1

MODIFIKASI PERENCANAAN JEMBATAN BANTAR III BANTUL-KULON PROGO

(PROV. D.I YOGYAKARTA) DENGAN BUSUR RANGKA BAJA

MENGGUNAKAN BATANG TARIK

BAB IPENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANGTransportasi merupakan salah satu kebutuhan yang

penting dalam menggerakkan roda perekonomian masyarakat. Selain untuk memperpendek waktu tempuh dan memindahkan suatu objek, transportasi juga berfungsi untuk melancarkan hubungan antara satu lokasi dengan lokasi yang lain.

Salah satu jalur transportasi darat terpadat di Indonesia adalah jalur Pantura (Pantai Utara), jalur ini rawan akan kemacetan. Maka untuk mengatasi hal tersebut, pemerintah dalam hal ini Departemen PU Direktorat Jenderal Bina Marga berupaya mengurangi kemacetan di jalur Pantura dengan mengembangkan jalur lintas Selatan. Salah satu upaya yaitu membangun jembatan Bantar III yang membentang di Kali Progo yang terletak di perbatasan Kabupaten Bantul dan Kulon Progo Daerah Istimewa Yogyakarta. Rencana jembatan baru Bantar III ini untuk memperlancar arus dari Wates ke Yogyakartasedangkan jembatan lama untuk arus Yogyakarta ke Wates, karena jalan Yogyakarta-Wates sudah 4 lajur 2 arah.

Pelaksanaan di lapangan digunakan jembatan balok pratekan bentuk I, dan akan di modifikasi menjadi jembatan busur rangka baja dengan batang tarik bentang 200 m. Dipilihnya konstruksi rangka busur untuk jembatan ini karena merupakan bentang efektif dari konstruksi jembatan bentang panjang, sehingga tidak diperlukan pilar jembatan. Sedangkan untuk model busurnya sendiri adalah untuk mengurangi momen lentur pada jembatan sehingga penggunaan bahan menjadi lebih efisien dibandingkan gelagar parallel (D Johnson Victor, 1980), selain itu bentuk busur akan menambah nilai artistik pada jembatan tersebut. Selain itu, juga akan digunakan batang tarik, yaitu reaksi horizontal busur dipikul oleh lantai kendaraan. Dalam hal ini gelagar utama pemikul lantai kendaraan direncanakan memikul momen lentur dan gaya aksial tarik.

Pada proses perencanaan jembatan rangka ini nantinya akan mengacu pada peraturan RSNI T–02-2005untuk menentukan segala pembebanan yang bekerja pada struktur jembatan tersebut dan berdasarkan AISC-LRFD untuk analisa perhitungan upper strukturnya yang seluruhnya menggunakan bahan dari baja.

1.2 Perumusan MasalahDari uraian latar belakang tersebut maka untuk

perencanaan Jembatan Bantar III, permasalahan yang akan ditinjau adalah sebagai berikut :1. Bagaimana mendesain lay out awal struktur?2. Bagaimana merencanakan tinggi penampang jembatan?3. Bagaimana menentukan jenis pembebanan yang akan

digunakan untuk struktur jembatan tersebut?

4. Bagaimana merencanakan profil yang akan digunakan untuk struktur jembatan tersebut?

5. Bagaimana menganalisa perhitungan kekuatan profil terhadap gaya-gaya dalam

6. Bagaimana mengontrol desain profil terhadap kekuatan dan kestabilan struktur?

7. Bagaimana merencanakan perletakan, kepala jembatan dan pondasi yang sesuai untuk struktur tersebut?

8. Bagaimana menuangkan hasil bentuk desain dan analisa kedalam bentuk gambar teknik?

1.3 Maksud dan TujuanAdapun yang menjadi maksud dan tujuan

dalam penulisan proposal tugas akhir ini adalah sebagai berikut :1. Dapat mendesain lay out awal tersebut.2. Dapat merencanakan tinggi penampang jembatan.3. Dapat menentukan jenis pembebanan yang akan

digunakan untuk struktur jembatan tersebut.4. Dapat merencanakan profil yang akan digunakan

untuk struktur jembatan tersebut.5. Dapat menganalisa perhitungan kekuatan profil

terhadap gaya-gaya dalam.6. Dapat mengontrol desain profil terhadap kekuatan

dan kestabilan struktur.7. Dapat merencanakan perletakan, kepala jembatan

dan pondasi yang sesuai untuk struktur tersebut.8. Dapat menuangkan hasil bentuk desain dan analisa

kedalam bentuk gambar teknik.

1.4 BATASAN MASALAHUntuk menghindari penyimpangan pembahasan

dari masalah yang telah diuraikan di atas, maka diperlukan pembatasan masalah yang meliputi :1. Perencanaan disini hanya ditinjau dari aspek teknis

saja dan tidak dilakukan analisa dari segi biaya maupun waktu.

2. Perhitungan sambungan dibatasi pada bagian-bagian tertentu yang dianggap mewakili secara keseluruhan.

3. Tidak memperhitungkan kondisi beban pada waktu metode pelaksanaan.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 UMUMKonstruksi busur didefinisikan sebagai bukaan

bentang anggota struktur dan bekerja sebagai penopang bagi beban di atas bukaan tersebut. Dan konstruksi tersebut dapat memberikan reaksi horizontal akibat beban vertikal yang bekerja. (Struyk, Van Der Veen, 1953)

2.2 BAGIAN JEMBATAN RANGKA BUSUR2.2.1 Deck Girder

Deck girder atau lantai jembatan termasuk ke dalam struktur bangunan atas (Super-Structure). Bagian

2

ini berfungsi untuk memikul beban lalu – lintas dan melindungi terhadap keausan.

Berdasarkan lantai kendaraannya, ada beberapa bentuk jenis yang umum dipakai yaitu :· Deck Arch

Salah satu jenis jembatan busur dimana letak lantainya menopang beban lalu – lintas secara langsung dan berada di bagian paling atas busur.

