48

BAB III

METODE PERENCANAAN

3.1 Data Studi Perencanaan

3.1.1 Data Umum

Nama jembatan : Under Bridge STA. 35+975

Lokasi jembatan : Melewati Jalan Raya Ampeldento Kec. Pakis

(Proyek Pembangunan Tol Pandaan-Malang

STA. 35+975)

Tipe Jembatan : Double-T Girder

3.1.2 Data Teknis Jembatan

Kelas jembatan : Kelas 1

Jenis median : concrete barrier

Lebar median : 1,25 m

Bentang jembatan : 31,60 m

Lebar jembatan : 50,58 m

Lebar lantai kendaraan : 47,77 m

Tebal aspal : 0,05 m

Jenis gelagar : Double-T beams

Lebar girder : 5,62 m

Gambar 3.1. Dimensi double-T beam tengah bentang

49

Gambar 3.2. Dimensi double-T beam tumpuan 1

Gambar 3.3. Dimensi double-T beam tumpuan 2

3.2 Denah Jembatan

Gambar 3.4. Denah Under Bridge STA.35+975

50

3.3 Layout Under Bridge STA. 35+975

Gambar 3.5. Layout Under Bridge STA.35+975

3.4 Potongan Alinyemen

Gambar 3.6. Profil memanjang Under Bridge STA 35+975

Gambar 3.7. Profil melintang Under Bridge STA 35+975

51

3.5 Peraturan Pembebanan Jembatan

Perencanaan pembebanan struktur atas jembatan beton prategang

25-2016. Pada

perencanaan pembebanan struktur atas jembatan dibagi menjadi 3 beban yaitu:

Beban Permanen (Dead Load) :

a. Berat Sendiri (MS)

b. Beban Mati Tambahan/ Utilitas (MA)

Beban Lalu Lintas/Beban Hidup (Life Load):

a.

b.

c. Beban Rem

Aksi Lingkungan:

a. Beban Angin

b. Beban Gempa

3.5.1 Beban Permanen

Beban mati jembatan merupakan kumpulan berat setiap komponen

struktural dan nonstruktural. Setiap komponen harus dianggap sebagai suatu

kesatuan aksi yang tidak terpisahkan pada waktu menerapkan faktor beban normal

dan faktor beban terkurangi.

Massa setiap bagian dalam bangunan jembatan harus dihitung berdasarkan

dimensi yang tertera dalam gambar dan berat jenis bahan yang digunakan. Berat

dari bagian-bagian bangunan tersebut adalah massa dikalikan dengan percepatan

gravitasi (g). Percepatan gravitasi adalah 9,81 m/detik2. Besarnya kerapatan

massa dan berat isi ditabelkan pada Tabel 3.1.

52

Tabel 3.1. Beban isi untuk beban mati

No. Bahan Berat Isi (kN/m3)

Kerapatan massa (kg/m3)

1 Lapisan permukaan beraspal (bituminous wearing surfaces)

22,0 2245

2 Besi tuang (cast iron) 71,0 7240

3 Timbunan tanah dipadatkan (compacted sand, silt or clay)

17,2 1755

4 Kerikil dipadatkan (rolled gravel, macadam or ballast)

18,8 22,7 1920-2315

5 Beton aspal (asphalt concrete) 22,0 2245 6 Beton ringan (low density) 12,25 19,6 1250-2000 7 22,0 25,0 2320 8 9 Baja (steel) 78,5 7850 10 Kayu (ringan) 7,8 800 11 Kayu keras (hard wood) 11,0 1125

Sumber : SNI 1725 (2016 : 13)

Pembebanan permanen pada jembatan diperhitungkan berdasarkan beban

sendiri dan beban utilitas.

a. Beban Sendiri (MS)

Berat sendiri adalah berat bagian tersebut dan elemen-elemen struktural

lain yang dipikulnya, termasuk dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian

jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen

nonstruktural yang dianggap tetap. Adapun faktor beban yang digunakan untuk

berat sendiri dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2. Faktor beban untuk berat sendiri

Tipe Beban MS)

Keadaan Batas Layan ( ) Keadaan Batas Ultimit ( ) Bahan Biasa Terkurangi

Tetap

Baja 1,00 1,10 0,90 Aluminium 1,00 1,10 0,90 Beton pracetak 1,00 1,20 0,85 Beton dicor ditempat 1,00 1,30 0,75 Kayu 1,00 1,40 0,70

Sumber : SNI 1725 (2016 : 14)

b. Beban Mati Tambahan/Utilitas (MA)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen nonstruktural, dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan.

