1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada era sekarang ini, konstruksi bangunan mengalami perkembangan yang pesat

sehingga perkembangannya dapat dibagi menjadi tiga bagian. Pertama adalah konstruksi

yang kuat terhadap tekan, dimulai dari konstruksi batu yang kemudian berkembang menjadi

konstruksi beton. Kedua adalah konstruksi yang kuat terhadap tarik, diawali dari konstruksi

bambu dan berkembang menjadi baja tulangan. Ketiga adalah konstruksi yang tahan terhadap

tekan dan tarik, dimulai dari konstruksi kayu yang kemudian berkembang menjadi baja

struktural hingga berlanjut menjadi beton bertulang.

Untuk struktur bangunan yang memerlukan ruang yang luas seperti jembatan, maka

jenis konstruksi ketiga yaitu konstruksi beton bertulang adalah pilihan yang tepat mengingat

jembatan pada umumnya membutuhkan bentang yang panjang sehingga memerlukan

konstruksi yang tahan terhadap tekan maupun tarik. Namun dalam perkembangannya, beton

bertulang memiliki kelemahan yaitu apabila konstruksi ini diaplikasikan untuk struktur

bentang panjang maka penampang akan mudah retak dan tidak efisien dalam menahan

tegangan yang terjadi. Hal ini lah yang menjadi dasar dibuatnya konstruksi beton prategang

yang merupakan kombinasi antara beton mutu tinggi dengan baja mutu tinggi. Melalui desain

konstruksi yang baik maka konstruksi beton prategang ini dapat mengontrol keretakan

ataupun lendutan pada penampang sehingga penampang dapat didesain lebih efisien.

Dalam mendesain balok bertulang biasa, pada umumnya engineer mengatur kekuatan

balok dalam menerima tegangan maksimum, sedangkan filosofi dasar dalam perancangan

balok prategang adalah mengatur tegangan yang terjadi sesuai dengan keinginan. Secara teori

balok prategang didesain tidak mempunyai keretakan dan mempunyai kapasitas tegangan

yang besar pada penampang sehingga membuat kinerja dari beton menjadi efektif.

Mengingat pentingnya untuk mengetahui kapasitas penampang beton prategang pada

konstuksi jembatan maka analisis kinerja struktur beton prategang yang diaplikasikan

terhadap konstruksi jembatan menjadi sasaran utama dalam penelitian ini. Tegangan-

tegangan maupun gaya-gaya yang bekerja pada penampang dapat digunakan untuk

mengontrol kinerja penampang itu sendiri dalam menahan gaya yang diberikan. Dengan

menggunakan bantuan program Matlab V.2009 maka kapasitas penampang dalam menahan

2

beban dapat disimulasikan dengan memasukkan properties-propertis yang telah diketahui

sebelumnya.

Dalam penelitian kali ini, penulis melakukan analisis kekuatan dan tegangan yang

tejadi terhadap jembatan prategang dengan sistem kantilever yang dikerjakan per segmen

(segmental). Analisa ini diharapkan dapat mengontrol elevasi jembatan ketika proses

konstruksi dilakukan sehingga elevasi jembatan di sisi kanan akan memiliki tingi yang sama

dengan elevasi di bagian kiri. Pada jembatan prategang ini, penampang girder yang

digunakan ialah penampang I girder.

1.2 Perumusan Masalah

Bertitik tolak dari latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya maka penulis

merumuskan permasalahannya sebagai berikut:

a. Bagaimana kinerja penampang beton prategang I girder yang diaplikasikan pada

konstruksi jembatan dalam menahan beban yang terjadi.

b. Bagaimana mengontrol tegangan pada penampang prategang I girder pada

konstruksi jembatan dengan sistem kantilever yang dikerjakan per segmen

sehingga elevasi jembatan di sisi kanan akan memiliki tinggi yang sama dengan

elevasi di bagian kiri.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah:

a. Melakukan analisa kapasitas kekuatan ataupun tegangan terhadap penampang I

girder precast dan prefab pada konstruksi jembatan prategang.

b. Menganalisis kontrol defleksi yang mempengaruhi elevasi jembatan prategang

dengan sistem kantilever (segmental) yang dikerjakan per segmen pada saat

konstruksi dilaksanakan.

c. Mengkaji kinerja struktur jembatan prategang terhadap beban yang bekerja seperti

beban hidup, beban mati, beban superimposed dan beban-beban lainnya yang akan

mempengaruhi kekuatan penampang I girder.

3

1.4 Batasan Masalah

Permasalahan yang akan dikaji di dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Analisis yang dilakukan terbatas pada penampang I girder yang sebelumnya telah

menerima tegangan (prategang).

b. Baja yang digunakan untuk memberikan tegangan adalah 7 wire Grade 270, low

relaxation A416-74 dengan diameter 12.7 mm.

c. Jenis jembatan yang dianalisa adalah jembatan prategang dengan sistem kantilever

yang dikerjakan secara segmental dan analisa terbatas pada struktur atas jembatan.

d. Jenis pembebanan yang diaplikasikan pada struktur jembatan adalah beban mati,

beban hidup, maupun beban superimposed tanpa memperhitungkan kondisi creep

dan shringkage pada beton prategang.

e. Analisa kapasitas penampang I girder dilakukan menggunakan program Matlab

V.2009 dengan memasukkan propertis-propertis yang telah diketahui sebelumnya.

