PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN LAYANG (FLY OVER) DI KEDUNGKANDANG MENGGUNAKAN BALOK PRATEGANG MENERUS
DENGAN METODE KESETIMBANGAN BEBAN (LOAD BALANCING)
SKRIPSI
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk memenuhi salah satu persyaratan akademik Dalam menyelesaikan program sarjana teknik
Oleh :
DANA DWI IRMAWAN 201010340311025
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
LEMBAR PENGESAHAN
Judul : PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN LAYANG (FLY OVER) KEDUNGKANDANG MENGGUNAKAN BALOK PRATEGANG MENERUS DENGAN METODE KESETIMBANGAN BEBAN (LOAD BALANCING)
Nama : DANA DWI IRMAWAN Nim : 201010340311025
Pada hari sabtu, tanggal 24 Januari 2015 telah diuji oleh tim penguji :
1. Dr. Ir. Sunarto, MT Dosen penguji I ...
2. Zamzami Septiropa ST., MT Dosen penguji II ...
Disetujui Oleh :
Malang,………..2015
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Rofikatul Karimah, MT Ir. Erwin Rommel, MT
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, dengan mengucapkan puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan limpahan nikmat, serta hidayahnya tak lupa sholawat serta salam pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul Perencanaan Struktur Atas Jembatan Layang (Fly Over) Kedungkandang Menggunakan Balok Prategang Menerus
Dengan Metode Kesetimbangan Beban (Load Balancing)ini dapat terselesaikan.
Tugas Akhir ini dilaksanakan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Sipil di Universitas Muhammadiyah Malang. Adapun penyusunan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan semua pihak, baik secara moril maupun materil. Pada kesempatan ini dengan kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih sebesar – besarnya kepada :
1. Kedua orang tua dan saudara penulis serta semua keluarga yang telah memberikan dukungan tanpa henti.
2. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
3. Ir. Rofikatul Karimah, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang, selaku dosen wali dan juga selaku dosen pembimbing I Tugas Akhir.
4. Ir. Erwin Rommel, MT selaku dosen pembimbing II Tugas Akhir
6. Semua Dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang yang telah membimbing penulis diperkuliahan dari awal sampai sekarang.
7. Bu Dilla T.U jurusan yang telah banyak membantu penulis dalam mengurus persyaratan dan berkas-berkas dalam proses Tugas Akhir
8. Teman-teman seperjuangan Teknil Sipil Universitas Muhammadiyah Malang Hairu Ami Roibafi, Rio Dwisnu Jaya, Satria Maulana Akbar, Hafiz, Sugeng Pamuji, Disah Mahkriful, Ogie Harnando Prawigit, Ruskandi, Aditya dan semua teman angkatan 2009, 2010, 2011, 2012
9. Keluarga dari bapak kos (Pak Edi, Bu Dwi, Yayan, Aqeela) dan teman-teman kost Telogo Al Kautsar 59 yang lama (Mas Deni, Mas Aan, Mas budi, Mas solihin, ipul, Wawan, Endik) maupun yang baru (Kiki, Rias, Faizal)
10.Semua pihak yang membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk serta masukan yang diberikan sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan sesuai waktu yang diharapkan.
Besar harapan semoga Tugas Akhir yang penulis susun dapat bermanfaat dan menambah pengetahuan yang luas bagi pembacanya.
Malang, Februari 2015
i DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ……… i
SURAT PERNYATAAN ……… ii
KATA PENGANTAR ……… iii
ABSTRAK ……… v
DAFTAR ISI ……… vii
DAFTAR TABEL ……… xi
DAFTAR GAMBAR ………... xv
I. PENDAHULUAN ………. 1
1.1. Latar Belakang ……….... 1
1.2. Rumusan Masalah ……… 2
1.3. Batasan Masalah ……… 3
1.4. Tujuan ……… 3
1.5. Manfaat ……… 4
II. TINJAUAN PUSTAKA ………. 5
2.1. Umum ……… 5
2.2. Konsep Desain ……….... 8
2.3. Pembebanan jembatan ……… 10
2.3.1. Aksi dan beban tetap ……… 10
2.3.1.1. Berat sendiri ……… 10
2.3.1.2. Beban mati tambahan ……… 11
ii
2.3.2.1. Beban lajur D ……… 11
2.3.2.2. Beban truk ……… .. 12
2.3.2.3. Factor beban dinamis …...……… 13
