Desain ukuran geometri jembatan

BAB IV : ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Desain ukuran geometri jembatan

Tebal pelat :

 ts ≥ 200 mm

 ts ≥ 100 + 40 L

≥ 100 + 40 (8)

≥ 420 mm

Gunaka tebal pelat 500 mm 4.1.2. Jembatan Beton Balok-T Tebal pelat :

 ts ≥ 200 mm

 ts ≥ 100 + 40 L

≥ 100 + 40 (1,5)

≥ 160 mm

Gunaka tebal pelat 200 mm

Tinggi balok T :

h ≥ 165 + 0,06 L ≥ 165 + 0,06 (8000)

≥ 645 mm

4.2. Pembebanan jembatan

4.2.1. Pembebanan Jembatan Box Culvert

 Berat Sendiri

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

 Beban sendiri plat lantai (QMS),

QMS = h1 x 1m x wc = 0,5 m x 1m x 25 kN/m³ = 12,5 kN/m

 Berat sendiri Plat dinding (P_MS),

PMS = H x h2 x wc = 4m x 0,5m x 25 kN/m³ = 50kN

 Berat Mati Tambahan

Beban mati tambahan merupakan seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural, dan besarnya dapat berubah selama umur jembatan.

Tabel 4.1. Berat mati Tambahan

NO. JENIS TEBAL (M) BERAT (kN/M³) BEBAN (kN/m³)

1 Lapisan aspal 0,05 22,00 1,10

2 Air Hujan 0,05 9,80 0,49

Total Beban Mati Tambahan 1,59

 Beban Lajur “D” (TTD)

Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata (BTR) “q” yang digabung dengan beban garis (BGT) “p”.

Q_TD = 9 kPa x 1m = 9 kN/m

Catatan :

Faktor Pembesaran Dinamik (FBD) untuk Beban Garis (BGT) pada L ≤ 50 m adalah 0,40

 Beban Truk (TTT)

Beban Hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh truk (beban T).

T_TT = ( 1 + FBD ) x T = ( 1 + 0,30 ) x 112,5 = 146,25 kN Catatan :

Faktor Pembesaran Dinamik (FBD) untuk Beban Garis Truk adalah 0,3

 Gaya Rem (TTB)

Besarnya gaya rem di perhitungkan sebesar 5% dari beban ”D” tanpa factor beban dinamis.

TTB = 5% [( q x L) + p)]

= 5% [( 9kPa x 8m) + 49kN/m )] x 1m = 6,05 kN

 Tekanan tanah (P_TA)

Pada tanah di belakang dinding penahan biasanya mendapatkan beban tambahan yang besarnya setara dengan tanah setebal 0,60 m yang bekerja secara merata pada bagian tanah yang dilewati oleh beban lalu lintas tersebut.

Berat tanah yang dipadatkan (Ws) = 17,20 kN/m³

Sudut gesek dalam ( ) = 30

Kohesi(c) = 0 kPa

Faktor reduksi sudut gesek dalam, K _ф^R = 0,70 ws’ = ws = 17,20 kN/m3

Ka = tan² (45^o– ) = tan ²(45^o– ) = 0,4549 Beban tanah akibat beban tambahan sebesar 60 cm (QTA 1), QTA 1 = 0,60 x Ws x Ka

= 0,60m x 1m x 17,20 ^KN/M³ x 0,4549 = 4,694 kN/m

Beban tanah akibat tekanan tanah samping (Q_{TA 2}), QTA 2 = H x Ws x Ka

= 4m x 1m x 17,20 ^KN/_M³ x 0,4549 = 31,297 kN/m’

 Beban Angin (EW)

Angin dianggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan atas. Apabila suatu kendaraan sedang berada diaatas jembatan, beban garis merata tambahan arah horizontal harus diterapkan pada permukaan lantai.

T_EW = 0,0012 x C_W x (V_W)^2\ = 0,0012 x 1,2 x 30 = 1,296 kN/m Maka: QEW = ^{x TEW = x 1,296 kN/m = 0,740 kN/m}  Beban Gempa ( TEQ)

 Beban Gempa Statik Ekivalen

Beban gempa horizontal di distribusikan pada joint pertemuan plat lantai dan plat dinding.