1.5 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan mampu memberikan manfaat sebagai berikut :

a. Memahami kinerja penampang I pada girder jembatan yang telah diberi tegangan

sebelumnya (Pra-tegang) sehingga nantinya dapat digunakan sebagai bahan acuan

dalam mendesain penampang yang baik dan efisien dalam menahan beban yang

bekerja.

b. Memaksimalkan kinerja pelaksanaan dalam konstruksi jembatan dengan sistem

kantilever yang dikerjakan per segmen (Segmental).

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Jembatan

2.1.1 Umum

Konstruksi jembatan adalah suatu konstruksi bangunan pelengkap sarana transportasi

jalan yang menghubungkan suatu tempat ke tempat yang lainnya, yang dapat dilintasi oleh

sesuatu benda bergerak misalnya suatu lintas yang terputus akibat suatu rintangan atau sebab

lainnya, dengan cara melompati rintangan tersebut tanpa menimbun / menutup rintangan itu

dan apabila jembatan terputus maka lalu lintas akan terhenti. Lintas tersebut bisa merupakan

jalan kendaraan, jalan kereta api atau jalan pejalan kaki, sedangkan rintangan tersebut dapat

berupa jalan kendaraan, jalan kereta api, sungai, lintasan air, lembah atau jurang. Jembatan

juga merupakan suatu bangunan pelengkap prasarana lalu lintas darat dengan konstruksi

terdiri dari pondasi, struktur bangunan bawah dan struktur bangunan atas, yang

menghubungkan dua ujung jalan yang terputus akibat bentuk rintangan melalui konstruksi

struktur bangunan atas.

2.1.2 Tipe Jembatan

Seiring dengan perkembangan teknologi dunia konstruksi, telah banyak permodelan

konstruksi jembatan yang bertujuan untuk menciptakan suatu konstruksi yang aman, nyaman,

ekonomis, dan mudah pelaksanaannya. Berikut adalah beberapa permodelan konstruksi

jembatan yang umum dipakai.

Ditinjau dari berbagai aspek, maka jembatan diklasifikasikan atas :

1. Ditinjau dari material yang digunakan, jembatan bisa dibedakan, yakni :

a. Jembatan Kayu.

b. Jembatan Gelagar Baja.

c. Jembatan Beton Bertulang.

d. Jembatan Komposit.

2. Ditinjau dari statika konstruksi, jembatan bisa dibedakan antara lain :

Berdasarkan analisa struktur (statika konstruksi) maka jembatan dapat di bagi atas dua

bagian yaitu :

a. Jembatan statis tertentu.

b. Jembatan statis tak tertentu.

5

3. Ditinjau dari fungsi atau kegunaannya, jembatan bisa dibedakan antara lain :

a. Jembatan untuk lalu lintas kereta api (railway bridge).

b. Jembatan untuk lalu lintas biasa atau umum (highway bridge).

c. Jembatan untuk pejalan kaki (foot path).

d. Jembatan berfungsi ganda, misalnya untuk lalu lintas kereta api dan mobil, untuk lalu

lintas umum dan air minum, dan sebagainya.

e. Jembatan khusus, misalnya untuk pipa-pipa air minum, pengairan, pipa gas, jembatan

militer dan lain-lain.

4. Ditinjau menurut sifat-sifatnya, jembatan bisa dibedakan antara lain :

a. Jembatan sementara atau darurat.

b. Jembatan tetap atau permanen.

c. Jembatan bergerak, yaitu jembatan yang dapat digerakkan misalnya agar

penyeberangan kapal-kapal di sungai tidak terganggu.

5. Ditinjau dari bentuk struktur konstruksi, jembatan bisa dibedakan ,yakni :

a. Jembatan gelagar biasa (Beam bridge).

b. Jembatan portal (Rigid frame bridge).

c. Jembatan rangka (Truss bridge).

d. Jembatan gantung (Suspension bridge).

e. Jembatan kabel penahan (Cable stayed bridge).

2.2 Beton Prategang

2.2.1 Konsep Dasar

Beton prategang adalah material yang sangat banyak digunakan dalam kontruksi. Beton

prategang pada dasarnya adalah beton di mana tegangan-tegangan internal dengan besar serta

distribusi yang sesuai diberikan sedemikian rupa sehingga tegangan-tegangan yang diakibatkan

oleh beban-beban luar dilawan sampai suatu tingkat yang diinginkan. Prategang meliputi

tambahan gaya tekan pada struktur untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan gaya tarik

internal dan dalam hal ini retak pada beton dapat dihilangkan. Pada beton bertulang, prategang

pada umumnya diberikan dengan menarik baja tulangan. Gaya tekan disebabkan oleh reaksi baja

tulangan yang ditarik, mengakibatkan berkurangnya retak, elemen beton prategang akan jauh

lebih kokoh dari elemen beton bertulang biasa. Prategangan juga menyebabkan gaya dalam yang

berlawanan dengan gaya luar dan mengurangi atau bahkan menghilangkan lendutan secara

signifikan pada struktur.

