MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR
JEMBATAN GUGUS PROPINSI RIAU DENGAN
BALANCE CANTILEVER CONCRETE
BOX GIRDER PRESTRESSED SEGMENTAL
Oleh :
PROGRAM S1 LINTAS JALUR TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOVEMBER
2010
Rachmat Ramadhan
3110.105.007
LATAR BELAKANG
1. Jembatan Gugus sangat penting bagi warga karena akan memperpendek
jarak lintas antara warga Senggarang dan Tanjungpinang yang semula 20
km dengan jalan yang ada menjadi 9,2 km dengan jembatan;
2. Pembangunan jembatan juga bisa memacu perekonomian yang ada di
Senggarang, karena di Senggarang nantinya akan dibangun beberapa
kantor dinas dan juga pengadilan agama;
3. Jembatan dengan struktur rangka baja dan sistim balok sederhana memiliki
beberapa kelemahan;
4. Idealnya jembatan tersebut menggunakan struktur box girder prestressed
segmental statis tak tentu.
40.00 40.00120.00
A B C D
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOVEMBERPROGRAM STUDI S1 EKSTENSI LINTAS JALUR
Nama Tugas
Proposal
Nama Gambar
Pot. Memanjang
Jml. Lbr. No. Lbr. Dosen Konsultasi TTD Nama Mahasiswa & NRP
Dr. Ir. I Gusti Putu Raka, DEA1 : 800
Rachmat Ramadhan
3110 105 007
POTONGAN MEMANJANG
CLCLJEMBATAN EXISTING
Skala 1 : 800
A B C D
POTONGAN MEMANJANG MODIFIKASISkala 1 : 800
50.0050.00 100.00
Nama Tugas Nama Gambar Jml. Lbr. No. Lbr. Dosen Konsultasi TTD Nama Mahasiswa & NRP
Dr. Ir. I Gusti Putu Raka, DEARachmat Ramadhan
3110 105 007Tugas Akhir Potongan Memanjang Modifikasi 1 : 800
Skala
PERMASALAHANMasalah utama adalah bagaimana memodifikasi perencanaan struktur Jembatan
Gugus dari yang semula menggunkana struktur busur rangka baja menjadi struktur
box girder prestressed segmental dengan metode kesetimbangan.
BATASAN MASALAH
1. Perencanaan hanya dilakukan pada struktur atas (struktur primer dan sekunder);
2. Teknik pelaksanaan hanya di bahas secara umum;
3. Tidak merencanakan perletakan;
4. Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat;
5. Tidak meninjau profil sungai atau scouring;
6. Mutu beton pratekan f’c = 50 MPa;
7. Mutu baja pratekan digunakan kabel jenis strand seven wires relieved (7 kawat untaian);
8. Tidak memperhitungkan analisa biaya produksi dan waktu pelaksanaan.
TUJUAN
MANFAAT
Tujuan utama adalah bagaimana memodifikasi perencanaan struktur Jembatan
Gugus dari yang semula menggunkana struktur busur rangka baja menjadi struktur
box girder prestressed segmental dengan metode kesetimbangan.
1. Bagi Dinas Pekerjaan Umum Propinsi Riau, perencanaan ini dapat di
gunakan jika suatu saat jembatan tersebut tidak dapat menampung arus
kendaraan sehingga perlu di bangun jembatan duplicate;
2. Bagi konsultan perencana, sebagai alternatif lain dalam perencanaan
jembatan dengan bentang yang cukup panjang dan medan yang cukup
sulit;
3. Bagi pembaca dan penulis dapat memahami konsep perancanaan serta
dapat merencanakan struktur jembatan yang menggunakan profil box girder
prestressed serta yang sesuai dengan persyaratan struktur yang aman.
TINJAUAN PUSTAKA
1. JEMBATAN
Jembatan adalah suatu struktur konstruksi yang memungkinkan route
transportasi melalui sungai, danau, kali, jalan raya, jalan kereta api dan lain-
lain.
2. BETON PRATEGANG
Beton prategang adalah beton yang mengalami tegangan internal dengan
besar dan distribusi sedemikian rupa sehingga dapat mengimbangi sampai
batas tertentu tegangan yang terjadi akibat beban eksternal.
a. Konsep Dasar Prategang
b. Metode Sistim Prategang
METODOLOGIMulai
Pemilihan Jenis Beton Prategang
Preliminary Design Box Girder
Pembebanan
Perhitungan Gaya Dalam
Pengumpulan Data Perencanaan
dan Studi Literatur
Perencanaan Struktur Sekunder
A
not
OK
B
Penulangan Box girder
Selesai
Gambar Rencana
A
Kontrol Kekuatan
dan Stabilitas
OK
B
not
OK
Kehilangan Gaya Prategang
Gaya Prategang dan
Tata Letak Tendon
ANALISA DAN HASIL
1. Analisa Tahap Kantilever
Analisa tahap kantilever merupakan perhitungan untuk menentukan gaya
prategang awal yang digunakan untuk menahan beban yang terjadi akibat
pelaksanaan.
