PERENCANAAN GEOMETRI JALAN REL KERETA API TRASE KOTA PINANG-
MENGGALA STA 104+000- STA 147+200 PADA RUAS RANTAU PRAPAT – DURI II PROVINSI
RIAU
Vicho Pebiandi3106 100 052
Dosen PembimbingIr. Wahyu Herijanto, MT
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG1. Panjang jalan rel di indonesia masih sangat terbatas baik
dari segi kualitas maupun kuantitas2. Belum terintegrasinya jaringan jalan rel di pulau Sumatera3. Jalan raya merupakan satu-satunya moda transportasi di
provinsi Riau4. Tingkat kerusakan jalan raya yang tinggi di Riau
1.2 PERUMUSAN MASALAH1. Bagaimana trase jalan kereta api yang baik dan efisien2. Bagaimana bentuk alienemen jalan kereta api yang sesuai
dengan persyaratan yang ada3. Merencanakan susunan jalan rel 4. Menghitung volume timbunan yang diperlukan dalam
perencanaan.
1.3 TUJUAN1. Merencanakan trase jalan kereta api yang baru dan efisien2. Mendapatkan alienemen jalan kereta api yang sesuai
dengan persyaratan yang ada3. Mendapatkan volume timbunan yang diperlukan dalam
perencanaan.
1.4 BATASAN MASALAH Data yang dipakai adalah data sekunder Tidak semua panjang trase diperhitungkan Dalam tugas akhir ini tidak membahas persinyalan,
jembatan maupun infrastruktur kereta api lain (stasiun,dipo, rumah sinyal)
Tidak dilakukan perhitungan kekuatan timbunan jalan KAbaru
Tidak melakukan perhitungan sistem drainase
1.5 MANFAAT Sebagai masukan dan pembanding terhadap
perkembangan pembangunan perkeretaapian di Provinsi Riau
1.6 LOKASI STUDI
Gambar 1.1 Peta Jaringan Jalan Rel di Pulau Sumatera(Dinas Perhubungan Provinsi Riau)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Geometri Jalan RelLebar Sepur
Untuk seluruh kelas jalan rel lebar sepur adalah 1435 mmLengkung Horisontal
Alinyemen horizontal Proyeksi sumbu jalan rel pada bidang horizontal.
Dengan satuan praktis:h = 11,8. V²/ R
R = jari-jari lengkung horisontal (m)V = kecepatan rencana (km/jam)h = peninggian rel dalam lengkung horisontal (maks= 120
mm)Dengan peninggian maksimum, hmax-- = 120 mm maka
R = 11,8. V²/ 120
Geometri Jalan RelLengkung PeralihanH =
dimana: Lh = panjang minimum lengkung peralihan ( m )l = panjang proyeksi lengkung peralihan ( mm )R = jari-jari lengkung horizontal ( km/jam )
Pelebaran SepurPelebaran sepur dilakukan agar roda kendaraan rel dapat melewati lengkung tanpa mengalami hambatan seperti tercantum pada tabel berikut:
Pelebaran Sepur( mm )
Jari-jari tikungan( m )
05
101520
R > 600550 < R > 600400 < R > 600350 < R > 400100 < R > 350
Geometri Jalan RelLengkung vertikal
Alinyemen vertikal adalah proyeksi sumbu jalan rel padabidang vertikal yang melalui sumbu jalan rel tersebut
Penampang melintangPenampang melintang jalan rel adalah potongan pada jalanrel, dengan arah tegak lurus sumbu jalan rel, dimanaterlihat bagian-bagian dan ukuran jalan rel dalam arahmelintang.
Kecepatan rencana( km/jam )
Jari-jari minimum lengkung vertikal ( m )
Lebih besar dari 100Sampai 100
80006000
Susunan Jalan Rel Tipe dan karakteristik jalan rel
Jenis dan komposisi kimia
Kelas jalan Tipe relIIIIIIIVV
R.60/R.54R.54/R.50
R.54/R.50/R.42R.54/R.50/R.42
R.42
CSiMaPS
0,60 % - 0,80 %0,15 % - 0,35 %0,90 % - 1,10 %
Max 0,035 %Max 0,025 %
Jenis rel menurut panjangnya Rel standar adalah rel yang panjangnya 25 meter Rel pendek adalah rel yang panjangnya maksimal 100
meter Rel panjang adalah rel yang panjang tercantum
minimumnya pada tabel 2.9 Sambungan rel
Sambungan melayang Sambungan menumpuPenempatan sambungan di sepur Penempatan secara siku Penempatan secara berselang – seling
Wesel
Susunan Jalan Rel
Penambat Penambat rel adalah suatu komponen yang menambatkan
rel pada bantalan sedemikian rupa sehingga kedudukan rel adalah tetap, kokoh dan tidak bergeser.