Beton yang digunakan dalam beton prategang adalah mempunyai kuat tekan yang cukup

tinggi dengan nilai fc min 30 MPa, modulus elastis yang tinggi dan mengalami rangkak ultimit

6

yang lebih kecil, yang menghasilkan kehilangan prategang yang lebih kecil pada baja. Kuat tekan

yang tinggi ini diperlukan untuk menahan tegangan tekan pada serat tertekan, pengangkuran

tendon, mencegah terjadinya keretakan. Pemakaian beton berkekuatan tinggi dapat memperkecil

dimensi penampang melintang unsur-unsur struktural beton prategang. Dengan berkurangnya

berat mati material, maka secara teknis maupun ekonomis bentang yang lebih panjang dapat

dilakukan.

Keuntungan penggunaan beton prategang adalah:

1). Dapat memikul beban lentur yang lebih besar dari beton bertulang.

2). Dapat dipakai pada bentang yang lebih panjang dengan mengatur defleksinya.

3). Ketahanan geser dan puntirnya bertambah dengan adanya penegangan.

4). Dapat dipakai pada rekayasa konstruksi tertentu, misalnya pada konstruksi jembatan

segmental.

5). Berbagai kelebihan lain pada penggunaan struktur khusus, seperti struktur pelat dan

cangkang, struktur tangki,struktur pracetak,dan lain-lain.

Kekurangan struktur beton prategang relative lebih sedikit dibandingkan berbagai

keuntungannya, diantaranya:

1). Memerlukan peralatan khusus seperti tendon, angkur, mesin penarik kabel,dll.

2). Memerlukan keahlian khusus baik didalam perencanaan maupun pelaksanaanya.

2.2.2 Analisis Beton Prategang

Ada tiga konsep yang dapat dipakai untuk menjelaskan dan menganalisis sifat-sifat dasar

dari beton prategang. Hal ini dapat diterangkan sebagai berikut :

1). Konsep Pertama

Sistem Prategang Untuk Mengubah Beton Menjadi Bahan Yang Elastis. Konsep ini

memperlakukan beton sebagai bahan yang elastis. Ini merupakan sebuah pemikiran dari Eugene

Freyssnet yang memvisualisasikan beton prategang yang pada dasarnya adalah beton dari bahan

yang getas menjadi bahan yang elastis dengan memberikan tekanan (desakan) terlebih dahulu

(pratekan) pada bahan tersebut. Beban yang tidak mampu menahan tarikan dana kuat memikul

tekanan (umumnya dengan baja mutu tinggi yang ditarik) sedemikiaan sehingga beton yang getas

dapat memikul tegangan tarik. Dari konsep inilah lahir kriteria tidak ada tegangan tarik pada

beton. Umumnya telah diketahui bahwa jika tidak ada tegangan tarik pada beton, berarti tidak

akan terjadi retak, dan beton tidak merupakan bahan yang getas lagi melainkan bahan yang

elastis. Dalam bentuk yang sederhana, ditinjau sebuah balok persegi panjang yang diberi gaya

7

prategang oleh sebuah tendon melalui sumbu yang melalui titik berat dan dibebani oleh gaya

eksternal, lihat Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Distribusi Tegangan Sepanjang Penampang Beton Prategang konsentris

Gaya partegang F pda tendon menghasilkan gaya tekan F yang sama pada beton yang juga

bekerja pada titik berat tendon. Akibatnya gaya prategang tekan secara merata sebesar

.(2.1)

akan timbul pada penampang seluas A. jika M adalah momen eksternal pada penampang akibat

beban dan berat sendiri balok, maka tegangan pada setiap titik sepanjang penampang akibat M

adalah

.(2.2)

dimana y adalah jarak dari sumbu yang melalui titik berat dan I adalah momen inersia

penampang. Jadi distribusi tegangan yang dihasilkan adalah

.(2.3)

2). Konsep Kedua

Sistem Prategang Untuk Kombinasi Baja Mutu Tinggi Dengan Beton. Konsep ini

mempertimbangkan beton prategang sebagai kombinasi (gabungan) dari baja dan beton, seperti

pada beton bertulang, dimana baja menahan tarikan dan beton menahan tekanan. Dengan

demikian kedua bahan membentuk kopel penahan untuk melawan momen eksternal, lihat

Gambar 2.2. Hal ini merupakan konsep yang mudah. Dengan beton bertulang, dimana baja

menahan gaya tarik dan beton menahan gaya tekan, dan kedua gaya membentuk momen kopel

dengan momen diantaranya.

8

Gambar 2.2 Momen Penahan Internal Pada Beton Prategang dan Beton Bertulang

Pada beton prategang, baja mutu tinggi dipakai dengan cara menariknya sebelum kekuatannya

dimanfaatkan sepenuhnya. Jika beton mutu tinggi ditanamkan pada beton, seperti pada beton

betulang biasa, beton sekitarnya akan mengalami retak sebelum seluruh kekuatan baja digunakan,

Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Balok Beton Menggunakan Baja Mutu Tinggi

3). Konsep Ketiga

Sistem Prategang untuk Mencapai Keseimbangan Beban. Konsep ini terutama

menggunakan prategang sebagai suatu usaha untuk membuat seimbang gaya-gaya pada sebuah

batang. Pada keseluruhan desain struktur beton prategang, pengaruh dari prategang dipandang

sebagai keseimbangan berat sendiri sehingga batang yang mengalami lenturan seperti pelat

(slab), balok, dan gelagar (girder) tidak akan mengalami tegangan lentur pada kondisi

pembebanan yang terjadi. Ini memungkinkan transformasi dari batang lentur menjadi batang

yang mengalami tegangan langsung dan sangat menyederhanakan persoalan baik di dalam desain

maupun analisis dan struktur yang rumit. Penerapan dari konsep ini menganggap beton diambil

sebagai benda bebas dan menggantikan tendon dengan gaya-gaya yang bekerja pada beton

sepanjang bentang. Sebagai contoh, sebuah balok prategang diatas dua tumpuan (simple beam)

dengan tendon berbentuk parabola seperti Gambar 2.4.