a. Momen pada tahap kantilever
Pada saat segmen….. terpasang
Momen pada segmen A ( tm )
1 830.11
2 1561.31
3 2455.46
4 3508.92
5 4713.81
6 6071.84
7 7575.66
8 9219.81
9 11003.55
10 12922.00
11 14967.62
12 17141.73
13 19438.44
14 21849.41
15 21916.79
287,770 tm
830,11 tm
1561,31 tm
2455,46 tm
3508,92 tm
4713,81 tm
6071,84 tm
7575,66 tm
9219,81 tm
11003,55 tm
12922,00 tm
14967,62 tm
17141,73 tm
19438,44 tm
21849,41 tm
21916,79 tm
A123456789101112131415 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
ANALISA DAN HASIL
1. Analisa Tahap Kantilever
b. Fperlu pada Tahap Kantilever dan Kontrol Tegangan pada Segmen A
Pada saat segmen ….. terpasang
Fperlu (N)
F1 F2
1 2.57E+06 3.99E+08
2 4.84E+06 3.87E+08
3 7.61E+06 3.72E+08
4 1.09E+07 3.54E+08
5 1.46E+07 3.34E+08
6 1.88E+07 3.11E+08
7 2.35E+07 2.86E+08
8 2.86E+07 2.58E+08
9 3.41E+07 2.28E+08
10 4.01E+07 1.96E+08
11 4.64E+07 1.61E+08
12 5.32E+07 1.25E+08
13 6.03E+07 8.63E+07
14 6.78E+07 4.57E+07
15 6.80E+07 4.46E+07
Pada saat segmen ….. terpasang
Fpakai f (MPa)Ket.
Ftambahan
N ft fb N
1 2.57E+06 -0.037 -0.817 OK 2.71E+06
2 4.84E+06 -0.070 -1.537 OK 2.39E+06
3 7.61E+06 -0.110 -2.417 OK 2.92E+06
4 1.09E+07 -0.158 -3.454 OK 3.44E+06
5 1.46E+07 -0.212 -4.640 OK 3.93E+06
6 1.88E+07 -0.273 -5.976 OK 4.43E+06
7 2.35E+07 -0.341 -7.456 OK 4.91E+06
8 2.86E+07 -0.414 -9.075 OK 5.37E+06
9 3.41E+07 -0.495 -10.830 OK 5.82E+06
10 4.01E+07 -0.581 -12.719 OK 6.26E+06
11 4.64E+07 -0.673 -14.732 OK 6.68E+06
12 5.32E+07 -0.770 -16.872 OK 7.10E+06
13 6.03E+07 -0.874 -19.133 OK 7.50E+06
14 6.78E+07 -0.982 -21.506 OK 7.87E+06
15 6.80E+07 -0.985 -21.572 OK 2.20E+05
ANALISA DAN HASIL
1. Analisa Tahap Kantilever
b. Kebutuhan Tendon dan Kontrol Tegangan pada Segmen A
SegmenF tambahan Jenis
TendonF (N) sesuai
VSL
f (MPa)Ket.
