DESAIN JEMBATAN & PENGENALAN SOFTWARE ANTON HUSEN PURBOYO, ST MT

ACUAN NORMATIF Permen PU No 19 PRT M 2011 Persyaratan Teknis Jalan dan Kriteria Perencanaan Teknis Jalan

Permen PUPR No. 41 PRT M 2015 Penyelenggaraan Keamanan Jembatan dan Terowongan Jalan

SE Menteri PUPR No 07-SE-M-2015 Pedoman Persyaratan Umum Perencanaan Jembatan

SNI 1725 – 2016 Pembebanan Untuk Jembatan

SNI 2833 – 2016 Perencanaan Jembatan Terhadap Beban Gempa

SNI 03-2850-1992 Tata Cara Pemasangan Utilitas di Jalan

SNI 8460 – 2017 Persyaratan Perancangan Geoteknik

RSNI T-03-2005 Standar perencanaan struktur baja untuk jembatan

RSNI T-12-2004 Standar perencanaan struktur beton untuk jembatan

BMS 92 Bridge Design Code vol 1 dan 2

BMS 92 Bridge Manual Design vol 1 dan 2

AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 2017

POKOK-POKOK PERENCANAAN Kekuatan dan stabilitas struktur

Keawetan dan kelayakan jangka panjang

Kemudahan pemeriksaan dan pemeliharaan

Kenyamanan bagi pengguna jembatan

Ekonomis

Kemudahan pelaksanaan

Estetika

Dampak lingkungan minimal

KRITERIA PERENCANAAN: Peraturan yang digunakan Material/bahan yang digunakan Metode dan asumsi dalam perhitungan Metode dan asumsi dalam penentuan

tipe bangunan atas, bangunan bawah dan pondasi

Pengumpulan data lapangan Program komputer yang digunakan Metode pengujian pondasi

UMUR RENCANA JEMBATAN Umur rencana jembatan dibuat untuk masa layan selama 75 tahun, kecuali:

Jembatan sementara atau jembatan yang dapat dibongkar/pasang dibuat dengan umur rencana 20 tahun

Jembatan khusus yang memiliki fungsi strategis yang ditentukan oleh instansi yang berwenang, dibuat dengan umur rencana 100 tahun

Terdapat peraturan dari instansi yang berwenang yang menetapkan umur rencana yang lain

FAMILY TREE JEMBATAN

SUPERSTRUCTURE

JEMBATAN

RANGKA

(Truss)

Kayu

Beton

Baja

PELENGKUNG

(Arch)

Kayu

Beton

Biasa

Beton Pratekan

Baja

Pasangan Batu

GELAGAR

(Girder Bridge)

PLAT

(Slab Bridge)

Kayu

Beton Bertulang

Biasa

Beton Biasa

Cast in Place

Pra-Fabrikasi

Pre-tensioned

Post-tensioned

KABEL

Composite :

Gelagar Baja + Lantai Beton

Gelagar Baja &

Lantai Kayu / Baja

Beton Pratekan Plat- Slab Units

Balok

Balok Box

Balok

Balok

Box

Beam Units

Plat- Slab Units

Balok

Balok

Box

Balok

Balok

Beam Units

PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN Bertujuan menjamin tingkat keamanan, kegunaan dan tingkat penghematan yang masih dapat

diterima dalam perencanaan struktur

Mencakup perencanaan jembatan jalan raya & pejalan kaki

Jembatan bentang panjang lebih dari 100 m dan penggunaan struktur yang tidak umum atau yang menggunakan material dan metode baru harus diperlakukan sebagai jembatan khusus

Bentang ekonomis jembatan ditentukan oleh penggunaan/pemilihan Tipe Main Structure & Jenis Material yang optimum.

Apabila tidak direncanakan secara khusus maka dapat digunakan bangunan atas jembatan standar Bina Marga sesuai bentang ekonomis dan kondisi lalu lintas air di bawahnya.