Gambar 2.1 Tipe ” Deck Arch ”· Through Arch

Merupakan jenis lainnya, dimana letak lantai jembatan terdapat tepat di springline busurnya.

Gambar 2.2 Tipe “ Through Arch ”· A Half – Through Arch

Dimana lantai jembatan terletak di antara springline dan bagian paling atas busur atau di tengah – tengah.

Gambar 2.3 Tipe ” A Half – Through Arch “2.2.2 Pier / Collumn

Fungsi dari pier itu sendiri yaitu untuk menyangga deck langsung ke tebing atau tepi sungai dan menyalurkan semua beban yang diterima oleh deck baik beban lalu –lintas untuk diteruskan ke bagian pondasi.2.2.3 Batang Lengkung

Bagian dari struktur yang paling penting. Karena seluruh beban di sepanjang beban jembatan dipikul olehnya. Dan bagian struktur ini mengubah gaya – gaya yang bekerja dari beban vertikal dirubah menjadi gaya horizontal / tekan sehingga menjadi keuntungan sendiri bagi jembatan tersebut.

2.3 PEMBEBANANPembebanan pada perencanaan jembatan ini

mengacu pada peraturan teknik perencanaan jembatan BMS 1992. Beban – beban meliputi :2.3.1 Beban Tetap· Berat Sendiri

Berat sendiri adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap.

· Beban Mati TambahanBeban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada jembatan yang

merupakan elemen non struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan.

· Tekanan TanahKoefisen tekanan tanah nominal harus dihitung dari sifat – sifat tanah yang ditentukan berdasarkan pada kepadatan, kadar kelembaban, kohesi sudut geser dalam dan sebagainya.

2.3.2 Beban Lalu – Lintas Beban lalu – lintas untuk perencanaan jembatan

terdiri dari beban lajur ”D” dan beban truck ”T”.· Beban Lajur ”D”

Beban lajur ”D” adalah beban yang bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekivalen dengan suatu iring – iringan kendaraan yang sebenarnya.Beban lajur ” D ” terdiri dari beban tersebar merata (UDL) yang digabung dengan beban garis (KEL).

I n t e s i t y q k P aI n t e n s i t a s q k P a

I n t e n s i t y p k N / mI n t e n s i t a s p k N / m

K n i f e e d g e l o a dB e b a n g a r i s

D i r e c t i o n o f t r a f f i cA r a h l a l u l i n t a s

U D LB e b a n t e r s e b a r m e r a t a

9 0 °

Gambar 2.4 Beban Lajur ”D”· Beban Truck ” T ”

Pembebanan truck ” T ” terdiri dari kendaraan truck semi trailer yang mempunyai susunan dan berat as seperti gambar 2.5

5 8

1 . 7 5 m

2 . 7 5 m

0 . 5 00 . 5 0

5 0 k N 2 0 0 k N 2 0 0 k N

2 0 0 m m

2 5 k N 5 0 0 m m

2 0 0 m m

1 0 0 k N

2 . 7 5 m

5 0 0 m m

2 0 0 m m

1 0 0 k N

2 0 0 m m

2 5 k N

2 0 0 m m

5 0 0 m m 1 0 0 k N

2 0 0 m m

5 0 0 m m 1 0 0 k N

mm

1 2 5 m m

1 2 5 m m

Gambar 2.5 Beban Truck· Beban Untuk Pejalan Kaki

Semua elemen dari trotoar atau jembatan penyeberangan yang langsung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk beban nominal 5 kPa.

2.3.3 Beban Lingkungan· Beban Angin

Gaya nominal ultimate dan daya layan jembatan akibat angin tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut :Tew = 0.0006 Cw (Vw)2 Ab → kNdimana :Vw = Kecepatan angin rencana untuk keadaan

batas yang ditinjau (m/det).Cw = Koefisien seret Ab = Luas koefisien bagian samping jembatan

(m2)Apabila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata tambahan arahhorizontal harus diterapkan pada permukaan lantai seperti rumus berikut ini :Tew = 0.0012 Cw (Vw)2 → kN/m

3

(a) Plat lewatan (b) Sambungan tegak

(c) Plat alas kolom

(a) Persegi (b) V tunggal

(c) V tunggal (d) Lereng tunggal

Tabel 2.1 Koefisien Seret

Bridge Type Tipe Jembatan CwSolid superstructure

Bangunan atas masif ;(1), (2)

b/d = 1.0b/d = 2.0b/d = 6.0

2.1 (3)1.5 (3)1.25 (3)

Truss superstructure Bangunan atas rangka

1.2

Tabel 2.2 Kecepatan Angin Rencana Vw

Limit StateKeadaan

Batas

Location Lokasi

Within 5 km of the coastSampai 5 km dari pantai

> 5 km from the coast> 5 km daripantai

Serviceability Daya layan

30 m/s 25 m/s

Ultimate 35 m/s 30 m/s· Beban Gempa

Untuk beban rencana gempa minimum diperoleh dari rumus berikut :T’EQ = Kh . I . WT

Dimana :Kh = C . SKeterangan :T’EQ = Gaya geser dasar total dalam arah yang ditinjau

(kN)Kh = Koefisien beban gempa horizontalC = Koefisien geser dasar untuk daerah, waktu

dan kondisi setempat yang sesuai.I = Faktor kepentingan.S = Faktor tipe bangunan.WT = Berat total nominal bangunan yang

mempengaruhi percepatan gempa diambil sebagai beban mati ditambah beban mati tambahan (kN)

Untuk bangunan yang mempunyai satu derajat kebebasan yang sederhana, memakai rumus sebagai berikut :

p

TP

K.g

W2πT =

Dimana :T = Waktu getar dalam detikg = Percepatan gravitasi (m/dt2)WTP = Berat total nominal bangunan atas termasuk

beban mati tambahan ditambah setengah berat berat pilar (kN)

Kp = Kekakuan gabungan sebagai gaya horizontal yang diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan pada bagian atas pilar (kN/m)

2.4 SAMBUNGAN2.4.1 Pengelasan

Jenis-jenis las :· Las Tumpul

Las tumpul terutama dipakai untuk menyambung batang struktur yang bertemu dalam satu bidang.

