Embed Size (px)
Citation preview
PERENCANAAN MODIFIKASI JEMBATAN
KALIMUJUR LUMAJANG MENGGUNAKAN
SISTEM CABLE-STAYED SINGLE PLANE
CARAKA S. P.
3106 100 063
Latar belakang
• Perencanaan jembatan bentang panjang dengan
memanfaatkan struktur kabel adalah suatu topik desain yang
belakangan ini mendominasi rencana pembangunan jembatan
baru.
• Tantangan ke depan yang dihadapi infrastruktur jembatan di• Tantangan ke depan yang dihadapi infrastruktur jembatan di
Indonesia adalah pembangunan jembatan yang melintasi
sungai-sungai besar dan lembah yang dalam serta penghubung
antar pulau
• Masih minimnya ilmu pengetahuan tentang cable stayed di
Indonesia
Lokasi Proyek
LOKASI PROYEK
Lokasi Studi
Perumusan Masalah
“Bagaimana merencanakan jembatan Kalimujur dengansistem cable-stayed single plane ?”
� Rincian permasalahan� Bagaimana pre-eliminary design lantai kendaraan struktur� Bagaimana pre-eliminary design lantai kendaraan struktur
jembatan kabel ?� Bagaimana pre-eliminary design pylon ?
� Bagaimana perencanaan kabel penggantung yang digunakan ?
� Bagaimana metode pelakasanaan struktur jembatan kabel ?
� Bagaiman menuangkan hasil perencanaan dalam bentukgambar teknik ?
Tujuan dan Manfaat
� Tujuan :� Mendapatkan hasil desain lantai kendaraan untuk struktur jembatan
kabel.
� Mendapatkan hasil desain pylon yang dibutuhkan.
� Mendapatkan hasil perencanaan kabel penggantung jembatan.
� Mengetahui metode pelaksanaan yang digunakan di lapangan. � Mengetahui metode pelaksanaan yang digunakan di lapangan.
� Dapat melakukan visualisasi desain dalam bentuk gambaran teknissesuai dengan hasil perhitungan dan desain.
� Manfaat� Memberi gambaran tentang perencanaan jembatan kabel dengan
sistem pola kabel tunggal atau single plane.
� Dapat digunakan sebagai referensi dalam pengerjaan jembatansistem kabel tunggal.
Batasan Masalah
• Perencanaan jembatan tidak memperhitungkan abutment dan
gelagar pada sisi sideway/approach. Gelagar dianggap sama
dengan gelagar pada bentang utama.
• Tidak memperhitungkan bangunan bawah jembatan hanya upper
structure saja.structure saja.
• Perencanaan hanya ditinjau dari segi teknis saja, tidak
memperhitungkan analisa waktu dan biaya.
• Metode pelaksanaan di lapangan tidak membahas analisa saat
pelaksanaan.
Pengumpulan data dan literatur :
1. Data umum jembatan, data hidrologi, data tanah.
2. Buku – buku yang berkaitan
3. Peraturan – peraturan yang berkaitan
Preliminary design dan
desain lay out jembatan
Pendimensian struktur bangunan atas jembatan
1. Merencanakan pylon
2. Menentukan dan merencanakan struktur kabel
3. Merencanakan lantai kendaraan
4. Merencanakan struktur sekunder
START
Metodologi
A
Menentukan jenis pembebanan pada jembatan :
1. Dasar pembebanan struktur
2. Beban mati
3. Beban hidup
4. Beban angin
5. Beban gempa
Analisa struktur utama jembatan
1. Perhitungan gaya-gaya yang bekerja
2. Analisa tegangan pada kabel
3. Pemodelan struktur dengan program bantu
1
Kontrol kekuatan pada struktur :
1. Kontrol lendutan
2. Kontrol torsi
3. Displacement
4. Loss prestressed
A 1
Not OK
OK
Finish
Metode pelaksanaan di lapangan
OK
Memvisualisasi hasil perhitungan struktur ke dalam gambar teknis
Preliminary Design
• Nama jembatan : Jembatan Kalimujur.
• Lokasi jembatan : Lingkar Selatan Kalimujur, Kabupaten Lumajang, Propinsi Jawa Timur.
• Panjang jembatan : 320 m.
• Panjang bentang : 40 + 120 + 120 + 40 m.
• Lebar jembatan : 21,4 m.• Lebar jembatan : 21,4 m.
• Lebar lajur : @ 3,5 m (4/2D).
• Tinggi bebas : 4 m.