9

Gambar 2.4 Balok Prategang Dengan Tendon Parabola

2.2 Sistem Balanced Cantilever pada Jembatan

2.1.1 Metode Kantilever

Kantilever adalah balok horisontal dengan dukungan tetap di salah satu ujung-

ujungnya. Pembahasan dimulai tentang karakteristik metode kantilever beton cor di tempat,

akan sangat berguna untuk melihat sekilas model teori balok sederhana ditunjukkan dalam

Gambar 2.5, yang juga dapat ditemukan dalam buku pelajaran tentang mekanika material.

Dalam sistem dua dimensi dari sistem struktur, garis horizontal menggambarkan sumbu

memanjang balok. Untuk perhitungan sederhana dari lendutan balok akibat beban, orang

perlu mengetahui panjang balok, modulus elastisitas nya sebagai parameter material, dan

momen inersia balok penampang. Beban pada balok tersebut dapat terjadi akibat beban dan

momen-momen yang bekerja. Dengan informasi ini adalah mungkin untuk menentukan

defleksi balok dan sudut yang dihasilkan dari balok horisontal sebelumnya pada setiap titik di

sepanjang panjangnya. Hasil yang dicapai oleh pendekatan ini adalah mudah digunakan,

untuk kemudian hasil output dari proses modelisasi dapat diambil.

10

Gambar 2.5 Balok Kantilever Beban Terbagi Merata

Ketika analisis struktur dilakukan pada sistem kantilever, pendekatan pemodelan yang

digunakan adalah semua pengaruh diperiksa secara terpisah dan akhirnya disuperposisikan

dengan perilaku sistem secara keseluruhan. Contoh kantilever bebas dari penampang menerus

yang terdiri dari segmen dengan umur yang berbeda dan didesain bersama dengan efek

tendon prategang dari masing-masing faktor ini, dihitung secara terpisah sebagai ditunjukkan

dalam Gambar 2.6. Sistem kantilever dibebankan melalui berat sendiri dan merupakan beban

hidup seragam yang diantisipasi dalam kondisi layan, yang pada umumnya akan

menghasilkan dengan nama momen kurva parabolik untuk balok kantilever. Tendon

Posttensioning digunakan dalam balok kantilever untuk mengkompensasi beban mati. Untuk

penyederhanaan akan diasumsikan bahwa tendon prategang yang ditambahkan dengan setiap

segmen baru, terletak pada eksentrisitas yang sama dari sumbu netral penampang balok.

Dengan asumsi lebih lanjut bahwa semua tendon lurus tanpa lengkungan (seperti akan

digunakan dalam struktur jembatan nyata), superposisi dari saat-saat dari semua pasca

penurunan tegangan tendon memberikan momen envelope, yang mengkompensasi beban

mati.

11

Gambar 2.6 Post Tensioned dari Kantilever Segmental

Dua poin besar yang diperiksa untuk menentukan jangka panjang tegangan dan

deformasi dari sistem struktur berdasarkan material tergantung sifat-waktu, yaitu rangkak dan

susut beton serta relaksasi baja. Data-data tersebut pada akhir konstruksi, biasanya

diasumsikan sampai dengan hari ke 10.000 setelah mulai konstruksi. Sebelum akhir

konstruksi sistem kantilever jembatan akan berubah menjadi sistem menerus, dalam beberapa

kasus jika midspan hinges. Redistribusi Momen dari perletakan ke arah bentang akan terjadi.

Umur segmen yang berbeda-beda, tentu akan memainkan peran saat menentukan tegangan

dan deformasi sistem struktural pada akhir konstruksi.

Hal ini relatif mudah untuk memberikan perkiraan nilai kasar untuk sistem struktural

selesai. Gambar 2.7 menggambarkan prosedur yang diuraikan di bawah ini. Bentang di mana

nilai saat lentur keseluruhan akan diberikan oleh peraturan desain dari sistem struktural pada

akhir konstruksi. Ketika sistem struktur baru mencapai kontinuitas, semua momen lentur

pada perletakan menjadi maksimum dan tidak ada redistribusi momen yang telah terjadi

sejauh ini, yaitu pada saat penutupan midspan masih nol. Beberapa saat perlahan- lahan, akan

12

mendistribusikan dalam sistem struktural tergantung pada material sifat-waktu. Namun,

tergantung pada efek waktu biasanya menunjukkan perilaku asimtotik. Oleh karena itu,

standar desain dari 'tak terhingga' tidak akan pernah tercapai. Keadaan ideal dari 'tak

terhingga' diberikan oleh sistem struktural yang berkelanjutan, dengan asumsi bahwa semua

elemen yang dilemparkan dan dimuat pada saat yang sama. Perhitungan sistem struktural tak

tentu yang sederhana dengan beban mati dan beban hidup diasumsikan menghasilkan

diagram momen dengan nilai-nilai saat tertentu untuk perletakan dan bentangnya. Mengambil

hasil dari kedua sistem ideal sebagai batas atas dan bawah, kesan awal dimensi saat nilai

dalam struktur nyata dengan material tergantung sifat-waktu telah dihasilkan.