Gambar 2.6 Las Tumpul

· Las SudutLas ini umumnya memerlukan lebih sedikit presisi dalam pemasangan karena potongannya saling bertumpangan (overlap).

Gambar 2.7 Pemakaian Las Sudut

· Las Baji dan PasakManfaat utama las baji dan pasak ialah menyalurkan gaya geser pada sambungan lewatan bila ukuran sambungan membatasi panjang yang tersedia untuk las sudut atau las sisi yang lain. Las baji dan pasak juga berguna untuk mencegah terjadinya tekuk pada bagian yang saling bertumpang.

Gambar 2.8 Kombinasi Las Baji dan Pasak dengan Las Sudut

2.4.2 BautAda dua jenis baut yang biasa dipakai pada

konstruksi baja. Yang pertama adalah baut biasa yang dipakai pada struktur ringan yang menahan beban statis atau untuk menyambung batang-batang sekunder. Jenis yang kedua adalah baut tegangan tinggi, pada waktu pemasangan dikencangkan sedemikian rupa sehingga menahan suatu tekanan yang besar dan bisa menjepit dengan keras bagian-bagian struktur yang disambung.

4

BAB IIIMETODOLOGI

3.1 BAGAN ALIR METODOLOGI

Gambar 3.2 Bagan Alir Metodologi

3.2 PENGUMPULAN DATA· Data Sungai

Nama sungai : Kali ProgoLebar sungai : 200 meterElevasi dasar sungai : - 18,24 meterElevasi m.a.n : - 12,19 meter

· Data Umum Jembatan (Existing)Nama jembatan : Jembatan Bantar IIILokasi : Bantar Sentolo,

Kabupaten Kulon Progo (perbatasan Bantul –Kulon Progo)Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta

Tipe jembatan : Jembatan Pra TekanPanjang jembatan : 220 meter (2 x 30

meter pada bentang tepi4x40 meter pada bentang tengah)

Lebar jembatan : 10 meter

Gambar 3.2 Peta Lokasi Jembatan Bantar

Data Modifikasi JembatanRencana Modifikasi JembatanTipe jembatan : Jembatan busur rangka bajaPanjang jembatan : 200 meterLebar jembatan : 10 meterTinggi fokus : 38 meter Tinggi tampang : 7 meter Tinggi bebas : 6 meterStruktur utama : Baja BJ-50

dengan mutu baja :Kuat leleh : 290 MPaKuat putus : 500 MPa

Lebar lantai kendaraan : 7 meterLebar trotoar : 3 meter

BAB IVPERENCANAAN LANTAI KENDARAAN

DAN TROTOAR

4.1 PERENCANAAN LANTAI KENDARAANPelat lantai kendaraan direncanakan dengan

menggunakan cor setempat. Pelat cor setempat direncanakan dengan tebal 200mm.

Pengumpulan data dan literature :1. Data umum jembatan, data eksisting, data

tanah.2. Buku-buku yang berkaitan.3. Peraturan-peraturan yang berkaitan.

Mendesain lay out awal jembatan

Start

Merencanakan dimensi profil jembatan :1. Penentuan tinggi penampang.2. Penentuan lebar penampang.

Menentukan jenis pembebanan jembatan :1. Beban mati struktur utama.2. Beban hidup struktur utama.3. Beban angin struktur utama.4. Beban gempa struktur utama

Not OK

Analisa struktur utama jembatan :1. Analisa tegangan terhadap berat sendiri, beban

mati tambahan, dan beban hidup.2. Perhitungan gaya-gaya yang bekerja.3. Permodelan struktur dengan program SAP 2000.

Kontrol terhadap kekuatan dan kestabilan struktur :1. Kontrol tekuk.2. Kontrol geser.3. Kontrol lendutan.

Perencanaan dan analisa struktur bawah, meliputi :1. Perencanaan perletakan.2. Perencanaan kepala jembatan dan

penulangannya.3. Perencanaan pondasi dan penulangannya.

Menuangkan bentuk dan analisa struktur dalam gambar teknik.

Finish

OK

Gambar 2.6 Jenis Las Tumpul

5

4.1.1 Penulangan Lantai Kendaraan a. Arah melintang (Lx)

Pembebanan yang dipakai diperoleh dari :Beban mati :Pelat = 0,2x2400x1,3x1 = 624 kg/mAspal = 0,05x2200x1,3x1 = 143 kg/mAir hujan = 0,05x1000x1 = 50 kg/m

Beban mati total = 817 kg/mBeban hidup (truck) = (1+0,3)x10.000x2

= 26.000 kgMomen akibat beban mati :

MD = 21bx(u)Qdx

10

1

= 129,623 kgm

Momen akibat beban hidup :

ML = Tux10

0,6Sx0,8

+..... BMS 2.5.5

= 4446 kgm MU

MD + ML = 4575,623 kgm Data – data perencanaan :Beton fc’ = 35 MPaBaja fy = 360 MPa Decking beton = 40 mmØ tulangan rencana = 16 mm

β = ÷øö

çèæ -

-1000

30fc'80,85

= 0,81d = h – (½ x Ø tulangan) - decking

= 200 - (½ x 16) - 40 = 152 mm

bρ =

fy600

600x

fy

fc' 0,85x1β

+= 0,042

maxρ =

bρ0,75 = 0,032

minρ = fy

1,4= 0,004

m = fc'0,85

fy= 12,101

Rn = 2dxbxφ

Mu= 2,780 N/mm2

ρs = ïþ

ïýü

ïî

ïíì

÷÷ø

öççè

æ--

fy

Rnm211

m

1= 0,0073

ρ’ = d)d'(dbfyφ

Mu

-

= 152x48)(152x 1.000x360x0,8

51.382.060

-= 0,0104

ρ = ρd + ρ’ = 0,0073 + 0,0104= 0,0177

As = 152x1.000x0,019dxbxρ == 2.888 mm2

As = dxbxρ = 0,0177 x 1.000 x 150,5

= 2663,85 mm2Dipakai tulangan D19 – 100 (As = 2833,85 mm2)