TEQ = Kh x I x Wt

Koefisien geser tanah, (C) = 0,14 Faktor tipe bangunan, (S) = 1,25 Maka :

Kh = C x S = 0,14 x 1,25 = 0,175 Faktor Kepentingan, (I) = 1,0

Berat total nominal bangunan, (Wt) W_t = (Q_MS + Q_MA) x L + P_MS

= (12,5 + 1,59 ) x 8 + 50 = 162,72 kN

.; maka, T_EQ = K_h x I x W_t = 0,175 x 1,0 x 162,72 kN = 28,476 kN

 Tekanan Tanah Dinamis Akibat Gempa

Pengaruh gempa diasumsikan sebagai gaya horizontal statis yang sama dengan koefisien gempa rencana dikalikan dengan berat irisan. Koefisien Tekanan Tanah Aktif pada saat gempa dihitung dengan rumus :

QEQ = H x Ws x AG Ws = 17,20 KN/M^3ZZ

K

AG

=

’ = 22,0058^o K_a = 0,4549 ℎ = . S = 0,14 x 1,25 = 0,175 = tan⁻¹ ( h) = tan⁻¹ (0,175) = 9,926 ^o KAG

=

⁼

^0,866 ∆KAG = KAG – KA = 0,866 - 0,4549 = 0,411 Q_EQ = H x W_S x ∆K_AG = 4m x 17,2kN/m³ x 0,411 x 1m =28,277 kN/m

4.2.2. Pembebanan Jembatan Beton Balok-T

a. Pembebanan Bangunan Atas Jembatan Beton Balok-T

 Berat Sendiri (PMS)

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

Panjang girder jembatan, (L) = 8 m Berat satu balok diafragma,

P_d = bd x (hd – ts) x s x wc

= 0,25 m x (0,4 – 0,2 )m x 1,5 m x 25kN/m³ = 1,875 kN

Q_MS = Q pelat lantai + Q girder

= (1,5m x 0,2m) x 25kN/m³ + (0,55m x 0,4m) x 25kN/m³ = 7,5 kN/m + 5,5 kN/m

= 13 kN/m

 Berat Mati Tambahan (PMA)

Beban mati tambahan merupakan seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural, dan besarnya dapat berubah selama umur jembatan.

Tabel 4.2. Berat Mati Tambahan Pada Bang. Atas Jembatan Balok-T NO. JENIS LEBAR (m) TEBAL (m) BERAT (kN/M³) BEBAN (kN/M³) 1 Lapisan aspal 1,5 0,05 22,00 1,650 2 Air Hujan 1,5 0,05 9,80 0,735

Total Beban Mati Tambahan, QMA 2,385

 Beban Lajur “D” (TTD)

Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata (BTR) “q” yang digabung dengan beban garis (BGT) “p”.

Q_TD = q x s = 9 kN /m² x 1,5m = 13,5 kN/m

PTD = ( 1 + FBD ) x p x s = (1 + 0,4) x 49 kN/m x 1,5 m = 102,9 kN

 Beban Truk (T_TT)

Beban Hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh truk ( beban T ). TTT = ( 1 + FBD ) x T = ( 1 + 0,30 ) x 112,5 = 146,25 kN

Catatan : Faktor Pembesaran Dinamik (FBD) untuk Beban Garis Truk adalah 0,3

 Gaya Rem (TTB)

Besarnya gaya rem di perhitungkan sebesar 5% dari beban ”D” tanpa factor beban dinamis.

TTB = 5% [( q x L) + p)]

= 5% [( 9kPa x 8m) + 49kN/m )] x 1,5 m = 9,075 kN

 Beban Angin (T_EW)

Angin dianggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan atas. Apabila suatu kendaraan sedang berada diaatas jembatan, beban garis merata tambahan arah horizontal harus diterapkan pada permukaan lantai.

TEW = 0,0012 x CW x (VW)² = 0,0012 x 1,2 x 30 = 1,296 kN/m Maka, Q_EW

=

^{x T}EW

=

^{x 1,296 kN/m = 0,740 kN/m}  Beban Gempa ( T_EQ)

Gaya gempa vertikal pada balok dihitung dengan menggunakan percepatan vertical ke bawah sebesar 0,1 G.

T_EQ = 0,1 x W_t

= 0,1 x (Q_MS + Q_MA) x L

= 0,1 x (13 kN + 2,384 kN ) x 8 m = 12,3072 kN

b. Pembebanan Abutmen Jembatan Beton Balok-T

 Berat Sendiri

Terdiri dari berat sendiri bangunan atas dan berat sendiri abutmen itu. PMS pelat = (1m x 0,2 m ) . 25kN/ m³ x 4m = 20 kN

P_MSgirder = (0,55m x0,4m ) 25 kN/m³ x 4m = 22 kN Pdiafragma = 0,25m . (0,4 – 0,2 )m . 1m x 25kN/m³ = 1,25 kN Total PMS bangunan atas = 43,25 kN

 Berat Mati Tambahan

Table 4.3. Berat Mati Tambahan Pada Abutmen

NO. JENIS TEBAL (M) BERAT (kN/M³) BEBAN (kN/m³)

1 Lapisan aspal 0,05 22,00 1,10

2 Air Hujan 0,05 9,80 0,49

Total Beban Mati Tambahan 1,59

PMA total = 1,59 kN/m3 . 1m . 4m = 6,36 kN

 Beban Lajur “D” (TTD)

Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata (BTR) “q” yang digabung dengan beban garis (BGT) “p”.

