PPJT

PERATURAN PERENCANAAN

TEKNIK JEMBATAN

I. DASAR PERENCANAAN

Konstruksi jembatan direncanakan sesuai dengan peraturan sbb :

1. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, 1992 (PPTJ-1992), Departemen Pekerja-

an Umum, Direktorat Jendral Bina Marga, Direktorat Bina Program Jalan.

2. Bridge Design Manual, 1992 (BDM-1992), Directorate General of Highways, Ministry

of Public Works, Republic of Indonesia.

II. BEBAN JEMBATAN

A. AKSI TETAP (PERMANENT ACTIONS)

1. BERAT SENDIRI ( MS )

Berat sendiri ( self weight ) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat

tetap. Berat sendiri dihitung berdasarkan berat satuan ( unit weight ) seperti Tabel 1.

Tabel 1. Berat satuan untuk menghitung berat sendiri

Bahan / material Berat sat Bahan / material Berat sat

( kN/m3) ( kN/m

3)

Beton bertulang 25.0 Timb. tanah padat 17.2

Beton prategang 25.5 Kerikil dipadatkan 20.0

Beton 24.0 Aspal beton 22.0

Batu pasangan 23.5 Lapisan beraspal 22.0

Baja 77.0 Air murni 9.8

Besi tuang 71.0 Pasir basah 18.4

Besi tempa 75.5 Pasir kering 17.2

Timbal 111.0 Lempung lepas 12.5

Beton ringan 19.6 Kayu ringan 7.8

Neoprin 11.3 Kayu keras 11.0

C[2007]MNI-EC : Kriteria Perhitungan Struktur 1

2. BEBAN MATI TAMBAHAN ( MA )

Beban mati tambahan ( superimposed dead load ), adalah berat seluruh bahan yang

menimbulkan suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan

mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Jembatan direncanakan mampu

memikul beban tambahan yang berupa :

a. Aspal beton setebal 50 mm untuk pelapisan kembali di kemudian hari (overlay ).

b. Tambahan genangan air hujan setinggi 50 mm apabila saluran drainase tidak beker-

ja dengan baik.

3. TEKANAN TANAH ( TA )

Tekanan tanah lateral dihitung dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah ws,

sudut gesek dalam φ, dan kohesi c dengan :

ws' = ws

φ' = tan-1 (KφR * tan φ ) dengan faktor reduksi untuk φ', Kφ

R = 0.7

c' = KcR * c dengan faktor reduksi untuk c', Kc

R = 1.0

Koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan2 ( 45° - φ' / 2 )

Koefisien tekanan tanah pasif, Kp = tan2 ( 45°+ φ' / 2 )

Pada bagian tanah di belakang dinding penahan yang dibebani lalu-lintas, harus diper-

hitungkan adanya beban tambahan yang setara dengan tanah setebal 0.60 m yang

berupa beban merata pada bagian tersebut.

Beban merata : q = 0.60 * Ws

B. AKSI SEMENTARA (TRANSIENT ACTIONS)

1. BEBAN LALU-LINTAS

Beban lalu-lintas untuk perencanaan jembatan terdiri dari beban lajur "D" dan beban

truk "T". Beban lajur "D" digunakan untuk perhitungan yang mempunyai bentang se-

dang sampai panjang, sedang beban truk "T" digunakan untuk bentang pendek dan

lantai kendaraan. Lalu-lintas rencana mempunyai lebar 2.75 m.


1.1. BEBAN LAJUR "D" ( TD )

Beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi merata (Uniformly Distributed Load), UDL dan

beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti terlihat pada Gambar 1.

UDL mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total L

yang dibebani seperti Gambar 2 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :

q = 8.0 kPa untuk L ≤ 30 m

q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L ) kPa untuk L > 30 m

Gambar 1. Beban lajur "D"

Gambar 2. Intensitas Uniformly Distributed Load (UDL)

KEL mempunyai intensitas, p = 44.0 kN/m

Faktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil sebagai berikut :

DLA = 0.4 untuk L ≤ 50 m

DLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50) untuk 50 < L < 90 m

DLA = 0.3 untuk L ≥ 90 m

q kPa

p kN/m

90°direction of traffic

UDL

KEL

5.5 m

5.5 m 5.5 m

b

50%

100%

0

2

4

6

8

10

0 20 40 60 80 100L (m)

q (kPa)


Gambar 2. Faktor beban dinamis (DLA)

Untuk bentang menerus, digunakan panjang bentang ekivalen yang dinyatakan dengan

rumus : LE = √ ( Lav * Lmax )Lav = panjang bentang rata-rata

Lmax = panjang bentang maksimum

1.2. BEBAN TRUK "T" ( TT )

Pembebanan truk "T" terdiri dari kendaraan truk semi-trailer yang mempunyai susunan

dan beban as seperti pada Gambar 2. Faktor beban dinamis untuk pembebana truk di-

ambil, DLA = 0.3

Gambar 3. Beban truk "T"