Gambar 2.7 Upper and Lower Boundaries for Long-Term Bending Moments

2.1.3 Konstruksi Balanced Cantilever

Konstruksi Balanced Cantilever menunjukkan sebuah bangunan superstruktur

jembatan dari kedua sisi pier jembatan. Metode pemasangannya juga dikenal dengan nama

konstruksi kantilever bebas (Podolny dan Muller, 1982). (Fletcher, 1984) memberikan

informasi bahwa elemen pier yang dipakai sebagai dasar dari kantilever dimulai, biasanya

antara 6 dan 12 m panjang. Untuk mengimbangi berat dari kedua lengan kantilever

superastruktur segmen-segmen akan ditempatkan di kedua ujungnya. Realisasi penempatan

segmen baru tidak tepat pada waktu yang sama seperti yang diungkapkan Mathivat (1983).

Oleh karena itu, pier dapat mengalami momen guling dan harus dirancang sesuai. Sementara

menara dengan counterweights prategang atau vertikal dapat memberikan dukungan

13

tambahan. Gambar 2.8 skematis menunjukkan tahap konstruksi yang khas pada Balanced

Cantilever Construction.

Gambar 2.8 Konstruksi Balanced Cantilever

Balanced cantilever dapat dilakukan dengan cor di tempat atau segmen pracetak. Untuk

pengecoran di tempat metode balance kantilever mengatur dua traveler yang diperlukan, satu

untuk setiap lengan kantilever itu. Untuk jembatan multi-span, traveler dapat dibongkar

setelah menyelesaikan kantilever dari satu pier dan dapat diatur untuk penggunaan baru pada

kantilever berikutnya.

Dalam kasus jembatan dengan box girder, kedalaman pier akan menjadi segmen paling

besar dari superstruktur. Segmen ini perlu dibangun sebelum proses kantilever untuk

menyediakan platform yang bekerja dari traveler dapat mulai. Hal ini juga termasuk

diafragma yang memfasilitasi aliran kekuatan dari lengan kantilever ke pier. Karena

ukurannya, geometri, dan konstruksi terpisah dari bagian superstruktur segmen pier akan

memakan waktu yang cukup lama untuk membangun. Hal ini dapat dimasukkan ke dalam

tempat yang baik dengan segmen pracetak besar atau cor di tempat dengan bekisting

dipasang pada poros pier. Desain menarik dari pier khusus, untuk kantilever disebutkan oleh

Fletcher (1984), yang menunjukkan bahwa pier kembar yang terdiri dari dinding transversal

menguntungkan karena menyediakan stabilitas bagi kantilever tapi memungkinkan gerakan

horisontal superstruktur dari perpanjangan termal melalui peregangan dinding panel.

2.1.4 Konstruksi Segmental pada sistem balance cantilever

Konstruksi Segmental adalah metode konstruksi di mana beban utama yang ada pada

elemen terdiri dari segmen-segmen yang telah di post tensioned satu sama lain (Podolny dan

Muller, Construction and Design of Prestressed Concrete Segmental Bridges Concrete

14

International, 1982). Untuk analisa perhitungan, informasi mengenai perencanaan segmentasi

dan penggunaan beton pracetak atau beton pengecoran di tempat merupakan hal yang

penting. Ketika dilakukan pengecoran di tempat, umur dan kekuatan tekan beton dari segmen

perlu dipertimbangkan. Podolny dan Muller menekankan secara khusus untuk menjaga

segmen-segmen sesuai dengan bentuk geometri dan sebisa mungkin antara segmen yang satu

dengan segmen yang lain terpasang sejajar.

Konstruksi segmental memiliki ukuran teknis dalam hal metode pemasangan dan

peralatan yang digunakan dalam konstruksi. Crane, pompa beton, form travelers, dan

potongan peralatan lainnya memiliki ukuran tertentu untuk volume dan berat dari material

yang harus di tahan dalam suatu waktu. Salah satu keuntungan dari konstruksi segmental

adalah kemudahannya dalam mengaplikasikan pada proyek-proyek tertentu dan kapasitas

peralatan yang tersedia, memungkinkan optimasi untuk pembangunan secara ekonomis.