As’ = ρ’ x b x d = 0,0104 x 1.000 x 150,5= 1565,2 mm2Dipakai tulangan D19 – 125 (As = 2267,08 mm2)

b. Arah memanjang Dipasang tulangan susut dan suhu dengan ketentuan sebagai berikut : (SNI03–2847–2002 Psl. 9.12)· As min = 0,002Abruto pelat ..... (tulangan deform

; fy = 300 MPa)· As min = 0,0018Abruto pelat .... (tulangan

deform ; fy = 400 MPa)Dipakai tulangan D12 – 175 (As = 645,9mm2)

BAB VPERENCANAAN GELAGAR JEMBATAN

5.1 Perencanaan Gelagar Memanjang Untuk perencanan gelagar memanjang dipilih profil WF dengan dimensi : 400 x 300 x 10 x 16Data – data profil :g = 107 kg/m ; Ix = 38.700 cm4 ; A = 136 cm2

Iy = 7.210 cm4 ; ix = 16,9 cm ; Zx= 2.116 cm3

iy = 7,28 cm ; Zy= 729 cm3 ; d = 390 mmt f = 16 mm ; b =300 mm ; t w = 10 mm5.1.1 Pembebanana. Beban Mati

· Berat pelat beton= d3 x b1 x gbeton x KUMS = 0,2 x 1,3 x 2400 x 1,3 = 811,2 kg/m

· Berat aspal= d3 x b1 x gbeton x KUMS = 0,05 x 1,3 x 2.200 x 1,3 = 185,9 kg/m

· Berat bekisting= g x b1 x KUMS= 50 x 1,3 x 1,4 = 91 kg/m

· Berat sendiri balok= g x KUMS= 103 x 1,1 = 113,3 kg/mQd (u) = 1.201,4 kg/m

· Qd (u) = 1.201,4 kg/m

· MD= 2lx(u)Qdx8

1

= 2556,5xx8

1 1.201,4 = 4.635,77 kgm

b. Beban HidupBeban terbagi rata (UDL)

Menurut ketentuan (RSNIT-02-2005 ps 6.3.1)pada pasal 2.3.3.1 untuk :

kPaL

150,59,0q;m30L

kPa9,0q;m30L

úûù

êëé +=>

=£

6

Pembeban UDL :L = 200 m ;

q = kPa15

0,59,0200 úû

ùêëé + = 5,175 kpa

= 517,5 kg/m2

Beban yang bekerja :QL = 517,5 x 1,3 x 2 = 1345,5 kg/m = 13,45kN/m

Beban garis (KEL)Beban garis (KEL) sebesar p kN/m, ditempatkan tegak lurus dari arah lalu – lintas pada jembatan

P1 = (1 + DLA) x P x b1 x TDUK

= (1 + 0,3) x 49 x 1,3 x 2 = 165,62 kN = 16.562 kg

l

l

1 / 4 P g p . M c

q L 1

( m )

C

A B

1LM = ÷øö

çèæ

÷øö

çèæ + λxPx

4

1λxQx

8

11L

2

= ÷øö

çèæ

÷øö

çèæ + 556,5x565.16x

4

1556,5x5,3451x

8

1 2

= 28200,58 kgmc. Momen akibat beban truck ”T”

T ( 1 + 0 , 3 )

g p . M c1 / 4 l

Gambar 5.2 Pembebanan Akibat Beban Truck

2LM = UTT

Kxλx4

1x)0,31(T +

= 2x,5565x4

1x)0,31(x112,5 +

= 406,28 kNm = 40.628 kgmKarena ML1 < ML2 , maka dipakai momen akibat beban truck yaitu ML = 40.628 kgm

5.1.2 Kontrol penampang :a. Badan :

h = d – 2 ( t f + r )= 506 - 2 ( 16 + 20 ) = 428 mm

tw

h≤

fy

1.680

11

428≤

290

1.680

38,9 ≤ 98,653 → OK !!b. Sayap :

a. Sayap :

f

f

t2

b≤

fy

170

19x2

201≤

290

170

5,42 ≤ 9,983 → OK !!Penampak kompak : Mnx = Mpx

5.1.3 Kontrol tekuk lateral :Dipasang shear connector praktis sejarak 120 cm sebagai pengaku arah lateral.

· LP = 1,76 x fy

Eyi =

290

210.000x43,4x1,76

= 209,81 cm· LB = 140 cm Þ LP > LB (Bentang Pendek)· Mnx = Mpx

Mp = Zx x fy = 2.230 x 2.900 = 6.467.000 kgcm

· ΦMn ≥ Mu0,9 x 6.467.000 ≥ 4.074.977

5.820.300 ≥ 4.074.977 Þ OK !!5.1.4 Kontrol lendutanPersyaratan untuk lendutan per bentang memanjang → (L = 5,556 m)a. Lendutan ijin :

ijinΔ = λ800

1= m556,5x

800

1= 0,7 cm

b. Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL ) :

· )kel(udlΔo+ =

x

L

IE

λQ

384

54

+ x

1

IE

LP

48

13

= 500.56x10x2,1

)6,555(x45,13

384

56

4

+

500.56x10x2,1

55,6)5(x562.61

48

16

3

= 0,14 + 0,50 = 0,64 cm c. Lendutan akibat beban truck :

