. G. 2001. Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar. Jilid I Edisi III. Terjemahan BambangSuryoatmono. Jakarta : Erlangga.

Supriyadi, Bambang dan Seto Muntohar, Agus. 2007. Jembatan. Diktat Kuliah Institut Teknologi SepuluhNovember, Surabaya.