Urutan penempatan dari segmen-segmen membagi proses pembangunan secara keseluruhan

menjadi lebih kecil dan dilakukan dengan langkah-langkah berulang yang memfasilitasi

proses pembelajaran dan manajemen proyek (Fletcher, 1984). Konstruksi segmental menjadi

pilihan dengan pertimbangan dari aspek ekonomi dan cepat untuk pemasangan bagian

superstruktur jembatan. Dari beberapa penelitian menjelaskan bahwa metode pemasangan

harus ada untuk jembatan segmental dan memberikan pilihan yang luas kepada perencana

memilih metode yang cocok untuk proyek yang direncanakan. Subbagian dari superstruktur

menjadi elemen, bisa dalam arah longitudinal dan melintang. Pemisahan di sumbu vertikal

lebih jarang ditemukan. Hal ini digunakan misalnya di jembatan komposit superstruktur yang

terdiri dari rangka baja atau box girder dengan dek pelat beton. Arah longitudinal dibagi

menjadi beberapa bagian segmen yang membawa beban dari tiap elemen disepanjang

bentang jembatan, misalnya dalam bentuk beberapa gelagar paralel pratekan standar

AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Oficials) yang akan

ditutup dengan sebuah gelagar.

2.1.5 Pengaruh Metode Pemasangan pada sistem balanced cantilever

Sistem Balance cantilever harus aman terhadap momen guling pada saat beban

konstruksi sampai penutupan bentang. Cara untuk mengurangi momen guling adalah

penggunaan menara sementara dengan vertikal prategang untuk menahan kompresi vertikal

dan tegangan dari lengan kantilever tidak seimbang.. Mathivat (1983) memberi contoh

vertikal prategang dalam pier segmen untuk memperkaku superstruktur ke pier. Pier perlu

15

dirancang cukup kuat untuk menahan momen guling yang mungkin terjadi dari kombinasi

yang paling menguntungkan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan Mathivat kemungkinan

penyebab momen guling terjadi pada jembatan dengan sistem balanced cantilever adalah

sebagai berikut:

Tabel 2.1 Penyebab untuk imbalance kantilever

Penyebab

Ketidakseimbangan Contoh

Progres kerja yang tidak

tepat

Pembetonan atau penempatan segmen yang lebih cepat di

salah satu segmennya

Konstruksi yang tidak tepat Perbedaan berat antara lengan kantilever kiri dan kanan

Beban lapangan sementara Penempatan material di lengan kantilever

Beban angina Kekuatan angin yang cukup kencang pada struktur

Kesalahan konstruksi Kejatuhan pada saat pembetonan atau penempatan peralatan

Gambar 2.9 mengilustrasikan beberapa penyebab ketidakseimbangan tersebut untuk

penopang selama konstruksi.

Gambar 2.9 Penyebab Kantilever Imbalance

Perancah memiliki karakteristik yang sangat berbeda dengan metode yang disajikan

sebelumnya pemasangan. Ini membuat struktur yang dibangun di atasnya dengan dukungan

kurang lebih elastis. Defleksi dari bekisting dan perancah sendiri serta settlement di tanah

yang didirikan perlu dipertimbangkan dalam perhitungan tegangan dan defleksi. Oleh karena

itu, camber superstruktur perlu disesuaikan.

16

2.3 Konfigurasi Jembatan KA Jakarta

2.3.1 Gambaran KA Jakarta secara Umum

Permasalahan yang sekarang terjadi pada Bandara Internasional Soekarno-Hatta adalah

terbatasnya akses dari dan ke bandara. Akses yang ada saat ini hanyalah melalui jalan raya,

baik melalui jalan tol maupun non tol. Keterbatasan akses tersebut yang hanya mengandalkan

prasarana jalan raya, sewaktu-waktu dapat menjadi persoalan yang serius, apabila pada akses

tersebut terjadi gangguan.

Study on Integrated Transportation Master Plan for Jabotabek (SITRAMP), JICA

2004, mengindikasikan prioritas yang tinggi pada kebutuhan akan jaringan rel KA

penghubung ke Bandara Soekarno-Hatta. Kebutuhan akan pelayanan KA-Bandara ini untuk

mengakomodasi potensi dan kebutuhan pergerakan keluar/masuknya penumpang maupun

barang dari/ke Bandara tersebut. Rencana pembangunan jalan KA yang menghubungkan

Jakarta menuju Bandara Soekarno-Hatta telah dikaji pada tiga studi terdahulu yang

merupakan studi prakelayakan yaitu Studi Prakelayakan Jalan KA Bandara lintas Tangerang

- Departemen Perhubungan tahun 2003, PraStudi Kelayakan Akses Bandar Udara Soekarno-

Hatta Berbasis Jalan Rel pada tahun yang sama dan Studi Kelayakan KA Bandara yang

dilakukan oleh PT Railink yang bekerja sama dengan PT Wijaya Karya Tbk. dan PT Jasa

Marga Tbk. Trase untuk jalan KA Bandara pada ketiga studi tersebut berbeda-beda, dan pada

studi terakhir ditetapkan trase yang digunakan adalah menggunakan sebagian jalur KA

eksisting dari Manggarai sampai dengan Angke lalu memasuki daerah Pluit dan mengarah ke

bandara sejajar dengan jalan Tol Prof. Dr. Ir. Sediyatmo.

Selain trase tersebut terdapat alternatif trase lain dengan memanfaatkan jalur KA

eksisting yang terdekat menuju Bandara Soekarno-Hatta melalui DuriGrogolKalideres

Tanah tinggi sampai dengan pintu belakang Bandara (M1). Trace jalur KA Jakarta Bandara

Soekarno Hatta seperti dapat dilihat pada Gambar 2.10.