53

Tabel 3.3. Faktor beban untuk beban mati tambahan

Tipe Beban MA)

Keadaan Batas Layan ( ) Keadaan Batas Ultimit ( ) Keadaan Biasa Terkurangi

Tetap Umum 1,00(1) 2,00 0,70 Khusus (terawasi) 1,00 1,40 0,80

Catatan (1) : Faktor beban layan sebesar 1,3 digunakan untuk berat utilitas Sumber : SNI 1725 (2016 : 14)

3.5.2 Beban Hidup

Beban hidup atau beban lalu lintas adalah beban yang berasal dari berat

kendaraan-kendaraan bergerak/lalu lintas dan/atau pejalan kaki yang dianggap

bekerja pada jembatan

a. Lajur Lalu Lintas Rencana

Jumlah lajur lalu lintas rencana ditentukan dengan mengambil bagian

integer dari hasil pembagian lebar bersih jembatan (w) dalam mm dengan lebar

lajur rencana sebesar 2750 mm. Lajur lalu lintas rencana harus disusun sejajar

dengan sumbu memanjang jembatan.

Tabel 3.4. Jumlah lajur lalu lintas rencana

Tipe Jembatan (1) Lebar Bersih Jembatan (2) (mm)

Jumlah Lajur Lalu Lintas Rencana (n)

Dua Arah, tanpa Median

1 2 3 4 5

6

Dua Arah, dengan Median

2 3 4 5

6 Catatan (1) : Untuk jembatan tipe lain, jumlah lajur lalu lintas rencana harus ditentukan oleh intansi yang berwenang. Catatan (2) : Lebar jalur kendaraan adalah jarak minimum antara kerb atau rintangan untuk satu arah atau jarak antara kerb/rintangan/median untuk banyak arah.

Sumber : SNI 1725 (2016 : 38)

Beban lajur terdiri atas beban terbagi rata (BTR) yang digabung dengan

dilihat pada Tabel 3.5.

54

Tabel 3.5. Faktor beban untuk beban lajur

Tipe Beban

Jembatan TD) Keadaan Batas Layan ( ) Keadaan Batas Ultimit ( )

Transien Beton 1,00 1,80

Boks Girder Baja 1,00 2,00 Sumber : SNI 1725 (2016 : 39)

Beban terbagi rata (BTR) memiliki intensitas q kPa dengan besaran q

tergantung pada panjang total yang dibebani L yaitu seperti berikut :

[3.1]

kPa [3.2]

Keterangan :

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

(kPa)

L = panjang total jembatan yang dibebani (meter)

Gambar 3.8. Beban l (SNI 1725, 2016 : 39)

Beban garis terpusat (BGT) dengan intensitas p kN/m harus ditempatkan

tegak lurus terhadap arah lalu lintas pada jembatan. Nilai intensitas p adalah 49,0

kN/m.

c. Beba

ditempatkan pada beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana dimana dapat

digunakan untuk perhitungan struktur lantai. Tiap gandar terdiri atas dua bidang

55

kontak pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi pengaruh roda kendaraan

Tabel 3.6. Faktor beban untuk beban

Tipe Beban

Jembatan Faktor Beban

Keadaan Batas Layan ( ) Keadaan Batas Ultimit ( )

Transien Beton 1,00 1,80

Boks Girder Baja 1,00 2,00 Sumber : SNI 1725 (2016 : 41)

Gambar 3.9. (SNI 1725, 2016 : 41)

i-trailer yang

mempunyai susunan dan berat gandar. Berat dari tiap-tiap gandar disebarkan

menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak antara roda

dengan permukaan lantai. Jarak antara 2 gandar tersebut dapat diubah-ubah dari

4,0 m sampai dengan 9,0 m untuk mendapatkan pengaruh terbesar pada arah

memanjang jembatan.

56

d. Gaya Rem (TB)

Gaya rem harus ditempatkan di semua lajur rencana yang dimuati sesuai

dengan lajur lalu lintas rencana dan berisi lalu lintas dengan arah yang sama. Gaya

rem harus diasumsikan untuk bekerja secara horizontal pada jarak 1800 mm diatas

permukaan jalan pada masing-masing arah longitudinal dan dipilih yang paling

menentukan.