2.4. Beton Prategang ..………. 14
2.4.1. Balok prategang menerus ..………. 14
2.4.2. Kesetimbangan beban pada balok menerus ………. 15
2.4.3. System pemberian prategang ……… 16
2.4.4. Material beton prategang …..……… 17
2.4.5. Selubung tendon ……….. 18
2.4.6. Kehilangan prategang ..……… 19
2.4.7. Penulangan geser ..……… 24
2.4.7.1. Kuat geser ..……… 24
2.4.8. Balok ujung ..……… 25
III.METODOLOGI PERENCANAAN ………... 27
3.1. Data Perencanaan .………. 27
3.1.1. Data Umum .………. 27
3.1.2. Data Teknis .………. 27
3.1.3. Spesifikasi bahan untuk Struktur ……….. 28
3.1.4. Metode pelaksanaan ……….. 31
3.2. Tahap Perencanaan ……….. 35
3.2.1. Pembebanan awal ……….. 35
3.2.2. Analisa Data Pembebanan ……….. 36
iii
3.2.4. Analisa Struktur ……….. 36
3.3. FlowChart ……….. 37
IV.PERHITUNGAN STRUKTUR ……… 39
4.1. Perhitungan lantai kendaraan ………... 39
4.1.1. Data lantai kendaraan ………... 39
4.1.2. Pembebanan pada lantai kendaraan ……… 40
4.1.3. Momen pada lantai kendaraan ……… 42
4.1.4. Kombinasi momen ……… 44
4.1.5. Penulangan plat lantai kendaraan ………... 44
4.1.6. Kontrol tegangan geser pons ……… 49
4.1.7. Kontrol lendutan plat lantai kendaraan ………... 51
4.2. Analisa struktur tahap 1 (saat konstruksi) ……… 51
4.2.1. Kantilever A ……… 52
4.2.2. Kantilever B ……… 52
4.2.2.1. Pembebanan ……… 52
4.2.2.2. Analisa gaya yang terjadi akibat berat sendiri box girder … 55 4.2.2.3. Desain gaya prategang tiap segmen dan kontrol tegangan .. . 56
4.2.2.4. Perhitungan kehilangan gaya prategang pada saat konstruksi 65 4.2.2.5. Perhitungan kehilangan gaya prategang total ……… 72
4.2.2.6. Kontrol tegangan pada saat konstruksi setelah terjadi LOP .. 73
4.2.2.7. Daerah aman tendon untuk tahap 1 (tahap konstruksi) ……. 75
4.2.2.8. Pembesian box girder ……… 76
iv
4.2.2.8.2. Kantilever B ……… 78
4.2.2.9. Desain end block pada setiap segmen tahap konstruksi …… 86
4.3. Analisa struktur tahap 2 (saat service) ……… 89
4.3.1. Pembebanan ……… 89
4.3.1.1. Beban mati ……… 89
4.3.1.2. Beban hidup ……… 91
4.3.2. Desain segmen tengah ……… 91
4.3.3. Desain gaya prategang pada setiap kantilever………94
4.3.4. Kehilangan gaya prategang tahap 2 ……… 97
4.3.4.1. Kehilangan gaya prategang total ……… 101
4.3.5. Desain daerah aman tendon tahap 2 ……… . 102
4.3.6. Desain end blok tahap 2 ……… . 103
4.4. Desain shear key pada joint antar segmen ……….. 104
4.5. Tinjauan terhadap geser ……….. 108
4.6. Tinjauan terhadap torsi ……….. 112
4.6.1. Perhitungan momen penyebab torsi ……….. 113
4.6.2. Perhitungan torsi ijin ……….. 116
4.7. Kontrol lendutan ……….. 118
4.7.1. Tahap konstruksi ……….. 118
4.7.2. Tahap daya layan ……….. 120
V. KESIMPULAN ……….. 121 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN BAGIAN 1 : ANALISA STAADPRO :
1. Hasil Staadpro Lantai Kendaraan
2. Hasil Staadpro Pemasangan box girder setiap segmen 3. Hasil Staadpro pengangkatan box girder setiap segmen 4. Hasil Staadpro Tahap 2 (Tahap Service)
LAMPIRAN BAGIAN 2 GAMBAR STRUKTUR :
1. Layout rencana jembatan sesungguhnya 2. Tampak memanjang rencana jembatan
3. Tampak memanjang jembatan (study perencanaan T.A) 4. Proses konstruksi pemasangan segmen 1 hingga 4 5. Daerah aman tendon tahap konstruksi (segmen 1 dan 2) 6. Daerah aman tendon tahap konstruksi (segmen 3 dan 4) 7. Tampak atas tendon tahap konstruksi
8. Detail end block di setiap pemasangan segmen (tahap konstruksi) 9. Posisi tendon di setiap joint (tahap konstruksi)
10.Daerah aman tendon pada kantilever A dan B (tahap service) 11.Tampak atas dan memanjang posisi tendon (tahap service) 12.Posisi tendon pada setiap joint (tahap service)
13.Detail end block (tahap service)
14.Penulangan non prategang pada kantilever A 15.Penulangan non prategang pada kantilever B 16.Desain shear key pada setiap joint
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standardisasi Nasional (BSN)., 2004. Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan (RSNI T – 12 – 2004).