• Jumlah Pylon : 1 buah
• Konfigurasi kabel : sistem satu bidang (Single Plane)
• Material utama :
– Gelagar box pratekan trapezoidal
– Kabel baja.
– Pylon beton bertulang.
Preliminary Design
• Rencana Box Girder– Box pratekan segmental
– Tinggi box = 3 m
– Lebar flens atas = 21,4 m
– Lebar flens bawah = 14,26 m
– Lebar trotoar = 1,8 m– Lebar trotoar = 1,8 m
– Direncanakan 4 lajur 2 arah (4/2 D).
Jalur Kendaraan (2/2)
Trotoar
Pylon
Preliminary Design� Rencana Pylon
� Beton bertulang
� Tinggi pylon = 52 m
� Dimensi pylon = 5 x 2,8 m
� Jarak antar kabel = 5m
� Kabel Penggantung� Kabel Penggantung� Konfigurasi tipe Paralel / Harp Pattern
� Sistem satu bidang / Single Plane
� Sudut kemiringan dari garis horizontal : 26,5º
� Kabel menggunakan tipe ASTM A 416-74
▪ Ø = 15,2 mm
▪ Fu = 2050 MPa
Pot MelintangPot Memanjang
Layout Jembatan
Pilar
Pilar
Pilar
Struktur sekunder
• Tiang sandaran
– Tinggi tiang sandaran = 1,5 m
– Tebal tiang = 0,25 m
– Jarak antar tiang sandaran = 2 m
– Dimensi = 25 x 25 cm
– = 24 kN/m3
• Kerb
– Panjang total jembatan = 320 m
– Jumlah kerb = 2 buah (kiri-kanan)
– Dimensi kerb = 20 x 25 cm
– Beton decking = 20 mm
– Mutu beton (f’c) = 30 Mpa– γ beton = 24 kN/m3
– f’c = 30 MPa
– Fytulangan = 300 MPa
– Decking = 40 mm
– Tul. lentur = 4D10
– Tul. Geser = ∅10 - 90
– Mutu beton (f’c) = 30 Mpa
– Fy tulangan = 240 Mpa
– Tulangan yang dipakai = Ø12 mm
Struktur sekunder
Pipa Ø10cm
Paving Stone
5Ø12
Lantai Kerja
Ø8-200
4Ø10mm
Ø10mm-90
Gambar Rencana Struktur Sekunder
Ø8-200
Jalan
Analisa Struktur
� Perhitungan pembebanan
� Beban Mati
Tabel 6.3- Perhitungan beban mati
No Elemen Berat Jenis
Luas (m2) Berat (kg/m) Jenis
(kg/m3) (kg/m)
1 Box Girder 2500 17,22 43050
2 Box angker 7850 3 x 0,03 706,5 3 Utilitas 10% ∑(1,2) 4376
4 Trotoar+Railing 2650
5 Aspal 2200 (7x2) x 0.05 1540
6 Air Hujan 1000 (7x2) x 0.05 700 Beban Mati = 53022
Analisa Struktur• Perhitungan pembebanan
• Beban hidup
• Beban Hidup Merata UDL dari Beban D
– Bentang jembatan yang direncanakan 320 m.
– q = 9 (0,5 + 15/320) kPa
– q = 4,92 kPa = 4,92 kN/m2
• Beban Hidup Garis KEL dari Beban D• Beban Hidup Garis KEL dari Beban D
– Besar beban garis yang direncanakan berdasarkan RSNI-26.3.1 adalah 49 kN/m. jembatan terdiri dari 2 jalur dan 4 lajur, setiap jalur memiliki lebar 2@3,5 m, jadi besarnya beban P untuk setiap jalur adalah :
• P = (49 x 5,5) + (50% x 49 x (7-5,5)) = 306,25 kN/jalur.
• Untuk bentang menerus, panjang bentang ekivalen diberikan:
• Dari gambar 6.3 diperoleh DLA sebesar 30%, jadi beban KEL total adalah :
• P = 1,3 x 306,25 = 398,125 kN/jalur x 2 jalur = 796,25 kN.
• Faktor beban = 1,8
• P = 796,25 x 1,8 = 1433,25 kN
Analisa StrukturBeban Truk
DLA = 30% (truk) T’ = 112,5 kN
T = T’ (1+DLA) KuTT
= 112,5 (1+0,3) 2 = 292,5 kN
Beban Hidup Trotoar
Berdasarkan BMS 2.3.9 gambar 2.10 dinyatakan besar beban hidup trotoar adalah sebesar 2 kPa untuk luas terbebani 100 m2 (q = 2 kN/m), dan beban terpusat (p) = 20 kN karena adanya kendaraan ringan yang lewat.