· )T(oΔ =

xIE

λP

48

13

= 500.56x10x2,1

)6,555(x

48

16

3 13.000= 0,39 cm

Dipakai beban dari lendutan yang lebih besar yaitu akibat beban hidup = 0,64 cm

· )kel(udlΔo+ ≤ ijinΔ

0,64 ≤ 0,7 Þ OK !!5.1.5 Kontrol geser

Gaya geser maksimum terjadi apabila beban hidup berada dekat dengan perletakan.a. Untuk beban hidup ( UDL + KEL ) menentukan :

Va max = ( ) ÷øö

çèæ+ λx

2

1xQ1xP L11

= 20.650,2 kg

Gambar 5.1 Pembebanan Akibat Beban KEL

7

Untuk beban T menentukan :Va max = ( ) 2x1x0,31xT + = 26.000 kgJadi Va yang digunakan adalah Va akibat beban hidup sebesar 26.000 kg.

wt

h≤

fy

1.100..... (LRFD Psl. 8.8.2-a)

31,4 ≤ 65,738 Þ OK!! Vu ≤ Vnφ ..... (LRFD Psl. 8.8.3-a) Vu ≤ 0,6 x fy x Aw → Aw = d x tb26.000 kg ≤ 81.919,2 kg Þ OK!!

5.2 Perencanaan Gelagar MelintangUntuk perencanan awal gelagar melintang dipilih profil WF dengan dimensi : 900 x 300 x 18 x 34Data – data profil :g = 286 kg/m ; Ix = 498.000 cm4 ; A = 364 cm2

Iy = 15.700 cm4 ; ix = 37 cm ; Zx=12.221cm3

iy = 6,56 cm ; Zy= 1.619 cm3 ; d = 912 mmSx = 10.900 cm3 ; b = 302 mm ; Sy= 1.040 cm3

t f = 34 mm ; t w= 18 mm5.2.1 PembebananDari perhitungan didapat :Sebelum komposit :

b 1b e r a t b . m e m a n j a n g

BA B

q 1

Beban mati = )U(D1Q = 4.654,691kg/m

Q1M = 2)U(D1 BxQx

8

1= 58.183,637 kgm

Sesudah komposit :

a s p a lk e r b

0 , 2 m

1 m

B

A B1 m

Beban mati = )U(D2Q = 4.261,452 kg/m

MQ2 = (Ra x 5) – (34,669 x 1,4 x 4,2) – (7,945 x 3,5 x 1,75) = 129,204 kNm = 12.920,4 kgm

a. Beban Hidup· Beban terbagi rata (UDL)

Untuk L = 200 m > L = 30 m Maka digunakan :

q = kPa15

0,59,0200 úû

ùêëé + = 5,175 kpa

= 517,5 kg/m2

qUDL = q x λ x KuTD = 517,5 x 5,556 x 2 = 5.750,46

kg/m

· Beban garis (KEL)Beban P = 49 kN/m = 4.900 kg/m dengan faktor DLA = 0,3Maka beban KEL yang bekerja adalah :

PKEL = ( 1 + DLA ) x P x KuTD

= ( 1 + 0,3 ) x 4.900 x 2 = 12.740 kg/m

b. Beban truck “T’1 7 5 c m

T = 1 0 0 x 1 , 3

B

1 7 5 c m

1 0 0

TTT

Mmax L2 a = Va x 5 – T ( 2,25 + 0,5 )= 58.500 x 5 – 29.250 x ( 2,25 + 0,5 ) = 212.062,5 kgm

1 7 5 c m

B

TT

Mmax L2 b = Va x 5 – T (0,875)= 29.250 x 5 – 29.250 x (0,875) = 120.656,25 kgm

Dipilih kondisi Mmax terbesar = 242.686,975 kgm

BAB VIKONSTRUKSI PEMIKUL UTAMA

0 1 ' 2 ' 3 ' 4 ' 5 ' 6 ' 7 ' 8 '9 '

1 0 '1 1 '

1 2 '1 3 '

1 4 '1 5 '

1 6 '1 7 '

1 8 '

123456789

1 01 1

1 21 3

1 41 5

1 61 7

1 8

Persamaan parabola :

Yn = ( )2L

XL.X.f.4 -..... (A. Hool & W.S

Kinne)L = 200 m ; f = 38 m ; Yn’ = f - Yn

Tabel 6.1 Panjang Batang PenggantungX (m) Y (m) Panjang Penggantung (m)

18 0.00 0.000 0.00017 5.56 4.105 4.10516 11.11 7.975 7.97515 16.67 11.611 11.61114 22.22 15.012 15.01213 27.78 18.179 18.17912 33.33 21.111 21.11111 38.89 23.809 23.80910 44.44 26.272 26.2729 50.00 28.500 28.5008 55.56 30.494 30.4947 61.11 32.253 32.2536 66.67 33.778 33.7785 72.22 35.068 35.0684 77.78 36.123 36.1233 83.33 36.944 36.9442 88.89 37.531 37.5311 94.44 37.883 37.8830 100.00 38.000 38.000

6.1 Batang PenggantungDari hasil perhitungan :Batang penggantung :

8

Menggunakan WF 500.200.10.166.2 Konstruksi Busur6.2.1 Bentuk Geometrik BusurPersamaan parabola :