PENENTUAN LEBAR, KELAS DAN MUATAN JEMBATAN

Penentuan Lebar Jembatan

Berdasarkan Muatan/Pembebanan

LHR Lebar jembatan (m) Jumlah lajur

LHR < 2.000 3,5 – 4,5 1

2.000 < LHR < 3.000 4,5 – 6,0 2

3.000 < LHR < 8.000 6,0 – 7,0 2

8.000 < LHR < 20.000 7,0 – 14,0 4

LHR > 20.000 > 14,0 > 4

Berdasarkan Lebar lalu-lintas

- Kelas A = 1,0 + 7,0 + 1,0 meter

- Kelas B = 0,5 + 6,0 + 0,5 meter

- Kelas C = 0,5 + 3,5 + 0,5 meter

- BM 100% : untuk semua jalan Nasional & Provinsi

- BM 70% : dapat digunakan pada jalan Kabupaten dan daerah Transmigrasi

Lebar minimum untuk jembatan pada jalan nasional

(SE DBM 21 Maret 2008 )

PEMBEBANAN RENCANA BEBAN PERMANEN BEBAN TRANSIEN

MS beban mati komponen struktural dan non struktural jembatan

SH Beban akibat susut/rangkak SE Beban akibat penurunan

MA beban mati perkerasan dan utilitas TB Beban akibat rem ET Gaya akibat temperature gradient

TA gaya horizontal akibat tekanan tanah TR Gaya sentrifugal EU Gaya akibat temperature seragam

PL gaya-gaya yang terjadi pada struktur jembatan akibat pelaksanaan

TC Gaya akibat tumbukan kendaraan

EF Gaya apung

PR prategang TV Gaya akibat tumbukan kapal EWS Beban angin pada struktur

EQ Gaya gempa EWL Beban angin pada kendaraan

BF Gaya friksi EU Beban arus dan hanyutan

TD Beban lajur “D”

TT Beban lajur “T”

TP Beban pejalan kaki

KOMBINASI PEMBEBANAN

KOMBINASI PEMBEBANAN (CONT.) KEADAAN BATAS LAYAN:

Keadaan batas layan disyaratkan dalam perencanaan dengan melakukan pembatasan pada tegangan, deformasi, dan lebar retak pada kondisi pembebanan layan agar jembatan mempunyai kinerja yang baik selama umur rencana.

KEADAAN BATAS FATIK:

Keadaan batas fatik disyaratkan agar jembatan tidak mengalami kegagalan akibat fatik selama umur rencana. Untuk tujuan ini, perencana harus membatasi rentang tegangan akibat satu beban truk rencana pada jumlah siklus pembebanan yang dianggap dapat terjadi selama umur rencana jembatan.

KEADAAN BATAS KEKUATAN:

Keadaan batas kekuata disyaratkan dalam perencanaan untuk memastikan adanya kekuatan dan kestabilan jembatan yang memadai, baik yang sifatnya local maupun global, untuk memikul kombinasi pembebanan yang secara statistic mempunyai kemungkinan cukup besar untuk terjadi selama masa layan jembatan.

KEADAAN BATAS EKSTREM:

Keadaan batas ekstrem diperhitungkan untuk memastikan struktur jembatan dapat bertahan akibat gempa besar.

PETA GEMPA 2017

UNTUK JEMBATAN: PERIODE ULANG GEMPA YANG DIGUNAKAN ADALAH PERIODE ULANG 1000 TH. (SNI 2833 – 2016)

SEISMIC HAZARD Respon spektra percepatan dapat ditentukan baik dengan prosedur umum atau berdasarkan prosedur spesifik-situs. Prosedur spesifik-situs dilakukan jika terdapat kondisi sebagai berikut:

Jembatan berada dalam jarak 10 km dari patahan aktif.

Situs termasuk dalam kategori situs kelas F sesuai tabel di bawah ini.

TAHAPAN ANALISIS STRUKTUR A. Analisis Statik

Dilakukan untuk dua kondisi, yaitu kondisi batas layan dan kondisi batas ultimate (dengan faktor-faktor beban yang disesuaikan)

Model dibuat untuk keseluruhan struktur dengan berbagai kondisi pembebanan, termasuk beban angin yang dianggap pendekatan angin statik dan gempa statik ekivalen jembatan.