Beban Rem
Berdasarkan BMS 2.3.7 gambar 2.9 diperoleh untuk bentang 160 m, maka gaya rem yang terjadi sebesar 450 kN.Berdasarkan BMS 2.3.7 gambar 2.9 diperoleh untuk bentang 160 m, maka gaya rem yang terjadi sebesar 450 kN.
Beban Angin
Beban Angin pada Box Girder
Gaya nominal dan gaya layan jembatan sangat bergantung kepada kecepatan angin rencana sebagai berikut:
TEW = 0,0006 Cw Vw2 Ab (kN)
TEW = 1407,67 kN
Beban Angin Tambahan Akibat Kendaraan pada Jembatan
Beban angin tambahan akibat kendaraan pada jembatan di hitung berdasarkan rumus 2.7 pada BMS 92’:
Tew = 0.0012 Cw (Vw)2 → kN/m
Tew = 1,955 kN/m
Beban Angin pada Pylon
Beban angin yang terjadi pada pylon dihitung berdasarkan ”Japan International Standart (JIS)” menggunakan rumus :
W = g C A (kg) = 54,6 / 52 m = 1,05 kN/m
Analisa Struktur• Beban Gempa menggunakan Respon spectrum berdasarkan SNI 1726
• Dengan horizontal design spectrum, dan
• Jenis tanah sedang,
• Zona gempa 3,
• Dengan periode gempa 6 detik
Analisa Struktur
• Data – data desain box
Jalur Kendaraan (2/2)
Trotoar
Pylon
•Analisa Tegangan Yang Terjadi• Data – data desain box– f’c = 50 MPa
– Ec = 4700√f’c = 4700√50 = 33234,02 MPa
ΣAc = 17,22 m2 = 17220100 mm2 ΣAc.yb = 25,427 m3
Yb = ==22,17
427,25.
Ac
ybAc1,477 m
Ya = h – yb = 3 – 1,477 = 1,533 m
75,15533,1
998,23===
Ya
IWa m3
25,16477,1
998,23===
Yb
IWb m3
94,022,17
25,16===
Ac
WbKa m
91,022,17
75,15===
Ac
WaKb m
•Analisa Tegangan Yang Terjadi
•Tegangan ijin beton untuk komponen struktur lentur menurut
SNI T-12-2004 pasal 4.4.1.2 :
•Saat transfer / jacking
•Tekan : sci = 0.6
•fci direncanakann pada saat umur beton 14 hari.
•fci = 0,7 fc’ = 0,7 x 50 = 35 Mpa
•Tekan : sci = 0.6 fci = 0.6 x 35 = 21 Mpa.
•Tarik : sti = 0,25 = 0,25 √f’c = - 1,768 Mpa.
•Saat service
•Tekan : sci= 0,45 f’c = 0,45 x 50 = 22,5 Mpa.
•Tarik : sti = 0,5 √f’c= - 3,536 Mpa.
Analisa Struktur• Perhitungan Tendon• Tendon atas (segmen 68)
– Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban
pelaksanaan)
– Menentukan Fo :
– Mg = 122.446.700.000 Nmm
– Fo = 109.929.743,6 N
– Serat Atas (Tekan)
– = 6,384 + 9,584 - 7,773 = 8,195 Mpa < 21 Mpa (OK)
� Perhitungan Tendon� Tendon atas (segmen 68)
� Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban
pelaksanaan)
� Menentukan Fo :
� Md = 122.446.700.000 Nmm
� Ml = 49.043.700.000
� F = 0,85 Fo = 93.440.285 N
� Serat Atas (Tekan)– = 6,384 + 9,584 - 7,773 = 8,195 Mpa < 21 Mpa (OK)
– Serat Bawah (Tarik)
– = 6,384 - 9,29 + 7,534 = 4,628 Mpa > -1,768 Mpa (OK)
Gambar Diagram tegangan segmen 68 saat kantilever
6,384
9,290
7,773
6,384
9,584
7,534
8,195
4,628
� Serat Atas (Tekan)
5,426 + 8,146 - 10,886 = 2,686 MPa ≤ 22,5 Mpa (OK)
• Serat Bawah (Tarik)
5,426 – 7,896 + 10,552 = 8,082 Mpa ≥ -3,356 MPa (OK)