Badan Standardisasi Nasional (BSN)., 2005. Standar Permbebanan untuk Jembatan (RSNI T – 02 – 2005).
Dewi, S.M., 2003. Beton Prategang.Sidoarjo : Citramedia.
Nawy, E.G., Bambang., 2001. Beton Prategang (suatu pendekatan mendasar) Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Hadipratomo, Winarno., 1994. Struktur Beton Prategang. Bandung : Nova.
Lin T.Y., Ned H. Burns., 2000a. Desain Struktur Beton Prategang jilid 1. Surabaya : Erlangga.
Lin T.Y., Ned H. Burns., 2000b. Desain Struktur Beton Prategang jilid 2. Surabaya : Erlangga.
Puspitasari, N.D., 2011. Perencanaan Jembatan Palu IV Dengan Konstruksi Box Girder Segmental Metode Pratekan Statis Tak Tentu. ITS, Surabaya
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Pada umumnya, jembatan mempunyai peran dalam menghubungkan dua tempat yang dipisahkan oleh sungai, tebing atau yang lainnya. Namun seiring dengan berkembangnya waktu, jembatan mempunyai peranan yang semakin luas seperti dalam hal memecah kemacetan di suatu kota. Jembatan seperti itu disebut sebagai jembatan layang atau fly over. Sehingga, jembatan adalah struktur yang sangat penting untuk mengatasi berbagai halangan yang ada guna memperlancar transportasi antar daerah agar lebih efektif dan efisien.
Berbagai macam bentuk konstruksi jembatan telah berkembang sampai saat ini mulai dari jembatan kayu, jembatan baja, dan jembatan beton. Jembatan dengan bahan beton sendiri telah banyak dikenal dalam dunia konstruksi. Dewasa ini, dengan kemajuan teknologi beton dimungkinkan untuk memperoleh bentuk penampang beton yang beragam. Bahkan dalam kenyataannya sekarang jembatan beton ini tidak hanya berupa beton konvensional saja, tetapi telah dikembangkan berupa jembatan dengan struktur utama berupa beton prategang.
2
beton prategang ialah penampang struktur lebih kecil dan langsing serta dapat mempunyai bentang yang lebih panjang, lendutan akhirnya pun lebih kecil meskipun bentang dan dimensinya terlihat lebih langsing.
Pada tugas akhir perencanaan struktur atas jembatan layang (fly over) di Kedung Kandang ini menggunakan beton prategang menerus. Metode perencanaan yang digunakan adalah metode kesetimbangan beban. Sedangkan metode pelaksanaan yang digunakan adalah metode segmental. Konsep kesetimbangan beban berguna dalam pemilihan profil tendon yang dapat memberikan system gaya yang paling disukai pada beton. Sehingga metode kesetimbangan beban pada dasarnya adalah reaksi internal yang terjadi pada kabel prategang pada balok. Reaksi internal inilah yang nantinya akan mengimbangi jenis beban luar. Suatu pertimbangan lain dalam pemilihan konsep yang layak adalah factor kesederhanaan dari analisis dan desain.
1.2. Rumusan Masalah
Adapun yang menjadi permasalahan pada penyusunan tugas akhir ini adalah :
Bagaimana analisa struktur atas jembatan dalam proses perakitan
yang menggunakan metode segmental dengan alat bantu berupa gantry?
Bagaimana analisa struktur atas jembatan yang merupakan balok
3
1.3. Batasan Masalah
Adapun permasalahan yang akan dibahas dalam penyusunan tugas akhir ini adalah :
1. Study perencanaan pada proyek pembangunan jembatan layang (fly over) kedung kandang.
2. Metode perencanaan balok prategang menerus pada tugas akhir ini adalah metode kesetimbangan beban.
3. Metode pelaksanaan yang digunakan dalam desain adalah segmental kantilever dengan alat bantu gantry.
4. Study perencanaan balok prategang bertipe box non prismatik. 5. Study perencanaan ada pada dua bentang yang masing – masing
bentang mempunyai panjang 30 meter.
6. Metode perhitungan untuk pembebanan jembatan menggunakan RSNI T-02-2005.
7. Tidak merencanakan tebal perkerasan.
8. Tidak mrencanakan penentuan lay out jembatan.
9. Tidak merencanakan tentang penentuan ketinggian bebas terhadap jembatan atau jalan yang berada di bawah fly over.
10. Tidah membahas rencana anggaran biaya. 1.4. Tujuan
4
Untuk mnganalisa struktur atas jembatan pada saat proses perakitan yang menggunakan metode segmental dengan alat bantu berupa gantry.
Untuk menganalisa struktur atas jembatan yang merupakan balok prategang tipe box non prismatic pada tahap service.
1.5. Manfaat