Jenis penambat yang dipergunakan adalah penambat elastik dan penambat kaku. Penambat kaku terdiri atas tirpon, maur dan baut. Penambat elastik terdiri atas dua jenis, yaitu penambat elastik tunggal dan penambat elastik ganda.
BantalanBantalan berfungsi meneruskan beban dari rel ke balas, menahan lebar sepur dan stabilitas ke arah luar jalan rel.
Bantalan kayu Bantalan baja Bantalan beton Pratekan Blok Tunggal Dengan Proses
‘Pretension’ Bantalan beton Pratekan Blok Tunggal Dengan Proses
‘Posttension’ Bantalan beton Blok Ganda
Balas dan Analisa GalianLapisan balas pada dasarnya adalah terusan darilapisantanah dasar, dan terletak di daerah yang mengalamikonsentrasi tegangan yang terbesar akibat lalu lintas keretapada jalan rel
Fungsi utama balas adalah untuk : Meneruskan dan menyebarkan beban bantalan ke tanah
dasar Mengokohkan kedudukan bantalan Meluluskan air sehingga tidak penggenangan air disekitar
bantalan dan rel. Untuk menghemat biaya pembuatan jalan rel maka lapisan
balas dibagi menjadi dua, yaitu lapisan balas atas dengan material pembentuk yang sangat baik dan lapisan balas atas.
BAB 3 METODOLOGI
mulai
studiStudi litelatur
Mengumpulkan data
Mendapatkan trase jalan KA yang baru
Perencanaan geometrik jalan KA yang baru
Penggunaan jenis penambat
Perencanaan sambungan rel
Perencanaan bantalan
Perencanaan balas
Analisa dan perhitungan volume timbunan
Selesai
Diagram alir metodologi
BAB 4 KONSTRUKSI JALAN KA
Geometri Jalan Rel
Tan α1 = = α1 = 11,408 ˚
Δ = 11,408˚Jarak titik awal ke PI-1 = 1937,777 mJarak titik PI-1 ke PI-2 = 2774,514 m
X YKoordinat Awal 647182.17 195831.75Koordinat PI-1 648687.72 194515.02Koordinat PI-2 651003.36 193171.43
PI-1
548,829
PI-2
2719,691
1937,777
Awal
691,2719829,548
Lengkung Horizontal
Lengkung horizontal (lanj)Contoh perhitungan pada PI 1
Vd = 200 km/jam.Rd = 4000 mSudut PI1 (Δ 1) =11,408o
e = 0 %Parameter lengkung horizontal
Lc = 632.12 mp = 0.279 mk = 81.938 mTs = 481.5 mE = 20.184 mXs = 163.88 mYs = 1.119 m
Geometri Jalan Rel (lanj)
Geometri Jalan Rel (lanjutan)
qs qs
p=0.279 mYs=1,119 m E=20,184 m
TS
SC CS
ST
Ts=481,5 m
Xs=92,18 m
k=81,938 m
R=4000mLs=163,9m
Lc=632,12
m
D =11,408o
Ls=163.9mR=4000m
Skema lengkung horizontal
Geometri Jalan Rel (lanj)
0,0000
0,0025
Alienemen vertikalContoh Perhitungan Lengkung Vertikal pada STA 104+600
Perhitungan Panjang Lengkung
Xm = (0.0025-0.0000)= 25.00 m
Ym = (0.0025-0.0000)²= 1,5625 m
220000
220000
Profil RelMenggunakan Rel tipe R-60 dengan data-data rel sebagai berikut:
Berat rel teoritis permeter panjang : 60,34 kg/m Momen inersia searah sumbu X ( Ix ) : 3055 cm4
Modulus elastisitas : 2,1 x 106 kg/cm2
Luas penampang melintang : 76,87 cm2