Gambar Diagram tegangan segmen 68 saat service
5,426
7,896
10,886
5,426
8,146
10,552
2,686
8,082
Analisa Struktur• Perhitungan Tendon• Tendon bawah (segmen 81)
– Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban
pelaksanaan)
– Menentukan Fo :
– Mg = 72.690.300.000 Nmm
– Fo = 58.307.738,1 N
– Serat Atas (Tekan)
– = 3,386 – 4,54 + 4,614 = 3,46 Mpa > - 1,768 Mpa
� Perhitungan Tendon� Tendon Bawah (segmen 81)
� Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban
pelaksanaan)
� Menentukan Fo :
� Md = 72.690.300.000 Nmm
� Ml = 25.266.700.000
� F = 0,85 Fo = 49.561.577 N
� Serat Atas (Tekan)– = 3,386 – 4,54 + 4,614 = 3,46 Mpa > - 1,768 Mpa
(OK)
– Serat Bawah (Tarik)
– = 3,386 + 4,401 – 4,473 = 3,314 Mpa < 21 Mpa (OK)
Gambar Diagram tegangan segmen 81 saat kantilever
� Serat Atas (Tekan)
2,878 – 3,859 + 6,218 = 5,237 MPa ≤ 22,5 Mpa (OK)
• Serat Bawah (Tarik)
2,878 + 3,741 - 6,027 = 0,591 Mpa ≥ -3,356 MPa (OK)
Gambar Diagram tegangan segmen 81saat service
3,386 4,54 4,614
3,386 4,401 4,473
3,46
3,314
2,878 3,741 6,218
2,878 3,741 6,027
5,237
0,591
Analisa Struktur• Perhitungan Tulangan arah memanjang
• Perhitungan tulangan flens atas (Segmen 68)– Mu = 116.710,3 x 106 Nmm
– Øtulangan = 22 mm
– F’c = 50 MPa
– Fy= 400 MPa
– Ø = 0,8
– Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22 dengan As perlu (144792,4 mm2), dipasang tulangan utama sejarak 150 – Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22 dengan As perlu (144792,4 mm ), dipasang tulangan utama sejarak 150
mm (D22-150).
– Perencanaan tulangan box akan dicek dengan menggunakan program bantu SAP 2000. Dari program bantu SAP 2000 didapat
momen kapasitas sebesar Mn = 83.576.160.076 Nmm.
• Perhitungan tulangan flens bawah (Segmen 81)– Mu = 69.459.200.000 Nmm
– Dtulangan = 22 mm
– F’c = 50 MPa
– Fy= 400 MPa
– Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22 dengan As perlu (165173,6 mm2), dipasang tulangan utama sejarak 150
mm (D22-150 )
– Perencanaan tulangan box akan dicek dengan menggunakan program bantu SAP 2000. Dari program bantu SAP 2000 didapat
momen kapasitas sebesar Mn = 58.977.224.312 Nmm.
Analisa Struktur
• Perhitungan Tulangan arah melintang– Perhitungan tulangan flens atas didapat dari SAP
– Mu = 15.519.750,39 Nmm
– Øtulangan = 22 mm
– F’c = 50 MPa
– Fy = 400 MPa
– Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22
dengan As perlu (14905,1 mm2), dipasang tulangan utama
m
Pipa Ø10cm
Paving Stone
5Ø12
Lantai Kerja
Ø8-200
4Ø10mm
Ø10mm-90
dengan As perlu (14905,1 mm2), dipasang tulangan utama
sejarak 150 mm (D22-150)
• Gambar Detail penulangan box
Tulangan Memanjang Ø22-150
Tulangan MelintangØ22-150
Ø8-200
Analisa Struktur
� Perencanaan Kabel (tendon)� Jenis dan karakteristik dari baja pratekan
yang digunakan.