B. Analisis Dinamik

Dilakukan untuk jembatan khusus dengan :

Gempa dinamis, menggunakan simulasi pada computer (Non Linear Time History Analysis & Multi Modal Pushover Analysis).

Angin dinamis, menggunakan simulasi pada komputer dan analisa model pada wind tunnel test dilaboratorium uji (BS 6399-2: 1997, Loading for Buildings – Part 2: Code of practice for wind loads).

C. Analisis Pada Masa Konstruksi

Dilakukan sesuai dengan tahap-tahap pengerjaan struktur sehingga setiap elemen struktur terjamin kekuatan maupun kekakuannya selama masa konstruksi (Forward & Backward Analysis).

ALUR PEMBEBANAN (LOADS TRANSFER MECHANISM)

BANGUNAN ATAS

(pelat lantai, gelagar, cross beam, landasan)

BANGUNAN BAWAH

(kepala pilar, pilar, pile cap)

PONDASI

(telapak, sumuran, tiang pancang, bor pile)

PERENCANAAN JEMBATAN

TEORI DASAR PERHITUNGAN STRUKTUR Persyaratan yang harus dipenuhi dalam melakukan perhitungan struktur jembatan:

Kesetimbangan, besarnya aksi yang bekerja sama dengan reaksi yang terjadi.

Kompatibilitas, untuk setiap level regangan, regangan yang terjadi pada baja tulangan nilainya harus sama dengan regangan yang terjadi pada beton.

Hubungan tegangan dan regangan (beton dan baja).

TINJAUAN GAYA DALAM AKSIAL

LENTUR

GESER

KOMBINASI GESER + LENTUR (BALOK)

KOMBINASI AKSIAL + LENTUR (KOLOM)

TORSI

Pemodelan struktur jembatan

Metode Pendekatan (Aproksimasi)

Akurasi model tergantung pada asumsi awal yang digunakan

Selalu mulai dari model-model sederhana agar perilaku model dapat diuji keakuratannya

Software

Struktur

• RM Bridge

• Midas Civil

• CSI Bridge

• SAP 2000

• Lusas Bridge

• GT Strudl

Analisis Penampang

• Midas GSD

• Section Builder

• PCA Col

• Response 2000

Soil Structure Interaction

• Plaxis

• Midas GTS

• LPile

• All Pile

• FB Pier

• MS Excel

Tipe analisis STATIK

◦ LINEAR STATIK

◦ NON LINEAR STATIK

DINAMIK ◦ MODAL ANALYSIS

◦ NON LINEAR TIME HISTORY

◦ WIND LOAD

STRUKTUR KABEL

BEBAN TEMPERATUR

LARGE DEFORMATION ◦ P ANALYSIS

◦ BUCKLING

• SERVICE/CONSTRUCTION

CONDITION

– STRESS

– DEFORMATION

– CRACK WIDTH

• ULTIMATE CONDITION

– SECTION CAPACITY

– NEED OF REINFORCEMENT

– PERFORMANCE

Soal dan latihan 1. SEBUTKAN TIPE-TIPE JEMBATAN KHUSUS MENURUT PERMEN PUPR NO. 41 TAHUN 2015!

2. PADA BETON STRUKTUR MENGAPA PERLU DILAKUKAN PEMBATASAN TEGANGAN IZIN PADA KONDISI LAYAN SAJA?

3. STRUKTUR JEMBATAN PADA KONDISI LAYAN, MANA YANG LEBIH PERLU DICHECK, LENDUTAN ATAU TEGANGAN YANG TERJADI?

4. KONDISI APA YG HARUS DIPENUHI AGAR KITA DAPAT MELAKUKAN PERHITUNGAN BEBAN GEMPA MENGGUNAKAN BEBAN STATIK?

5. BERDASARKAN BMS 92, BERAPA BESARNYA RENTANG RASIO TULANGAN YANG DIIZINKAN UNTUK STRUKTUR PILAR/KOLOM JEMBATAN?