Jarak tepi bawah kaki rel ke garis netral : 80,90 mm Dipakai bantalan beton dengan jarak : 40 cm Beban gandar : 18 ton Bahan balas adalah batu pecah dengan C: 8 Lebar sepur : 1435 mm Tegangan ijin rel (σ) : 800-1325 kg/cm2
digunakan tipe rel R 60 dengan kecepatan rencana 200 km/jam. Tekanangandar 18 ton, transformasi gaya statis roda menjadi gaya dinamis roda digunakan persamaan Talbot diperoleh
σ = 1214,38 kg/cm2 < tegangan ijin rel 1325 kg/cm2
Bantalan Menggunakan standar bantalan monoblock sleeper of German railways. Data bantalan
Panjang bantalan = 2600 mm = 260 cm Kekuatan material: fc' = 600 kg/cm2
Kemampuan momen yang diijinkan:- di bawah rel (positif) = 1500 kg m- di bawah rel (negatif) = 750 kg m- di tengah bantalan (positif) = 930 kg m- di tengah bantalan (negatif) = 660 kg m
momen di bawah rel = 148576,871 kg cm < momen ijin = 150000 kg cm
Momen di tengah bantalan = -58976,712 kg cm < momen ijin = -66000 kg cm
Tegangan yang terjadi = 24 t/m2 < tegangan ijin bantalan = 80 t/m2
Bantalan (lanj)Jarak bantalan
L direncanakan= 40 cm = 2a, jadi a = 20 cm
L = x sehingga
M max=
= = 177222,538 cm
σ ijin ≥
= 603,413 kg/cm2 ≤ σ ijin = 1325 kg/cm2
Dengan demikian pemakaian rel R-60 dengan jarak bantalan 40 cm diterapkan.
PM
25,0max
78104++
kk
LPkk **25,0*104
78++
40*9000*25,0*)10812,102*4()7812,102*8(
++
37,293538,177222cm
kgcm
Jarak lubang baut paling tepi dari ujung rel adalah 7,8 cm
Gaya yang bekerja pada baut penyambungDirencanakan menggunakan baut dengan diameter 30 mm diperoleh
gaya tarik baut sisi tengah (T’) = 3912,652 kg
gaya aksial baut sisi luar (T’’) = - 1086,848 kg
Susunan Jalan Rel
Penambat Data penambat:
Jenis pandrol clip tipe PR 300 Daya jepit = 2498 kg Jumlah pandrol per jarak gandar
n = = 5,5 => 6 pasang
Kuat jepit pandrol = 6 x 2498 = 14988 kg Gaya yang terjadi akibat pemuaian F1 = 54,84 kg Gaya yang terjadi akibat beban roda F2 = 11136,51 kg
sehingga F1 + F2 = 11191,35 kg < kuat jepit 14988 kg
40220
Pemasangan rel Celah untuk rel standar dan rel pendek
G = L x α x (40-t) + 2G = 25000 x 1,15 x 10-5 x (40-28) + 2
= 5,45 mm Celah untuk rel panjang
G = E x A x α x (50-t)2 + 22 x r
G = 2,1 x 104 x 76,87 x 1,15 x 10-5 x (50-28)2 + 22 x 450
= 11,98336 mm
BalasBalas atas Menurut Wahyudi (2003)
Db=S-W/2=40-30/2 = 5 cm
Menurut British Regulation tebal balas diperoleh dari tabelV = 200 km/jam maka tebal balas = 38 cm
Menurut French Spesificatione(m) = N(m) + a(m) +b(m) +c(m) +d(m) +f(m) +g(m)
= 0,55 + 0 + (2,50-2,60)/2 + (-0,10) + 0 + 0= 0,40 m
e(m) = ballas + subballasBallas = 0,40 – 0,15 = 0,25 m = 25 cm
Diambil tebal balas yang maksimum yakni 38 cm = 40 cm
Balas (lanj)Balas bawah
d2 = d – d1 > 15 (cm)
d =
d = 112,65 cmTebal lapisan balas atas ditentukan berdasarkan perhitungan di atas yaitu setebal 40 cm.