� Diameter = 15,2 mm
� Luas penampang strand (As) = 181,46 mm2
� f = 2050 MPa� fpu = 2050 MPa
� fpi = 0,7 fpu = 1435 MPa
� Nominal massa = 1,125 kg/m
� Min breaking load = 250 kN = 250.000 N
� Modulus elastisitas baja Es = 200.000 MPa
Analisa Struktur
68
Diam. Luas fpu fpi Aps Strand
mm mm2 mpa mpa mm2 n
1 109929.7
2 122446.7
3 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
4 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
7 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
8 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
9 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
type
VSL
Design Strand - TendonStress Top
6-27
6-27
segmen Tendon 5
segmen
74
Tendon 1
Tendon 2
Tendon 3
Tendon 4
segmen
73
Aksial Compression
Self Weight
No Remarks Force
81
Diam. Luas fpu fpi Aps Strand
mm mm2 mpa 0,7mpa mm2 n
1 58307.7
2 72690.3
3 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
4 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
5 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
6 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
7 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
Design Strand - Tendon
type
VSL
6-19
6-19
Tendon 5
Self Weight
segmen
81
Tendon 1
Tendon 2
segmen
80
Tendon 3
Tendon 4
Aksial Compression
Stress Top
No Remarks Force
Tipe Strand Tendon BawahTipe Strand Tendon Atas
9 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
10 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
11 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
12 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
13 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
14 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
15 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
16 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
17 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
18 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
19 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27
20 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 276-27
6-27
6-27
6-27
6-27
6-27segmen
69
Tendon 13
Tendon 14
segmen
68
Tendon 15
Tendon 16
segmen
71
Tendon 9
Tendon 10
segmen
70
Tendon 11
Tendon 12
segmen
72
Tendon 5
Tendon 6
segmen 8Tendon 7
Tendon 8
7 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
8 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
9 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
10 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
11 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
12 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
13 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
14 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
15 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
16 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
17 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
18 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
19 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
20 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
21 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
22 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15
6-19
6-19
6-19
6-19
6-19
6-19
6-19
6-19
segmen
75
Tendon 17
Tendon 18
segmen
74
Tendon 19
Tendon 20
segmen
76
Tendon 13
Tendon 14
segmen 7Tendon 15
Tendon 16
segmen
78
Tendon 9
Tendon 10
segmen
77
Tendon 11
Tendon 12
segmen 6Tendon 5
Tendon 6
segmen
79
Tendon 7
Tendon 8
Denah tendon pada lantai kendaraan
Denah Tendon pada Lantai Kendaraan
PilarA1 A2 A3
Tendon Kantilever
Tendon Atas
Tendon Bawah
Denah TendonSkala 1:150
Box AngkerPylon
Wotgalih
Pasirian68697071872737475776777879808182835848586874888990913 6
Skala 1:150
7475776777879808182835848586874 6
747577677787980818283584858687488 6 7389
88
Detail A1 : Tendon BawahSkala 1 : 75
686970718727374 9 92 93 9495 10 96 97
20 VSL 6-19@15 strand Angker
Mati
Detail A3 : Tendon AtasSkala 1 : 75
Pylon
Detail A2 : Tendon KantileverSkala 1 : 75
16 VSL 6-27@27 strand Angker
Hidup
2 VSL 6-19@15 strand
Analisa Struktur
� Loss Prestressed
� Segmen 68
� Perpendekan elastis
� Rangkak
� Susut
� Relaksasi baja
� Total Loss Prestressed
∆ = ES + CR + SH + RE = 1,992% + 1,601% + 0,44% + 10,16%= 14,193 %
Kabel penggantung
• Struktur kabel adalah struktur utama dalam konstruksi jembatan cable stayed.
Kabel-kabel ini memikul berat lantai kendaraan dan beban hidup dari berbagai
konfigurasi beban untuk selanjutnya disalurkan ke struktur pylon.
• Masing-masing kabel diberi gaya tarik (stressing) dahulu sebelum dibebani. Hal ini
dimaksudkan untuk mengatur posisi gelagar agar sesuai dengan posisi finalnya
sebelum diberi beban hidup.
Nomenklatur Kabel
Kabel penggantung
L1/R1 72 91 13040.3 16318.78
L2/R2 28 31 4442.3 5906.286
Kabel AngkerGaya
Tarikan
Asc
(mm2)
Jumlah
Strand
Stressing Kabel dengan Asc pakai
• Dimana :
– Berat beban mati = 689,29 kN/m
– Beban hidup (UDL) = 110,7 kN/m (dari perhitungan analisa
struktur)
– Beban KEL = 1433,25 kN
– Asumsi P angker = 5 kN
– Kabel pakai
– W = (689,29 x 10m) + (110,7 x 10m) + 1433,25 + 5
= 9438,13 kN
– N kabel = Asc0 / As = Asc0 / 143,3 mm2
L2/R2 28 31 4442.3 5906.286
L3/R3 27 31 4442.3 5500.66
L4/R4 30 31 4442.3 5935.303
L5/R5 35 37 5302.1 7148.423
L6/R6 34 37 5302.1 6729.513
L7/R7 30 31 4442.3 5935.303
L8/R8 28 31 4442.3 5706.571
L9/R9 31 37 5302.1 6723.632
Kabel penggantung
• Perhitungan Angker kabel– Angker kabel yang dipasang, sesuai dengan jumlah strand kabel yang telah
dihitung. Perhitungan angker ini meliputi cek tegangan beton saat stressing serta
kebutuhan tulangan melintang dan tulangan pecah (spalling).