17

Gambar 2.10 Map trace jalur KA Jakarta Bandara Soekarno Hatta

2.3.2 Penampang I Girder Jembatan KA Jakarta

Jembatan KA Jakarta menggunakan penampang I girder sebagai balok yang digunakan

untuk menahan beban pelat dan beban lainnya. Jembatan ini menerapkan konsep konstruksi

segmental dalam proses pengerjaannya nanti. Untuk tiap bentang 40 m, penampang I girder

dibagi menjadi 7 segmen seperti terlihat pada Gambar 2.11. Terlihat pada gambar 2.11 posisi

tendon berubah-ubah sesuai panjang balok I girder. Penampang elemen jembatan dapat

dilihat pada gambar 2.12, dimana 9 balok I girder yang dihubungkan menggunakan

diafragma digunakan sebagai dudukan lantai jembatan yang akan menerima beban kereta api

secara langsung. Pembesian lantai jembatan dan denah pembesiannya dapat dilihat pada

gambar 2.13 dan 2.14.

ST

AM

AN

ST

APR

E

Ren

cana R

est Area

BANGU

NAN S

PBU

PANJANG

14 LA

JUR

TAMPUNGAN AIR

MA

SJID

RENCANA REL KA BANDARA SOETA

Jl. P

em

bangunan 3

630 meter

0 000

0 500

1 000

1500

2000

2

500

3

000

3

500

4000

4500

5500

6000

6500

7000

750

0

8500

9000

9500

10000

10500

11000

11500

12000

12204.67

PC = 1+330.63

PT

= 2+

015.49

PC

= 2+

021.92

PT = 2+270.85

PC = 3+592.04

PT

= 4+

138.64

PC

= 4+

519.06

PT

= 4+

648.98

PT = 5+478.16

PC = 5+904.33

PT = 6+

400.79

PC = 7+

273

PT =

7+41

9.37

PC =

7+75

3.64

PT = 8+252.05

PT

= 8+

574.95

PC

= 9+

472.42 PT = 10+049.86

UN

DE

RP

AS

S_20m

DS4 - 230

DS4 - 238DS4 - 10

DS1 - 157

000

0

0

050

0100

0108

.869

1000

1050

11001

1501

2001

250

1300

1350

14

00

14

50

14

80

.63

3

20

00

20

50

2100

2150

2200

2250 2

300

2350

2400 2

433.9

05

0

400

0760.5

37

0800 0

850

0

900

0950

1000

1050

1100

1150

1200

1250

1300

1305.7

07

0000

0050

0100

0150

0

190.7

99

BC1X2.5X1.3

memutar

memutar

memutar

memutar

memutar

memutar

29900

29950

30000

30050

3010

0

3015

0

3020

0

30

250

30

300

30

350

30

400

30

450

30

500

30

550

30

600

3065

0

30

700

30

750

30

800

30

850

30

900

30

9503

1000

31

100

31

150

31

200

31

250

31

300

31

350

31

400

31

450

31

50

0

31

55

0

31

60

0

31

65

0

31

70

0

31

750

31

800

31

850

31

900

31

95

0

32

00

0

32

05

0

32

10

0

32

150

32

200

32

2503

2300

32

350

32

400

3245

0

3250

0

32

550

32

600

32

650

32

700

32

750

32

800

32

850

32

900

32

950

33

000

33

050

33

100

33

150

33

200

33

250

33

300

33

350

33

400

33

450

33

500

33

5503

360033

650

33

700

33

750

33

800

33

850

33

90

0

33

95

0

34

00

0

34

05

0

34

100

34

150

34

200

34

250

34

300

34

350

34

400

34

450

34

500

34

55

0

34

60

0

34

65

0

SC = 29

+926.668

CS

= 3

1+

091.53

1

ST

= 3

1+

261.531

TC

= 3

1+

385.44

5

CT

= 3

1+

753.54

3

TS

= 3

1+

870.229

SC

= 3

2+

09

2.22

9

CS =

32+

507.9

25

ST =

32+

729.9

25

TS =

32+

923.1

11

SC

= 3

3+06

3.111

CS

= 3

4+

06

8.88

9

ST

= 3

4+

208.889

TS

= 3

4+

405.443

SC

= 3

4+

54

5.44

3

0000

0050

0100

0150

0200

02500

3000

3500

4000

4500

500

0550

0600

0650

07

00

07

50

08

00

08

50

0900

0950

1000

1050

1100

1150

1200

1250

1300

13

50

TC

= 0

+085.03

4

CT

= 0

+303.47

7

TC

= 0

+499.73

1

CT

= 0

+935.88

5

TC

= 1

+214.24

7

09

50

10

00

10

50

1100

1150

1200

1250

1300

1350

1400

1450

1500

1550

1600

1650

17

00

17

50

1800

1850

1900 1

950

2000

2050

2100

2150

2200

2250

2300

2333.3

90

CT

= 1

+122.411

TC

= 1

+633.089

CT

= 1

+803.126

TC

= 1

+845.065

CT

= 2

+111.845

TC

= 2

+254.336

CT

= 2

+333.390

Mas

jid

Mas

jid

SEKO

LAH

LAPANGAN BOLA

AR

EA

GA

RD

U IN

DU

K P

LN

JALUR

TEGAN

GAN T

INGGI

P A B R I KP A B R I K

K A W A S A N P A B R I K

P A B R

I K

P A

B R

I K

K A

Y U

18

Gambar 2.11 Tipikal penampang I-Girder pracetak-precast

Gambar 2.12 Penampang elemen jembatan

Gambar 2.13 Pembesian tulangan pelat lantai

19

Gambar 2.14 Denah pembesian lantai jembatan

20

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Tahapan Kegiatan Peneltian

Tahapan kegiatan yang akan dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Melakukan identifikasi masalah mengenai tahapan-tahapan pekerjaan konstruksi

jembatan dengan sistem balance cantilever.