N ft fb
1 2.71E+06 12 Sc 6.00E+06 -0.943 -0.578 OK
2 2.39E+06 7 Sc 3.50E+06 -1.283 -1.217 OK
3 2.92E+06 12 Sc 6.00E+06 -2.172 -1.874 OK
4 3.44E+06 12 Sc 6.00E+06 -2.924 -2.725 OK
5 3.93E+06 12 Sc 6.00E+06 -3.548 -3.760 OK
6 4.43E+06 12 Sc 6.00E+06 -4.041 -4.983 OK
7 4.91E+06 19 Sc 9.50E+06 -5.373 -6.130 OK
8 5.37E+06 19 Sc 9.50E+06 -6.585 -7.449 OK
9 5.82E+06 19 Sc 9.50E+06 -7.678 -8.937 OK
10 6.26E+06 19 Sc 9.50E+06 -8.656 -10.591 OK
11 6.68E+06 19 Sc 9.50E+06 -9.525 -12.399 OK
12 7.10E+06 22 Sc 1.10E+07 -10.698 -14.256 OK
13 7.50E+06 22 Sc 1.10E+07 -11.766 -16.262 OK
14 7.87E+06 22 Sc 1.10E+07 -12.736 -18.408 OK
15 2.20E+05 7 Sc 3.50E+06 -13.643 -18.236 OK
ANALISA DAN HASIL
1. Analisa Tahap Kantilever
b. Kontrol Tegangan pada tiap segmen
SegmenMG F1 e1 F2 e2 f (MPa)
Ket.tm N m N m ft fb
1 20188.51 1.12E+08 1.625 6.00E+06 1.025 -14.427 -17.545 OK
2 17655.60 1.08E+08 1.571 3.50E+06 0.971 -14.765 -15.557 OK
3 15300.79 1.02E+08 1.519 6.00E+06 0.919 -15.506 -13.774 OK
4 13122.01 9.60E+07 1.468 6.00E+06 0.868 -15.626 -12.008 OK
5 11117.28 9.00E+07 1.412 6.00E+06 0.812 -15.655 -10.390 OK
6 9284.64 8.40E+07 1.361 6.00E+06 0.761 -15.639 -8.752 OK
7 7622.01 7.45E+07 1.310 9.50E+06 0.710 -15.300 -7.544 OK
8 6127.42 6.50E+07 1.254 9.50E+06 0.654 -14.051 -6.370 OK
9 4798.89 5.55E+07 1.202 9.50E+06 0.602 -12.698 -5.243 OK
10 3634.36 4.60E+07 1.150 9.50E+06 0.550 -11.213 -4.222 OK
11 2631.82 3.65E+07 1.094 9.50E+06 0.494 -9.575 -3.347 OK
12 1789.29 2.55E+07 1.042 1.10E+07 0.442 -7.645 -2.773 OK
13 1104.69 1.45E+07 0.990 1.10E+07 0.390 -5.184 -2.285 OK
14 576.03 3.50E+06 0.934 1.10E+07 0.334 -2.489 -2.009 OK
15 201.32 0.00E+00 0.881 3.50E+06 0.281 -0.369 -0.820 OK
ANALISA DAN HASIL
2. Analisa Tahap Menerus
b. Beban Hidup dan Momen pada Tahap Menerus
50 100 50
50 100 50
50 100 50
50 100 50
BTR = 45,00 kN/mBTR = 45,00 kN/m
BGT = 727,65 kNBGT = 727,65 kN
BTR = 36,57 kN/m
BGT = 727,65 kN
BTR = 45,00 kN/m BTR = 36,57 kN/m
BTR = 45,00 kN/m BTR = 36,57 kN/m
BGT = 727,65 kN BGT = 727,65 kN
BGT = 727,65 kN BGT = 727,65 kN BGT = 727,65 kN
1995,28 tm 1997,00 tm
3784,25 tm
6019,52 tm
6278,10 tm
840,19 tm
5753,33 tm
7076,63 tm
934,32 tm
5487,14 tm
6810,48 tm
1995,28 tm
3784,25 tm
6278,10 tm
6011,95 tm
934,32 tm
6810,48 tm
BTR = 45,00 kN/m
ANALISA DAN HASIL
2. Analisa Tahap Menerus
b. Fperlu dan kontrol tegangan pada tahap menerus
SegmenM fijin tarik fijin tekan Fperlu (N)
tm 0,25 √f’c 0,6 f’c F1 F2
A (tumpuan) 7076.63
1.77 MPa 30 MPa
2.76E+07 4.30E+07
C (pengunci) 6019.52 2.53E+08 3.16E+07
9 (tepi) 1995.28 1.97E+08 3.71E+06
SegmenM fijin tarik fijin tekan M.y / I (MPa) f (MPa)
tm 0,25 √f’c 0,6 f’c atas bawah ft fb
A (tumpuan) 7076.63
1.77 MPa 30 MPa
6.043 -8.642 -3.495 -6.963
C (pengunci) 6019.52 -11.117 15.202 -9.891 -0.567
9 (tepi) 1995.28 -2.538 3.544 -0.816 -12.019
f tahap I (MPa) f tahap II (MPa) f total (MPa) fijin tarik fijin tekanKet.
ft fb ft fb ft fb 0,25 √f’c 0,6 f’c
-13.643 -18.236 -3.495 -6.963 -17.138 -25.199
1.77 MPa 30 MPa
OK
0 0 -9.891 -0.567 -9.891 -0.567 OK
-12.698 -5.243 -0.816 -12.019 -13.514 -17.262 OK
ANALISA DAN HASIL
2. Analisa Tahap Menerus
b. Keperluan tendon dan kontrol tegangan
SegmenFo Jenis
TendonF (N) sesuai VSL
f (MPa)
N ft fb
A (tumpuan) 3.72E+07 27 Sc 5.40E+07 -7.791 -6.206
C (pengunci) 3.72E+07 27 Sc 5.40E+07 -9.339 -7.668
9 (tepi) 3.72E+07 27 Sc 5.40E+07 -0.041 -19.028
f tahap I (MPa) f tahap II (MPa) f total (MPa) fijin tarik fijin tekanKet.