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

Bentang, L (m)

DLA (%)


2. GAYA REM ( TB )

Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah me-

manjang, dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya

rem arah memanjang jembatan tergantung panjang total jembatan (L t) sebagai berikut :

Gaya rem, TTB = 250 kN untuk Lt ≤ 80 m

Gaya rem, TTB = 250 + 2.5*(Lt - 80) kN untuk 80 < Lt < 180 m

Gaya rem, TTB = 500 kN untuk Lt ≥ 180 m

Gambar 4. Gaya rem

3. PEMBEBANAN UNTUK PEJALAN KAKI ( TP )

Trotoar pada jembatan jalan raya direncanakan mampu memikul beban hidup merata

seperti yang dilukiskan pada Gambar 5.

Gambar 4. Pembebanan untuk pejalan kaki

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

A (m2)

q (kPa)

0

100

200

300

400

500

600

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Lt (m)

Gaya rem (kN)


A = luas bidang trotoar yang dibebani pejalan kaki (m2)

Beban hidup merata q :

Untuk A ≤ 10 m2 : q = 5 kPa

Untuk 10 m2 < A ≤ 100 m2

: q = 5 - 0.033 * ( A - 10 ) kPa

Untuk A > 100 m2 : q = 2 kPa

C. AKSI LINGKUNGAN (ENVIRONMENTAL ACTIONS)

1. PENGARUH TEMPERATUR ( ET )

Variasi temperatur rata-rata pada konstruksi jembatan yang digunakan untuk meng-

hitung pemuaian dan gaya yang terjadi akibat perbedaan temperatur diberikan pada

Tabel 2. Besarnya harga koefisien perpanjangan akibat suhu disajikan pada Tabel 3.

Tabel 2. Temperatur Jembatan Rata-rata

Tipe Bangunan Atas Temperatur min. Temperatur maks.

Jembatan rata-rata rata-rata

Lantai beton di atas

gelagar beton 15 °C 40 °C

Tabel 3. Sifat Bahan Rata-rata Akibat Pengaruh Temperatur

Bahan Koefisien muai Modulus Elastis

Jembatan akibat suhu beton

Beton dengan kuat

tekan, fc' < 30 MPa 10 x 10-6per °C 25000 MPa

2. BEBAN ANGIN ( EW )

Gaya akibat angin dihitung dengan rumus sebagai berikut :

TEW = 0.0006*Cw*(Vw)2*Ab kN

Cw = koefisien seret, lihat Tabel 4.

Vw = Kecepatan angin rencana ( m/det ), lihat Tabel 5.

Ab = luas bidang samping jembatan (m2)


Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat

angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus :

TEW = 0.0012*Cw*(Vw)2

kN/m dengan, Cw = 1.2

Tabel 4. Koefisien seret, Cw

Struktur Atas Masif Cw Keterangan

b/d = 1.0 2.10 b = lebar total jembatan dihitung dari

b/d = 2.0 1.50 sisi luar sandaran

b/d ≥ 6.0 1.25 d = tinggi struktur atas

Untuk harga antara b/d dapat diinterpolasi

Tabel 5. Kecepatan Angin Rencana, Vw

Keadaan Batas Lokasi

s/d 5 km dari pantai > 5 km dari pantai

Daya layan 30 m/det 25 m/det

Ultimit 35 m/det 30 m/det

2. BEBAN GEMPA ( EQ )

Beban gempa rencana dihitung dengan rumus :

TEQ = Kh * I * Wt

Kh = C * S

TEQ = Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN)

Kh = Koefisien beban gempa horisontal

I = Faktor kepentingan

Wt = Berat total bangunan yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan

= PMS + PMA kN

C = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah

S = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi

gempa (daktilitas) dari struktur jembatan.

Waktu getar struktur dihitung dengan rumus :


T = 2 * π * √ [ WTP / ( g * KP ) ]

KP = 3 * Ec * Ic / h3

WTP = ( PMS + PMA ) struktur atas + 1/2*PMS struktur bawah

T = waktu getar (detik)

WTP = berat sendiri struktur atas dan beban mati tambahan, ditambah setengah

berat sendiri struktur bawah (kN)

PMS = berat sendiri (kN)

PMA = beban mati tambahan (kN)

g = percepatan grafitasi (= 9.8 m/det2)

KP = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yang diperlukan untuk

menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m)

Ec = modulus elastis beton (kPa)

Ic = momen inersia (m4)

h = tinggi struktur (m)

Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis berupa beton bertulang dan

struktur berperilaku elastis, maka nilai faktor tipe struktur,

S = 3.0

Jika struktur dapat berperilaku daktail dan mengalami simpangan yang cukup besar,

sehingga mampu menyerap energi gempa yang besar, maka nilai faktor tipe struktur,

S = 1.0 * F ≥ 1.0

F = 1.25 - 0.025 * n

n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral yang ditinjau.

Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa 3 disajikan pada Tabel 6, atau dapat di-

lihat pada Gambar 5.

Kriteria kondisi tanah keras, sedang, dan lunak, untuk menentukan koefisien geser da-

sar diberikan pada Tabel 7. Faktor kepentingan ( I ) disajikan pada Tabel 8.


Tabel 6. Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa 3

T Nilai C untuk Tanah

( detik ) Keras Sedang Lunak

0.00 0.14 0.18 0.18

0.40 0.14 0.18 0.18

0.55 0.11 0.16 0.18

0.60 0.10 0.15 0.17

0.90 0.10 0.10 0.14

1.30 0.10 0.10 0.10

3.00 0.10 0.10 0.10

Gambar 5. Koefisien geser dasar gempa wilayah 3

Tabel 7. Kondisi tanah untuk koefisien geser dasar

Tipe Tanah Kedalaman Tanah

Keras Sedang Lunak

Untuk seluruh jenis tanah ≤ 3 m 3 - 25 m > 25 m

Untuk tanah kohesif dengan kuat geser undrained ≤ 6 m 6 - 25 m > 25 m

rata-rata < 50 kPa

Lapisan tanah yang bersifat kohesif dengan kuat ge- ≤ 9 m 9 - 25 m > 25 m

ser undrained rata-rata > 100 kPa atau tanah berbu-

tir sangat padat

Untuk tanah kohesif dengan kuat geser undrained ≤ 12 m 12 - 30 m > 30 m

rata-rata > 200 kPa

Untuk tanah berbutir dengan ikatan matrik padat ≤ 20 m 20 - 40 m > 40 m

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Waktu getar, T (detik)

Koefisien geser dasar, C

Tanah keras

Tanah sedang

Tanah lunak


Tabel 8. Faktor kepentingan, I

Klasifikasi I min.

Jembatan yang memuat > 2000 kendaraan/hari, jembatan pada jalan raya 1.2

utama atau arteri, dan jembatan dimana tidak ada route alternatif

Seluruh jembatan permanen lainnya dimana route alternatif tersedia, tidak 1.0

termasuk jembatan yang direncanakan untuk mengurangi pembebanan

lalu-lintas

Jembatan sementara (misal, Bailley) dan jembatan yang direncanakan 0.8

untuk mengurangi pembebanan lalu-lintas

2.1. TEKANAN TANAH LATERAL AKIBAT GEMPA

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan

koefisien tekanan tanah dinamis (∆KaG) sebagai berikut :

θ = tan-1 (Kh)KaG = cos

2 ( φ' - θ ) / [ cos2 θ * { 1 + √ (sin φ' *sin (φ' - θ) ) / cos θ } ]

∆KaG = KaG - Ka

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis :

TEQ = 1/2 * h2 * ws * ∆KaG kN/m

2.2. TEKANAN AIR LATERAL AKIBAT GEMPA

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan air dihitung sebagai berikut :

Tipe Bangunan Gaya air horisontal

Pilar tipe dinding TEQ = 0.58 * Kh * I * wa * b * h2

Pilar tipe kolom dg. b*h ≤ 2 m2TEQ = 0.75*Kh*I*wa*b

2*h ( 1 - 4*b*h )

2 m2 < b*h ≤ 3.1 m2

TEQ = 1.17 * Kh * I * wa * b * h2

b*h > 3.1 m2

TEQ = 0.38 * Kh * I * wa * h * b2

wa = berat volume air = 9.8 kN/m3

b = lebar pilar (m)

h = kedalaman air rata-rata (m)

Kh = koefisien beban gempa horisontal

I = faktor kepentingan


Gaya gempa arah lateral akibat tekanan air dianggap bekerja pada kedalaman sama

dengan setengah kedalaman air rata-rata.

3. ALIRAN AIR, BENDA HANYUTAN, DAN TUMBUKAN DGN KAYU

3.1. ALIRAN AIR

Gaya seret pada pilar akibat aliran air dihitung dengan rumus :

TEF = 0.5 * Cd * Va2 * Ad kN

Cd = koefisien seret (Tabel 9)

Va = kecepatan aliran air rata-rata saat banjir dg periode ulang tertentu (m/det)

= 3 m/det (jika tidak dihitung berdasarkan analisis hidrologi)

Ad = luas proyeksi pilar tegak lurus arah aliran dengan tinggi sama dengan

kedalaman air banjir (m2)

Tabel 9. Koefisien seret

Bentuk depan pilar Cd

Persegi 1.4

Bersudut 0.8

Bundar 0.7

3.2. BENDA HANYUTAN

Gaya akibat benda hanyutan dihitung dengan rumus :