d2 = 112,65 – 40= 72,659 cm dipakai d2 = 80 cm
35.1 101.58−
tσσ
Analisa Galian dan TimbunanPada gambar pot. melintang STA 104+000, didapat :
h skala = 15 m = 1 m aktualLuas galian = 0.00 cm2 = 0.00 m2
aktualLuas Timbunan = 12,059 m2 aktual
Pada gambar pot. melintang STA 104+100, didapat :
H skala = 15 m = 1 m aktualLuas galian = 0.00 m2 aktualLuas Timbunan = 12,059 m2 aktual
Perhitungan galian :Luas galian rata-rata segmen 1 := 0.00 m2
Volume galian segmen 1 := 0.00 m3
Perhitungan timbunan :Luas timbunan rata-rata segmen 1 := 12.059 m2
Volume timbunan segmen 1 :=1205,9 m3
Analisa Galian dan Timbunan (lanj)Jarak h Aktual
(m) (m) Cut Fill Cut Fill Cut Fill
104 + 000 15 1,00 0,00 12,06100 0,00 12,06 0,00 1205,90
104 + 100 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1205,90
104 + 200 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1205,90
104 + 300 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1205,90
104 + 400 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1205,90
104 + 500 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1205,90
104 + 600 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2604,9100 0,00 14,00 0,00 1399,50
104 + 700 18,75 1,25 0,00 15,93 0,0 3189,5100 0,00 17,90 0,00 1790,00
104 + 800 22,49 1,50 0,00 19,87 0,0 3580,0100 0,00 17,90 0,00 1790,00
104 + 900 18,75 1,25 0,00 15,93 0,0 3189,5100 0,00 14,00 0,00 1399,50
105 + 000 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2605,5100 0,00 12,06 0,00 1206,00
105 + 100 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1206,00
105 + 200 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1206,00
105 + 300 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1206,00
104 + 400 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2605,5100 0,00 14,00 0,00 1399,50
104 + 500 18,75 1,25 0,00 15,93 0,0 3189,5100 0,00 17,90 0,00 1790,00
105 + 600 22,49 1,50 0,00 19,87 0,0 3580,0100 0,00 17,90 0,00 1790,00
105 + 700 18,75 1,25 0,00 15,93 0,0 3189,5100 0,00 14,00 0,00 1399,50
105 + 800 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2605,5100 0,00 12,06 0,00 1206,00
105 + 900 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1206,00
106 + 000 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1206,00
106 + 100 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1206,00
106 + 200 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1206,00
106 + 300 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,00 1206,00
106 + 400 15 1,00 0,00 12,06 0,0 2802,0100 0,00 15,96 0,00 1596,00
h SkalaSTAVolume/200m (m3)Volume/100m (m3)Luas Area (m2) Luas Rata-Rata
(m2)
Jarak h Aktual
(m) (m) Cut Fill Cut Fill Cut Fill
106 + 500 22,49 1,50 0,00 19,87 0,0 3989,5100 0,00 23,94 0,0 2393,5
106 + 600 30,00 2,00 0,00 28,00 0,0 5193,5100 0,00 28,00 0,0 2800,0
106 + 700 30,00 2,00 0,00 28,00 0,0 5600,0100 0,00 28,00 0,0 2800,0
106 + 800 30,00 2,00 0,00 28,00 0,0 6043,5100 0,00 32,44 0,0 3243,5
106 + 900 37,52 2,50 0,00 36,87 0,0 7412,0100 0,00 41,69 0,0 4168,5
107 + 000 45,00 3,00 0,00 46,50 0,0 8818,5100 0,00 46,50 0,0 4650,0
107 + 100 45,00 3,00 0,00 46,50 0,0 9300,0100 0,00 46,50 0,0 4650,0
107 + 200 45,00 3,00 0,00 46,50 0,0 9300,0100 0,00 46,50 0,0 4650,0
107 + 300 45,00 3,00 0,00 46,50 0,0 9300,0100 0,00 46,50 0,0 4650,0
107 + 400 45,00 3,00 0,00 46,50 0,0 9818,7100 0,00 51,69 0,0 5168,7
107 + 500 52,50 3,50 0,00 56,88 0,0 11412,7100 0,00 62,44 0,0 6244,0
107 + 600 60,00 4,00 0,00 68,00 0,0 11490,0100 0,00 52,46 0,0 5246,0
107 + 700 37,46 2,50 0,00 36,92 0,0 7497,0100 0,00 22,51 0,0 2251,0
107 + 800 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 3457,0100 0,00 12,06 0,0 1206,0
107 + 900 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
108 + 000 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
108 + 100 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
108 +200 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
108 + 300 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
108 + 400 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
108 + 500 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
108 + 600 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
108 + 700 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
108 + 800 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
108 + 900 15,00 1,00 0,00 12,06 0,0 2411,8100 0,00 12,06 0,0 1206,0
h SkalaSTALuas Area (m2) Luas Rata-Rata Volume/100m (m3) Volume/200m (m3)
(m2)
TERIMA KASIH
Top Related