A’b
B/HKabel Angker P(kN)Tulangan Melintang Spalling
Ab
B H D
Tabel 7.14 Dimensi angker
Angker 31 37 61 91
D &&&& (mm) 280 300 380 450
B (mm) 480 530 660 810
Tpencar (N) As (Ø12) n 2% P (kN) AS (UØ12) n
L1/R1 91 0.81 16319 775142.2 1937.86 9 326.376 815.94 8
L2/R2 31 0.60 5906.3 590628.6 1476.57 7 118.126 295.31 3
L3/R3 31 0.60 5500.7 550066 1375.17 7 110.013 275.03 3
L4/R4 31 0.60 5935.3 593530.3 1483.83 7 118.706 296.77 3
L5/R5 37 0.663 7148.4 603148.2 1507.87 7 142.968 357.42 4
L6/R6 37 0.663 6729.5 567802.7 1419.51 7 134.590 336.48 3
L7/R7 31 0.60 5935.3 593530.3 1483.83 7 118.706 296.77 3
L8/R8 31 0.60 5706.6 570657.1 1426.64 7 114.131 285.33 3
L9/R9 37 0.663 6723.6 567306.5 1418.27 7 134.473 336.18 3
B/HKabel Angker P(kN)Tulangan Melintang Spalling
Pylon Tabel 8.1 Momen yang terjadi pada pylon
Stage Element Momen yang terjadi (kNm)
I/J Min I/J Max
4 20 J 3.695E-09 I -129278.9
20 21 J -59782.7 I -71134.5
36 22 I -57531.6 J -58366
36 23 J -50141.9 I -56311.7
36 24 J -22383.4 I -38844.9
36 48 I -54424.1 J -57531.6
36 49 J -56311.7 I -58366
36 50 J -38844.9 I -50141.9
Pot MelintangPot Memanjang
36 50 J -38844.9 I -50141.9
36 51 J -778.7 I -22383.4
Tabel 8.2 Gaya axial yang terjadi pada pylon
Stage Element Axial Load (kN)
I J
40 20 94082,2 90787,2
21 72564,2 70916,7
22 54480,8 52833,3
23 34473,6 32826,1
24 16018,0 14370,5
48 63542,4 61894,9
49 45255,7 43608,2
50 24689,0 23041,5
51 8581,6 6934,1
Pylon• Penulangan pylon
• Tulangan Utama
– Menggunakan program bantu PCAcol
– Dari PCACol didapat rasio tulangan sebesar =1,45%
– ρ pakai = 1,45% x Ag = 1,45% x 1,4.107= 203000 mm2
– Digunakan tulangan 248D32 (As = 199453,43 mm2)– Digunakan tulangan 248D32 (As = 199453,43 mm )
– Sengkang Ø22 (As = 380,1 mm2)
– Lebar decking = 80 mm
• Tulangan Geser
– Dipakai tulangan geser D22 - 600 mm.
• Tulangan Praktis
– Pemasangan tulangan praktis dengan cara pengkaitan tulangan longitudinal tepi
ke tulangan dalam, dan tulangan tepi ke tepi. Menggunakan tulangan D22,
dengan diameter lengkungan sebesar 6db = 6 x 22 = 132 mm, dengan spasi
antar tulangan praktis 300 mm.
Pylon
P ( kN)
400000
(Pmax)
Denah penulangan
Mx (kN-m)
-100000
180000-180000
(Pmin)
fs=0.5fy
fs=0
1
2
3
4
5
6
7
89
Diagram Interaksi Panjang tulang pengait
Pylon
• Perhitungan Angker kabel– Angker kabel yang dipasang, sesuai dengan jumlah strand kabel yang telah
dihitung. Perhitungan angker ini meliputi cek tegangan beton saat stressing serta
kebutuhan tulangan melintang dan tulangan pecah (spalling).