ft fb ft fb ft fb 0,25 √f’c 0,6 f’c
-13.643 -18.236 -7.791 -6.206 -21.433 -24.442
1.77 MPa 30 MPa
OK
0 0 -9.339 -7.668 -9.339 -7.668 OK
-12.698 -5.243 -0.041 -19.028 -12.738 -24.271 OK
ANALISA DAN HASIL
2. Analisa Tahap Menerus
b. Reaksi Hyperstatik
f1 = 1,442 m
f2 = 1,181 m
f3 = 0,518 m
20,10 m 19,30 m 10,60 m
1,523 m
1,614 m
0,886 m
20,10 m
A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15A123456789101112131415
5,10 m 44,90 m19,30 m 10,60 m
5,28 m 44,72 m
1,522 m
0,180 m
ANALISA DAN HASIL
2. Analisa Kehilangan Gaya Prategang
a. Pada tendon kantilever
Segmen% Loss
ES Fx CR SH RE Δσ TOTAL
1 3.66 7.22 1.04 2.41 12.05 8.92 35.29
2 3.69 7.84 0.24 2.41 12.18 7.04 33.39
3 3.88 8.46 2.01 2.41 11.83 5.99 34.58
4 3.89 9.08 3.19 2.41 11.62 5.31 35.50
5 3.88 9.70 4.24 2.41 11.44 4.82 36.48
6 3.86 10.32 5.24 2.41 11.26 4.44 37.52
7 3.82 10.94 6.13 2.41 11.11 4.14 38.54
8 3.51 11.56 6.12 2.41 11.17 3.89 38.66
9 3.19 12.18 6.00 2.41 11.25 3.69 38.70
10 2.83 12.80 5.72 2.41 11.36 3.51 38.63
11 2.44 13.42 5.27 2.41 11.51 3.35 38.40
12 2.02 14.04 4.64 2.41 11.70 3.22 38.03
13 1.45 14.66 3.46 2.41 12.01 3.10 37.09
14 0.84 15.28 2.03 2.41 12.37 2.99 35.92
15 0.18 15.90 0.33 2.41 12.79 2.89 34.50
ANALISA DAN HASIL
3. Analisa Kehilangan Gaya Prategang
b. Pada tendon menerus
Segmen% Loss
ES Fx CR SH RE Δσ TOTAL
A 1.88 24.61 2.30 2.41 12.14 1.10 44.43
C 1.95 24.61 2.41 2.41 12.10 1.05 44.53
9 4.12 24.61 10.97 2.41 10.20 0.35 52.65
ANALISA DAN HASIL
3. Tulangan Utama pada Box Girder
Momen :
Flens atas M = 33,516 tm
Flens tegak M = 12,438 tm
Flens bawah M = 18,346 tm
Kebutuhan tulangan :
Pada flens atas dipasangan tulangan utama D22-100 (As = 3799,4 mm2) dan
tulangan pembagi D22-150.
Pada flens tegak dipasangan tulangan utama D22-150 (As = 2532,93 mm2) dan
tulangan pembagi D22-200.
Pada flens bawah dipasangan tulangan utama D22-150 (As = 2532,93 mm2) dan
tulangan pembagi D22-200.
ANALISA DAN HASIL
4. Tulangan Geser
SegmenS Jml tul
mm bh
1 100 24
2 100 14
3 125 8
4 125 2
5 150 2
6 150 2
7 200 4
8 200 5
9 250 5
10 250 4
11 300 5
12 300 5
13 300 5
14 300 5
15 300 5
ANALISA DAN HASIL
5. Kontrol Service Ability
a. Momen batas dan Momen retak
Pada segmen A :
Dari hasil analisa struktur dengan pola pembebanan berfaktor (1,3D+1,8L) didapat
momen maksimum pada segmen A sebesar 112.122.000.000 Nmm.
Mu < Ø Mn112.122.000.000 Nmm < 167.228.031.779,63 Nmm
Syarat : 1,2 Mcr < Mu
1,2 × 116.446.856.787,00 < . 167.228.031.779,63 Nmm
139.736.228.144,40 Nmm < . 167.228.031.779,63 Nmm
…..OK
ANALISA DAN HASIL
5. Kontrol Service Ability
b. Lendutan
Dari hasil analisa dengan program sap didapatkan lendutan maksimum pada saat
service yaitu sebesar 0,081 mm.
Syarat :
Δijin < Δservice
0,081 mm < L/800
0,081 mm < 100000/800
0,081 mm < 125 mm …..(OK)
Sekian dan Terima Kasih
Top Related