Gaya rem harus diambil yang terbesar dari :

25% dari berat gandar truk desain atau,

5% dari berat truk rencana ditambah beban lajur terbagi rata BTR

3.5.3 Aksi Lingkungan

Umumnya aksi lingkungan yang digunakan sebagai pembebanan ialah

beban angin dan beban gempa.

a. Beban Angin

Tekanan angin diasumsikan disebabkan angin rencana dengan kecepatan

dasar (VB) sebesar 90 km/jam hingga 126 km/jam. Luas area yang akan dihitung

ialah luas area dari semua komponen, termasuk sistem lanyai dan railing yang

diambil tegak lurus dengan arah angin. Besarnya tekanan angin rencana dalam

MPa ditentukan dengan persamaan :

PD = PB [3.3]

Keterangan :

Po = tekanan angin rencana

PB = tekanan angin dasar

VDZ = kecepatan rencana pada elevansi rencana

VB = tekanan angin dasar

Tabel 3.7. Tekanan Angin Dasar

Komponen Bangunan Atas Angin Tekan (MPa) Angin Hisap (MPa) Rangka, kolom, dan pelengkung 0,0024 0,0012 Balok 0,0024 N/A Permukaan datar 0,0019 N/A

Sumber : SNI 1725 (2016 : 56)

Tekanan angin rencana harus direncanakan baik pada struktur jembatan

maupun pada kendaraan yang melintasi jembatan. Jembatan memikul gaya akibat

57

tekanan angin pada kendaraan, dimana tekanan tersebut harus diasumsikan

sebagai tekanan menerus sebesar 1,46 N/mm, tegak lurus dan bekerja 1800 mm di

atas permukaan jalan.

b. Beban Gempa

Jembatan diharapkan memiliki kemungkinan kecil untuk runtuh namun

dapat mengalami kerusakan yang signifikan dan gangguan terhadap pelayanan

akibat gempa. Beban gempa digunakan sebagai gaya horizontal yang ditentukan

berdasarkan perkalian antara koefisien respons elastik (Csm) dengan berat struktur

ekivalen dan dibagi dengan faktor modifikasi respons (Rd). Beban gempa sesuai

peraturan SNI 1725 tahun 2016 halaman 58 diformulasikan sebagai berikut :

EQ = × Wt [3.4]

Keterangan :

EQ = gaya gempa horizontal statis (kN)

Csm = koefisien respons gempa elastis

Rd = faktor modifikasi respons

Wt = berat total struktur(beban mati dan beban hidup yang sesuai (kN))

Koefisien respon elastik Csm diperoleh dari peta percepatan batuan dasar

dan spektra percepatan sesuai dengan daerah gempa dan periode ulang gempa

rencana pada daerah masing-masing. Koefisien percepatan diperoleh berdasarkan

peta gempa yang akan dikalikan suatu faktor amplifikasi sesuai dengan keadaan

tanah sampai kedalaman 30 m di bawah struktur jembatan.

3.6 Data Bahan Struktur

a. Beton

Beton mutu tinggi yang digunakan dalam perencanaan struktur atas

jembatan, yaitu:

Gelagar pratekan, fc = 75 MPa

Modulus elastis (Ec) = 4700 = 40703,194 MPa

Tegangan ijin saat transfer,

Kuat tekan beton initial saat transfer, fci = 0,8 = 60 MPa

58

Tegangan tekan ijin, ci = 0,60 = 36,0 MPa

Tegangan tarik ijin, ti = 0,5 = 3,873 MPa

(Perencanaan Struktur Beton Pratekan untuk Jembatan, BM 2011)

Tegangan ijin saat kondisi layan (service)

Tegangan tekan ijin, fc = 0,45 fc = 33,75 MPa

Tegangan tarik ijin, ft = 0,5 = 4,330 MPa

(Perencanaan Struktur Beton Pratekan untuk Jembatan, BM 2011)

b. Baja Tulangan

Mutu baja yang digunakan, yaitu:

Baja tulangan, fy = 400 MPa

Modulus elastis, Es = 2 × 105 MPa

c. Baja Prategang

Spesifikasi baja prategang yang akan digunakan,yaitu :

Jenis kabel tendon = 7 wire super strand ASTM A-416

Diameter nominal = ½ in (12,70 mm)

Luas nominal (Ast) = 98,7 mm2

Mutu kabel (fpu) = 270.000 psi (1862 MPa)

Kuat leleh, fpy = 0,85 fpu = 1582,7 MPa

Modulus elastis, Eps = 195000 MPa

Jenis angkur = VSL tipe Sc LIVE END

3.7 Data Kuantitatif Jembatan

Data dalam perencanaan ini merupakan data kuantitatif yang diperoleh

dari pengukuran existing dilapangan oleh pihak terkait berupa data layout

jembatan, profil memanjang dan melintang jembatan yang diperoleh dari

pengolahan data sekunder.

59

3.8 Diagram Alir Perencanaan

Gambar 3.10. Diagram alir perencanaan

Mulai

Studi Literatur dan Pengumpulan Data

Desain Awal Jembatan

Analisa Pembebanan Berdasarkan SNI 1725-2016

Desain Gelagar Double-T Girder

Kontrol Desain Terhadap

Kekuatan dan Kestabilan

Selesai

Analisa Struktur Utama Jembatan

Penyusunan Gambar Kerja

Tidak

OK