A’b B
Kabel Angker P(kN) H (mm)Tulangan Melintang Spalling
Ab
B H D
Tabel 7.14 Dimensi angker
Angker 31 37 61 91
D &&&& (mm) 280 300 380 450
B (mm) 480 530 660 810
Tpencar (N) As (Ø16) n 2% P (kN) AS (UØ16) n
L1/R1 91 16318.78 810 1200 1325901 3314.75 9 326.376 815.94 5
L2/R2 31 5906.286 480 800 590628.6 1476.57 4 118.126 295.31 2
L3/R3 31 5500.66 480 800 550066 1375.17 4 110.013 275.03 2
L4/R4 31 5935.303 480 800 593530.3 1483.83 4 118.706 296.77 2
L5/R5 37 7148.423 530 800 603148.2 1507.87 4 142.968 357.42 2
L6/R6 37 6729.513 530 800 567802.7 1419.51 4 134.590 336.48 2
L7/R7 31 5935.303 480 800 593530.3 1483.83 4 118.706 296.77 2
L8/R8 31 5706.571 480 800 570657.1 1426.64 4 114.131 285.33 2
L9/R9 37 6723.632 530 800 567306.5 1418.27 4 134.473 336.18 2
B
(mm)Kabel Angker P(kN) H (mm)
Tulangan Melintang Spalling
Gambar Angker
Tul. Melintang 8Ø12
Tul. Pecah 4Ø12-150
Tul. Lentur Gelagar
Flens Atas Gelagar Box
DETAIL ANGKER 31 STRAND
Tul. Melintang 10Ø12
Tul. Pecah 8Ø12-150
Tul. Lentur Gelagar
Flens Atas Gelagar Box
DETAIL ANGKER 91 STRAND
Angker Pada Box
DETAIL A : ANGKER 31SKALA 1:100
DETAIL B : ANGKER 37SKALA 1:100
DETAIL C : ANGKER 91SKALA 1:100
Angker Pada Box
Angker Pada Pylon
Analisa dinamik
• Analisa dinamis ini meliputi analisa stabilitas aerodinamis yaitu vortex-shedding (yang berkaitan
langsung dengan efek psikologis) dan flutter.
– fB = = 1,848 Hz
– fT = = 7,831 Hz
• Efek Vortex-Shedding
– Vortex-shedding adalah osilasi gaya akibat pusaran angin atau turbulensi. Pada kecepatan angin – Vortex-shedding adalah osilasi gaya akibat pusaran angin atau turbulensi. Pada kecepatan angin
tertentu yang disebut kecepatan kritis, akan terjadi vortex-shedding. Untuk mendapatkan
kecepatan kritis yang akan menyebabkan vortex-shedding, digunakan persamaan angka Strouhal
(S).
– Penurunan logaritmik (koefisien peredaman) ditentukan berkisar 0,05 [Walther, 1999]. Fleksibilitas
lantai kendaraan didefenisikan sebagai rasio antara beban dan deformasi yang yang dihasilkan.
Berat sendiri lantai kendaraan yaitu berat box girder adalah : 43050 kg/m atau 430,5 kN/m’.
v̂ = maxv
m
Fo
δ
π
= 3
310088,0
105,430
1,899
05,0×
×
π
= 11,55 mm
Analisa dinamikAmplitudo getaran sebesar 11,55 mm
dengan frekuensi sebesar fb = 1,848
Hz, masuk dalam zona accaptable
(zona A), berikut gambar grafik berikut
[Walther,1999] :
Percepatan sebesar 1,56 m/s2 dengan
frekuensi 1,848 Hz masuk dalam zona
accaptable (zona A). Hal ini dapat dilihat
dari grafik berikut [Walther, 1999] :
Analisa dinamik� Efek Flutter
� Fenomena flutter terjadi jika muncul ayunan lentur dan ayunan torsi akibatterpaan angin, dan keduanya memilik perbedaan fase sebesar π/2. Padakecepatan angin tertentu yang disebut kecepatan kritis, akanmenghasilkan efek ini. Gabungan antara ayunan lentur dan ayunan torsi inisemakin lama akan semakin besar walaupun kecepatan kritis tetap danakan menyebabkan runtuhnya struktur (Walther, 1999).
Analisa dinamik
• Untuk mendapatkan kecepatan kritis teoritis,
digunakan metode Klöeppel, yang didasarkan pada teori Theodorsen yang meneliti efek flutter
pada sayap pesawat. Metode ini menggunakan
grafik berikut (Walther, 1999):
• V = h x Vcrit act = 0,264 x 2442,38 = 645 • Vcrit actual = h x Vcrit act = 0,264 x 2442,38 = 645
km/jam
– Hal ini berarti, bila angin di lapangan
bertiup dengan kecepatan 645 km/jam,
maka akan mulai terjadi efek flutter.
Sedangkan untuk perencanaan, telah
digunakan kecepatan angin 50 - 60 km/jam, sehingga analisa efek flutter
memenuhi.