Yn = X)(LL

X.f.42

-

L = 200 m ; f = 38 m ; Yn’ = f - Yn

Δ Sn = 22 ΔX)'1Y'(Ynn +-

-

Titik Segmen Y (m) X (m) Δ Sn (m)18 0,000 0,000

17 - 18 6,90817 4,105 5,556

16 - 17 6,77116 7,975 11,111

15 - 16 6,64015 11,611 16,667

14 - 15 6,51414 15,012 22,222

13 - 14 6,39513 18,179 27,778

12 - 13 6,28212 21,111 33,333

11 - 12 6,17611 23,809 38,889

10 - 11 6,07710 26,272 44,444

9 - 10 5,9869 28,500 50,000

8 - 9 5,9038 30,494 55,556

7 - 8 5,8277 32,253 61,111

6 - 7 5,7616 33,778 66,667

5 - 6 5,7035 35,068 72,222

4 - 5 5,6554 36,123 77,778

3 - 4 5,6163 36,944 83,333

2 - 3 5,5862 37,531 88,889

1 - 2 5,5671 37,883 94,444

0 - 1 5,5570 38,000 100,000

Penampang BusurBusur AtasMenggunakan profil WF 478.427.40.60 dengan data :g = 518 kg/m ; Ix = 242.000 cm4A =659,8 cm2 ; Iy = 78.000 cm4ix = 19,1 cm ; Zx = 10.100 cm3iy = 10,9 cm ; Zy = 3.660 cm3d = 478 mm ; t w = 40 mmb f = 427 mm ; t f = 60 mmr = 22 mm

- Busur BawahMenggunakan profil WF 508.462.75.75 dengan data :g = 758 kg/m ; Ix = 358.000 cm4A = 965,7 cm2 ; Iy = 125.000 cm4ix = 19,3 cm ; Zx = 14.100 cm3iy = 11,4 cm ; Zy = 5.390 cm3d = 508 mm ; tw = 75 mmb f = 462 mm ; tf = 75 mm- Busur VertikalMenggunakan profil WF 500.400.16.32 dengan data :g = 257,69kg/m ; Ix = 151.444 cm4A = 328,26cm2 ; Iy = 34.148 cm4ix = 21,5 cm ; Zx = 6.057 cm3iy = 10,2 cm ; Zy = 1.707 cm3d = 500 mm ; tw = 16 mmb f = 400 mm ; tf = 32 mm- Busur DiagonalMenggunakan profil WF 500.400.16.32 dengan data :g = 257,69kg/m ; Ix = 151.444 cm4

A = 328,26cm2 ; Iy = 34.148 cm4

ix = 21,5 cm ; Zx = 6.057 cm3

iy = 10,2 cm ; Zy = 1.707 cm3

d = 500 mm ; t w = 16 mmb f = 400 mm ; t f = 32 mm6.2.2 Stabilitas Penampang BusurBusur Atas Menggunakan profil WF 568.457.70.105a. Dimensi flens :

· Untuk menghindari local buckling.

·ft2

b=

60x2

427= 3,558

· λR = fy

250=

290

250= 14,68

a. Dimensi Web :· Untuk menghindari terjadinya flexural buckling

pada badan.· h = d – 2 (tf + r)· = 478 – 2 (60 + 22) = 314·

·bt

h=

40

314= 7,85

· λR = fy

665=

290

665= 39,05

BAB VIIPERHITUNGAN IKATAN ANGIN dan

PORTAL AKHIR

Dari hasil perhitungan didapat :Ikatan Angin Atas WF 350x250x8x12(horizontal)WF 350x250x8x12 (diagonal)Ikatan angin bawah WF 350X250X9X14(diagonal)Portal AkhirBalok end frame WF 400x300x9x14

ft2

b< Rλ → OK

bt

h< Rλ → OK

9

Kolom end frame WF 478x427x45x60

BAB VIIIPERHITUNGAN SAMBUNGAN

8.1 Sambungan Gelagar Melintang – Gelagar Memanjang

Alat sambung yang digunakan adalah baut mutu tinggi (HTB) yang perencanaannya berdasarkan AISC –LRFD.· Kekuatan geser baut (LRFD 13.2.2.1 )

Vd = φf x Vn

Dimana → Vn = r1 x buf x Ab

· Kekuatan tumpu (LRFD 13.2.2.4 )Rd = φf x RnDimana → Rn = 2,4 x db x tp x fu

Data – data perencanaan :Pelat penyambung → tp = 11 mmBaut → db = 20 mm

· Sambungan pada gelagar memanjangKekuatan ijin 1 baut :- Kekuatan geser baut

Vd = φf x Vn = 10.367,26 kg- Kekuatan tumpu baut

Rd = φf x Rn = 19.800 kgJumlah baut yang diperlukan.

§ n = Vd

Pu=

10.367,26

15.354,9

= 3 baut · Sambungan pada gelagar melintang

- Kekuatan geser bautVd = φf x Vn = 5.183,63 kg

- Kekuatan tumpu bautRd = φf x Rn = 19.800 kg

Jumlah baut yang diperlukan.

§ n = Vd

Pu=

5.183,63

21.697,79

= 6 baut (2 sisi)B A L O K M E L I N T A N GW F 9 0 0 X 3 0 0 X 1 8 X 3 4

L 9 0 X 9 0 X 1 0

B A L O K M E M A N J A N GW F 5 0 0 x 2 0 0 x 1 1 x 1 9

1 8 . 0 06 . 0 03 . 0 0

6 , 0 0

3 . 0 0

B a u t D 2 0 m m

8.2 Sambungan Gelagar Melintang – Batang PenggantungAlat sambung yang digunakan adalah :Baut → db = 27 mm ; Pelat → tp = 11 mm ; Jumlah baut yang dibutuhkan

n = Vd

Pu=

18.894,32

97.459,319

= 6 baut

8.3 Sambungan Batang Penggantung – Batang Tarik

B a ta n g T a r ik

B a ta n g P e n g g a n tu n g

P la t t= 2 c m

b a u t d = 2 7 m m

Alat sambung yang digunakan adalah :Baut → db = 27 mm ; BJ 55Pelat simpul → tp = 20 mm ; BJ 50Ø Kekuatan geser baut

Vd = φf x Vn

= 0,75 x 0,4 x5.500 x ( )22,7xπx25,0= 9.447,16 kg

Kekuatan tumpu bautRd = φf x Rn

= 0,75 x 2,4 x 1,6x 2,7 x 5.000= 38.880 kg

Jadi yang menentukan adalah kekuatan geser : Vd = 9.447,16 kgØ Jumlah baut yang dibutuhkan

n = Vd

Pu=

9.447,16

97.459,319

= 10,31 ≈ 12 baut Jadi tiap flens di pasang 3 buah baut.

