23
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 PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOVEMBER 2010 Rachmat Ramadhan 3110.105.007

Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

  • Upload
    leminh

  • View
    235

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 2: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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.

Page 3: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 4: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 5: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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.

Page 6: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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.

Page 7: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 8: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 9: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 10: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 11: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 12: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 13: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 14: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 15: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 16: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 17: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 18: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 19: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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.

Page 20: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 21: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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

Page 22: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

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)

Page 23: Modifikasi perencanaan jembatan Gugus Propinsi Riau dengan ... fileNama Tugas Proposal Nama Gambar ... Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan pendekat ... dapat merencanakan

Sekian dan Terima Kasih