QTD = 9 kPa x 1m = 9 kN/m

PTD = ( 1 + FBD ) x p = (1 + 0,4) x 49 kN/m x 1m = 68,6 kN Maka: P_{TD total} = 9 kN/m . (4m) + 68,6 kN = 74,6 kN

 Beban Truk (T_TT)

Beban Hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh truk (beban T ). TTT = ( 1 + FBD ) x T = ( 1 + 0,30 ) x 112,5 = 146,25 kN

TTT total = 3/2 . 146,25 kN = 219,375 kN

 Gaya Rem (TTB)

Besarnya gaya rem di perhitungkan sebesar 5% dari beban ”D” tanpa factor beban dinamis.

TTB = 5% [( q x L) + p)]

= 5% [( 9kPa x 8m) + 49kN/m )] x 1m = 6,05 kN

 Tekanan tanah (P_TA)

Pada tanah di belakang dinding penahan biasanya mendapatkan beban tambahan yang besarnya setara dengan tanah setebal 0,60 m yang bekerja secara merata pada bagian tanah yang dilewati oleh beban lalu lintas tersebut.

Berat tanah yang dipadatkan, Ws = 17,20 kN/m³

Sudut gesek dalam = 30

Kohesi c = 0 kPa

Faktor reduksi sudut gesek dalam, K _ф^R = 0,70 w_s’ = ws = 17,20 kN/m3

’ = tan ^-1 (K _ф^R tan ф) = tan ^-1 (0,7 x 0,57735) = 22,0058^o K_a = tan² (45^o– ) = tan ²(45^o– ) = 0,4549 Beban tanah akibat beban tambahan sebesar 60 cm (Q_{TA 1}),

QTA 1 = 0,60 x Ws x Ka

= 0,60m x 1m x 17,20 ^KN/M³ x 0,4549 = 4,694 kN/m

Beban tanah akibat tekanan tanah samping (QTA 2), Q_{TA 2} = H x Ws x K_a

= 4m x 1m x 17,20 ^KN/M³ x 0,4549 = 31,297 kN/m’

 Beban Angin (EW)

Angin dianggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan atas. T_EW = 0,0012 x C_W x (V_W)^2\ = 0,0012 x 1,2 x 30 = 1,296 kN/m Maka: PEW = ^{x TEW . 4m = x 1,296 kN/m . 4 m = 2,816 kN}

 Beban Gempa ( T_EQ)

 Beban Gempa Statik Ekivalen ( bangunan atas)

Beban gempa horizontal di distribusikan pada joint pertemuan plat lantai dan plat dinding.

T_EQ = K_h x I x W_t

Koefisien geser tanah, (C) = 0,14 Faktor tipe bangunan, (S) = 1,25 Maka :

Kh = C x S = 0,14 x 1,25 = 0,175 Faktor Kepentingan, (I) = 1,0

Berat total nominal bangunan, (Wt)

Wt = (QMS + QMA) x L + Pdiafragma

= 84kN + 12,72kN + 2,50kN = 99,22 kN

.; maka,

TEQ bang. atas = Kh x I x Wt = 0,175 x 1,0 x 99,22 kN = 17,3635 kN

 Beban Gempa Statik Ekivalen ( bangunan abutment) Wt = 3,8975 m² . 1 m . 25 kN/m³ = 97,4375 kN .; maka,

TEQ bang. atas = Kh x I x Wt = 0,175 x 1,0 x 97,4375 kN = 17,3635 kN

 Tekanan Tanah Dinamis Akibat Gempa

Pengaruh gempa diasumsikan sebagai gaya horizontal statis yang sama dengan koefisien gempa rencana dikalikan dengan berat irisan. Koefisien Tekanan Tanah Aktif pada saat gempa dihitung dengan rumus :

QEQ = H x Ws x AG

K

AG

=

’ = 22,0058^o K_a = 0,4549 ℎ = . S = 0,14 x 1,25 = 0,175 = tan⁻¹ ( _h) = tan⁻¹ (0,175) = 9,926 ^o K_AG

=

⁼

0,866 ∆K_AG = K_AG – K_A = 0,866 - 0,4549 = 0,411 QEQ = H x WS x ∆KAG = 4m x 17,2kN/m³ x 0,411 x 1m =28,277 kN/m