b. Mendefiniskan parameter-parameter yang harus diperhatikan dalam pembangunan

jembatan dengan sistem balance cantilever.

c. Memilih studi kasus jembatan yang dibangun dengan sistem konstruksi kantilever

yang ada di Indonesia, dalam penelitian ini digunakan kasus jembatan KA Jakarta.

d. Studi pustaka tentang analisa konstruksi jembatan kantilever berupa teori, pustaka,

makalah-makalah, jurnal yang berkaitan dengan teori sistem kantilever (Balance

Cantilever) pada jembatan, pelaksanaan konstruksi, dan metode analisis nya.

e. Mengumpulkan data-data jembatan KA Jakarta untuk penganalisaan penelitian

konstruksi bertahap yang diperlukan. Data-data tersebut berupa dimensi

penampang I girder yang digunakan, kabel prestress, kondisi batas struktur

jembatan dan data-data pendukung lainnya.

f. Menentukan standar pembebanan yang digunakan dalam menganalisa kapasitas

penampang beton I girder jembatan.

g. Memilih salah satu program komputer yang dapat digunakan untuk menganalisa

kapasitas penampang I girder jembatan.

h. Pemodelan jembatan KA Jakarta (Menggunakan Midas) secara keseluruhan

dengan menginput geometri struktur, kondisi batas, beban, dan kombinasi

pembebanan.

i. Mengumpulkan output yang diperoleh dari pemodelan jembatan yang telah

dilakukan sebelumnya.

j. Menganalisa kapasitas penampang I girder jembatan dengan memasukkan

tegangan-tegangan yang diperoleh sebelumnya dengan menggunakan program

Matlab V.2009.

k. Menganalisa perilaku jembatan seperti tegangan dan lendutan tiap segmen.

l. Menganalisa elevasi gelagar jembatan dari proses tahap konstruksi.

m. Mengumpulkan hasil akhir yang diperoleh dan mengeluarkan kesimpulan.

21

3.2 Bagan Alir Penelitian

Lingkup kegiatan sebagaimana dijelaskan pada sub bab 3.1 sebelumnya akan

dilaksanakan dengan bagan alir sebagaimana disajikan pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Bagan alir penelitian

Mulai

Tinjauan Pustaka

Pengumpulan data jembatan KA

Jakarta (Geometri, material,

section, beban, kondisi batas,

tahapan konstruksi dan metode

pelaksanaan konstruksi)

Pemodelan Geometri jembatan

secara menyeluruh

Gaya-gaya maupun

tegangan yang terjadi

pada jembatan

Run

Program

Analisa Kapasitas

penampang I girder

jembatan secara manual

menggunakan program

Matlab V.2009

Menganalisa kapasitas

penampang I girder dengan

membandingkannya dengan

tegangan maupun gaya yang

terjadi pada jembatan

Menganalisa elevasi gelagar

jembatan dari tiap tahap

konstruksi

Hasil dan Kesimpulan

Selesai

A

A

22

3.3 Tahapan Konstruksi Jembatan dengan Sistem Kantilever

Pada metode ini, balok jembatan di cor (cast in situ) atau dipasang (precast) segmen

demi segmen sebagai kantilever di kedua sisi agar saling mengimbangi (balance) atau satu

sisi dengan pengimbang balok beton yang sudah dilaksanakan lebih dahulu. Namun untuk

penelitian ini difokuskan kepada balok yang dipasang (precast).

Urutan Metode Kantilever Precast antara lain:

1). Mengecor bagian jembatan yang berfungsi sebagai balance pada abutment darat

atau upper structure jembatan di atas pilar.

2). Menetapkan cara transportasi precast segmen apakah menggunakan jembatan atau

dari bawah melalui permukaan air menggunakan tongkang atau flat truck

tergantung kondisi dilapangan.

3). Memasang precast segmen dengan cara:

a. Floating crane (khusus jembatan diatas air).

b. Alat pengangkat yang dipasang di ujung segmen yang telah selesai dipasang.

c. Gantry (tempat kerangka peluncuran).

d. Gabungan dari semua alat.

4). Membawa precast segmen yang siap dipasang.

5). Memindahkan precast atau diangkat dengan kerekan yang bergerak sepanjang

gantry atau alat lain untuk dipasang / disambung dengan segmen yang telah

terpasang.

6). Menyisakan satu segmen kecil pada pertemuan antara arah satu dan arah lainnya

(di tengah bentang) yang akan dicor ditempat.

7). Menggeser gantry apabila bentang yang dilayani telah selesai untuk memulai

pemasangan yang berikutnya.

Gambar 3.2 Metode Kantilver Precast