Metode pelaksanaan
• Metode pelaksanaan konstruksi jembatan cable stayed ini dibuat kantilever bebas dan dipengaruhi langsung oleh beban form traveller.
• Metode analisis struktur dibuat dengan metode cantilevering procedure melalui forward
process analysing. Dimulai dari awal hingga sampai akhir di perletakan.
Pylon
Traveler Form
Balok Peluncur
Tendon KantileverPylon
Pemasangan kabel
Tendon Kantilever
Tendon Kantilever
Tendon Bawah
Kabel Penggantung
Pylon
Metode pelaksanaan
� Dengan langkah – langkah sebagai berikut� Pendirian pylon, abutment, pier dan dapat menahan beban sendiri
� Pemasangan box girder pertama di kanan kiri bentang segmen 68/9 di tengah bentang. Box langsung dapat menahan beban sendiri. Tendón kantilever dipasang.
� Dilanjutkan pemasangan box secara bertahap dan pada segmen 8, 74, 7, 78, 6, 82, 5, 86, dan 4 kabel penggantung mulai di pasang dan dihubungkan dengan pylon.
� Stressing kabel L1/R1 (segmen 8) sebesar 16318,78 kN.
� Stressing kabel L2/R2 (segmen 74) sebesar 5906,286 kN.
� Setelah pemasangan kabel L2/R2, mulai pemasangan tendón bawah yang dipasang sampai� Setelah pemasangan kabel L2/R2, mulai pemasangan tendón bawah yang dipasang sampaisegmen 81. Tendón kantilever terus dipasang.
� Stressing kabel L3/R3 (segmen 7) sebesar 5500,66 kN.
� Stressing kabel L4/R4 (segmen 78) sebesar 5935,303 kN.
� Stressing kabel L5/R5 (segmen 6) sebesar 7148,423 kN.
� Stressing kabel L6/R6 (segmen 82) sebesar 6729,513 kN.
� Stressing kabel L7/R7 (segmen 5) sebesar 5935,303 kN.
� Stressing kabel L8/R8 (segmen 86) sebesar 5706,571 kN.
� Stressing kabel L9/R9 (elemen 4) sebesar 6723,632 kN.
� Setelah pemasangan kabel terakhir (L9/R9) diteruskan pemasangan box sampai pada sisiapproach dan diteruskan hingga ke perletakan
Kesimpulan
• Panjang total jembatan 320m = 40+120+120+40 m
• Hasil analisa struktur didapatkan desain rencana struktur seperti lantai kendaraan
berupa box girder pratekan dengan menggunakan tendon lurus yang terletak di
flens atas dan flens bawah dengan lebar 21,4 m 4 lajur 2 arah (4/2D).
• Konfigurasi kabel penopang berupa Harp pattern berjumlah 9 kabel penopang yang
masing – masing jarak antara kabel penopang sebesar 20 m dari pylon dan tiap 10 masing – masing jarak antara kabel penopang sebesar 20 m dari pylon dan tiap 10
m arah horizontal, 10 m dari permukaan lantai kendaraan dan selanjutnya 5 m arah vertikal dengan membentuk sudut sebesar 26,5º dari horizontal.
• Desain pylon berupa beton bertulang dengan penampang pylon sebesar 5 x 2,8 m
dengan tinggi pylon setinggi 52 m dari permukaan lantai kendaraan.
• Hasil analisa stabilitas aerodinamis menunjukkan frekuensi alami (lentur (fB) =
1,848 Hz dan torsi(fT) = 7,831 Hz), efek vortex-shedding masuk kategori daerah A
(dapat diterima) dan Efek flutter menghasilkan Vcritical actual = 645 km/jam ≥
Vangin renc = 60 -80 km/jam artinya ayunan/flutter sudah aman.
• Lendutan maksimum pada tengah bentang sebesar 87 mm
Saran
• Banyaknya macam konfigurasi beban kalau perlu ditambah untuk antisipasi
keadaan yang memungkinkan terjadi di masa depan.
• Ketelitian dalam menghitung berat beban pelaksanaan (form traveller) perlu
diperhatikan, karena beratnya menentukan perilaku struktur saat pelaksanaan
konstruksi.
• Untuk proyek yang sebenarnya, analisa dinamis yang ditinjau tidak cukup hanya • Untuk proyek yang sebenarnya, analisa dinamis yang ditinjau tidak cukup hanya
dengan perhitungan manual saja, tetapi harus menggunakan model penuh
menggunakan terowongan angin agar diketahui lebih akurat mengenai perilaku
aerodinamis struktur.