8.4 Sambungan BatangTarik – Batang TarikAlat sambung yang digunakan adalah : baut HTB

A 490Baut → db = 27 mm ;fu

b = 150 Ksi=10.575 kg/cm2

Pelat → tp = 20 mm ; BJ 50Jumlah baut yang dibutuhkan

n = Vd

Pu=

36.328,63

302.009.390,

= 55,31 baut ≈ 56 bautJadi baut untuk tiap flens digunakan sebanyak 14 buah baut.

8.5 Sambungan Batang Penggantung – Rangka Busur Alat sambung yang digunakan adalah : baut HTB

A 490Baut → db = 27 mm ;fu

b = 150 Ksi=10.575 kg/cm2

Pelat → tp = 20 mm ; BJ 50Jumlah baut yang dibutuhkan

n = Vd

Pu=

9.447,16

97.459,319

= 10,31 ≈ 12 baut Jadi tiap flens di pasang 3 buah baut.

10

8.6 Sambungan Konstruksi Busur8.6.1 Sambungan Batang AtasDari hasil perhitungan diperoleh :a. Segmen 18 – 14

Gaya yang diterima penampang busur :T = 647.613,82 kgProfil WF 478 x 427 x 40 x 60

Alat sambung yang digunakan adalah : baut HTB A 490Baut → db = 27 mm ; fu

b = 150 Ksi= 10.575 kg/cm2

Pelat → tp = 20 mm ; BJ 50Jumlah baut yang dibutuhkan

n = Vd

Pu=

36.328,63

647.613,82

= 17,8 baut ≈ 24 baut

B a u t Ø 2 7 m m

B u s u r V e r t i k a l

B u s u r D i a g o n a l

B u s u r A t a s

B u s u r A t a s

P l a t t = 2 c m

a. Segmen 14 – 9Jumlah baut yang dibutuhkan

n = Vd

Pu=

36.328,63

989.337,01

= 27,23 baut ≈ 32 baut

b. Segmen 9 – 4Jumlah baut yang dibutuhkan

n = Vd

Pu=

36.328,63

011.142.056,

= 31,45 baut ≈ 32 baut

c. Segmen 4 – 0Jumlah baut yang dibutuhkan

n = Vd

Pu=

36.328,63

471.173.125,

= 32,29 baut ≈ 40 baut

8.7 Perencanaan Perletakan- Perletakan SendiDari hasil perhitungan didapatkan :S1 = tinggi pelat penumpu atas sendi = 24 cmS2 = tebal pelat pemumpu perletakan = 7,5 cmS3 = tebal pelat penyokong Vertikal = 5 cmS4 = tebal pelat vertikal penumpu = 5 cmS5 = tebal pelat lengkung penumpu = 7,5 cm

- Perletakan Rol

135

8 0 0 5 5 0

8 0 055

0

5 0 0

100

580

BAB IXSTRUKTUR BAWAH JEMBATAN

9.1 Perhitungan Daya Dukung Tiang Kelompok

6 A

12

3

4

5

Gambar rencana abutment

Direncanakan pondasi tiang pancang Ø60 cm dengan konfigurasi 5 x 6. Jarak antar tiang (S) = 1,5 m.

11

Syarat : S ≥ 2,5 D

≥ 2,5 x 0,6 = 1,5 mEfisiensi tiang pancang :

η = ( ) ( )

úûù

êëé -+-

-mn

nmmn

90

111 q

Tabel 9. Rangkuman Data Beban

BebanV Hx Hy Ordinat Mx My

(ton) (ton) (ton) (m) (ton.m) (ton.m)

M 1653,290

H 396,830

Ta 196,878 2,900 570,946

Gg 307,518 7,200 2214,130

Rm 22,500 7,200 162,000

A 32,846 7,200 236,491Hg

(atas) 310,767 15,726 7,200 2237,522 113,227Hg

(bawah) 452,46 452,460 2,818 1275,032 1275,032

Tag 206,093 2,818 580,770

Data – data perhitungan kombinasi, diambil kombinasi V (M + Hg + Gg + A) karena mempunyai nilai terbesar :V = 1.653,290 tonHx = 1.700,745 tonHy = 501,032 tonMx = 5.726,684 ton-mMy = 1.624,751 ton-m

9.1.1 Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv)

Pv = 22 XΣ

Xmax.My

YΣ

Ymax.Mx

n

V++

n = 30 buahSx2 = (2 x 5 x 4,52) + (2 x 5 x 2,72) + (2 x 5 x 0,92)

= 283,5 m2

Sy2 = (2 x 6 x 1,52) + (2 x 6 x 32) = 135 m2

ymax = 3 mxmax = 4,5 m9.2 Kontrol Kekuatan Tiang Data perencanaan :§ Diameter : 60 cm§ Tebal : 10 cm§ Kelas : C§ fc’ : 600 kg/cm2

§ Allowable axial : 211,60 ton§ Bending moment crack : 29,00 t-m§ Bending moment ultimate : 58,00 t-m

§ Modulus elastisitas (E) = wc1,5.0,043. fc'= 39.161,647 MPa = 391.616,465 kg/cm2

§ Momen inersia (I) = 510.508,806 cm4

§9.2 Perencanaan Tulangan Abutment Dan Pilecap9.2.1 Penulangan pilecapData perencanaan :

· fc’ = 35 MPa· fy = 360 Mpa· q = Lebar pilecap x tinggi pilecap x γ beton

= 11 x 1,2 x 2,4 = 31,68 t/m· P = Dari gaya reaksi PV 1 tiang = 208,159 t

V = 1.653,290 ton (Kombinasi V)Mu = Ptiang pancang x (1,5+3) – (berat poer x 1 x 2)