TEF = 0.5 * CD * Va2 * AD kN

CD = 1.04

Va = kecepatan aliran air rata-rata saat banjir dg periode ulang tertentu (m/det)

AD = luas proyeksi benda hanyutan tegak lurus arah aliran (m2)

= b * h

h = kedalaman benda hanyutan ( diambil = 1.20 m di bawah muka air banjir )

b = lebar benda hanyutan

= setengah panjang bentang dan harus ≤ 20 m


3.3. TUMBUKAN DENGAN KAYU

Gaya akibat tumbukan dengan batang kayu dihitung dengan rumus :

TEF = M * Vs2 / d kN

M = massa batang kayu = 2.0 Ton

Vs = kecepatan aliran air permukaan pada saat banjir (m/det)

= 1.4 * Va

d = lendutan elastis ekivalen (Tabel 10)

Tabel 10. Lendutan elastis ekivalen

Tipe pilar d (m)

Pilar beton masif 0.075

Pilar beton portal 0.150

Untuk kombinasi pembebanan diambil nilai terbesar dari :

1. Kombinasi : gaya seret + gaya akibat benda hanyutan

2. Kombinasi : gaya seret + gaya akibat tumbukan batang kayu

D. AKSI-AKSI LAINNYA

1. GESEKAN PADA PERLETAKAN ( FB )

Gaya akibat gesekan pada perletakan dihitung berdasarkan beban tetap dikalikan dgn

koefisien gesek untuk perletakan yang bersangkutan.

TFB = µ* (PMS + PMA)

PMS = aksi tetap berat sendiri stuktur atas (kN)

PMA = aksi tetap beban mati tambahan struktur atas (kN)

µ = koefisien gesek

Untuk jenis perletakan berupa elastomeric, koefisien gesek rata-rata dapat diambil

sebesar 0.18.


III. FAKTOR BEBAN

Aksi / Beban Simbol Faktor Beban

Ultimit Daya layan

A. Aksi Tetap

Berat sendiri PMS 1.30 1.00

Beban Mati Tambahan PMA 2.00 1.00

Tekanan Tanah PTA 1.25 1.00

B. Aksi Transien

Beban Lajur "D" atau "T" TTD / TTT 2.00 1.00

Gaya Rem TTB 2.00 1.00

Beban Trotoar TTP 2.00 1.00

C. Aksi Lingkungan

Pengaruh Temperatur TET 1.20 1.00

Beban Angin TEW 1.20 1.00

Beban Gempa TEQ 1.00 1.00

Aliran air, hanyutan / tumbukan TFB 2.00 1.00

D. Aksi Lainnya

Gesekan pada perletakan TFB 1.30 1.00


IV. KOMBINASI BEBAN

A. KOMBINASI PADA KEADAAN ULTIMIT

Aksi / Beban Faktor KOMBINASI

Beban 1 2 3 4

A. Aksi Tetap

Berat sendiri KMS 1.30 1.30 1.30 1.30

Beban Mati Tambahan KMA 2.00 2.00 2.00 2.00

Tekanan Tanah KTA 1.25 1.25 1.25 1.25

B. Aksi Transien

Beban Lajur "D" atau "T" KTD / KTT 2.00 1.00 1.00

Gaya Rem KTB 2.00 1.00 1.00

Beban Trotoar KTP 2.00

C. Aksi Lingkungan

Pengaruh Temperatur KET 1.00 1.00 1.00

Beban Angin KEW 1.00 1.20

Beban Gempa KEQ 1.00

Aliran air, hanyutan / tumbukan KFB 1.00 2.00

D. Aksi Lainnya

Gesekan pada perletakan KFB 1.00 1.00 1.00


B. KOMBINASI PADA KEADAAN TEGANGAN KERJA

Aksi / Beban Faktor KOMBINASI

Beban 1 2 3 4

A. Aksi Tetap

Berat sendiri KMS 1.00 1.00 1.00 1.00

Beban Mati Tambahan KMA 1.00 1.00 1.00 1.00

Tekanan Tanah KTA 1.00 1.00 1.00 1.00

B. Aksi Transien

Beban Lajur "D" atau "T" KTD / KTT 1.00 1.00 1.00

Gaya Rem KTB 1.00 1.00 1.00

Beban Trotoar KTP 1.00 1.00 1.00

C. Aksi Lingkungan

Pengaruh Temperatur KET 1.00

Beban Angin KEW 1.00

Beban Gempa KEQ 1.00

Aliran air, hanyutan / tumbukan KFB 1.00 1.00 1.00

D. Aksi Lainnya

Gesekan pada perletakan KFB 1.00 1.00

Kelebihan Tegangan yang diperbolehkan 0% 25% 40% 50%


PPJT

Documents

Transcript of PPJT