= 208,159 x (1,5+3) - (31,68x4x2) = 682,56 ton-m

= 6.825.600.000 Nmm· Tebal plat = 1,2 m· Diameter tul utama = 32 mm· Diameter tul memanjang = 32 mm· Selimut beton = 100 mm

d = t - selimut beton - 0,5 futama -fmemanjang

= 1.052 mma. Luas Tulangan

As perlu = r x b x d= 0,0076x 1.000 x 1.052= 7.995,2 mm2

Digunakan tulangan f 32 - 100 mm (As = 8.042,47 mm2)Untuk tulangan memanjang :As perlu = 0,002 x 1000 x 1052

= 2.104 mm2

Digunakan tulangan f 32 - 150 mm (As = 5.361,65 mm2 )

b. Kontrol geser poerGaya geser yang terjadi :Vu = Jumlah reaksi tiang/lebar pile cap

= 208,159 x 8/11 = 151,38 ton ( per meter lebar)Vu = 151,38 ton = 1.513,8 kNKekuatan beton :

φ Vc = 0,6 x dbwfc'61

= 0,6 x 1.052x1.000x356

1

= 622.371,59 N= 622,371 kN

Vu < φ Vc → Tidak perlu tulangan geser.Pasang tulangan geser praktis Φ 16 – 200 mm

9.2.2 Penulangan dinding abutmentUntuk perencanaan dinding abutment

direncanakan berdasarkan momen maksimum yang terjadi Mxmax = 3.217,783 tm maka akan direncanakan Tulangan abutment

· Mmax = 5.726,684tm = 57.266.840.000Nmm

· Tebal dinding abutment = 150 cm· Diameter tul utama = 32 mm· Diameter tul mmanjang = 32 mm· Selimut beton = 200 mm

dx = t – selimut beton – 0,5 futama –fmemanjang

= 1.252 mma. Luas Tulangan

As perlu = r x b x d= 0,0069 x 1000 x 1.252= 8.638,8 mm2

12

Digunakan tulangan f 32 – 85 mm (As = 9.461,74 mm2)Untuk tulangan memanjang digunakan :As perlu = ρ x b x d

= 0,002 x 1.000 x 1.252 = 2.504 mm2

Digunakan tulangan f 32 - 150 mm (As = 5.361,65mm2 )

BAB X

KESIMPULAN

1. Dimensi melintang lantai kendaraan lengkap dengan trotoar adalah 10 m untuk jalan 2 jalur 2 arah. Tinggi fokus busur adalah 38 m dan tinggi tampang busur 7 m.

2. Lantai kendaraan berupa balok komposit dengan dimensi profil untuk gelagar melintang berupa WF 900 x 300 x 18 x 34 dan gelagar memanjang yaitu WF 500 x 200 x 11 x 19 dengan menggunakan mutu baja BJ 50.

3. Struktur utama busur menggunakan baja mutu BJ 50 yang berupa profil WF 478 x 427 x 40 x 60untuk profil busur atas, WF 508x462x75x75 untuk profil busur bawah, dan WF 500x400x16x32 untuk busur vertikal dan diagonal. Untuk batang penggantung digunakan profil WF 500x200x10x16.

4. Struktur sekunder berupa ikatan angin atas dengan dimensi profil yaitu WF 350 x 250 x 8 x 12(horizontal) dan WF 350 x 250 x 8 x 12 (diagonal), ikatan angin bawah menggunakan profil WF 350 x 250 x 9 x 14 (diagonal), sedangkan untuk dimensi portal akhir berupa profil WF 400 x 300 x9 x 14(balok) dan 478 x 427 x 45 x 60 (kolom) dengan menggunakan mutu baja BJ 50.

5. Perletakan yang digunakan adalah perletakan baja yang berupa sendi rol. Perletakan rol mempunyai dimensi lebar 500 mm panjang 800 mm dan diameter gelinding 135 mm, untuk perletakan sendi berdimensi lebar 500 mm, panjang 800 mm dandiameter engsel 10 mm.

6. Konstruksi abutment selebar 8 m untuk mendukung bentang 200 m yang ditumpu pondasi tiang pancang beton dengan diameter 0,6 m dengan kuat tekan K600, sebanyak 30 buah kedalaman 24,4 m untuk BH-2 dan . Ukuran pile cap (poer) 11 x 8 x 1,2 m.

7. Stabitas struktur bangunan bawah diperhitungkan untuk beban layan (service load) dan juga dikontrol terhadap beban-beban selama masa pelaksanaan.

DAFTAR PUSTAKA

Asiyanto. 2005. Metode Konstruksi Jembatan Baja. Jakarta, UI-Press

A. Hool, George, S. B & W. S. Kinne, B. S, (1943), Moveable Long-Span Steel Bridges. New York &London,McGraw-Hill Book Company, Inc.

Direktorat Jenderal Bina Marga, 1992. Peraturan Perencanan Teknik Jembatan (Bridge Management System dan Bridge Design Manual).

Departemen PU Dirjen Bina Marga,2005. Standard Nasional Indonesia. Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan (RSNI T-03-2005)

Departemen PU Dirjen Bina Marga,2005. Standard Pembebanan untuk Jembatan (RSNI T-02-2005).

Irawan, Djoko. 1998. Diktat Kuliah Jembatan Bentang Panjang

M Das, Braja. 1998. Mekanika Tanah (Prinsip Rekayasa Geoteknis). Jakarta, Pradnya Paramita.

Santoso, H. 2000. Tabel Profil Konstruksi Baja.Sosrodarsono, Suyono dan Kazuto Nakazawa. 1994.

Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta : Pradnya Paramita

Van Der Veen, K.H.C.W. & Struyk, H.J. 1984. Jembatan. Jakarta, Pradnya Paramita.

Victor, D. Johnson, 1980, Essentials of Bridge Engineering,

Wahyudi, Herman. 1999. Daya Dukung Pondasi Dalam, Surabaya.