BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Jembatan merupakan suatu struktur yang dibangun untuk menyeberangi jurang atau rintangan seperti sungai, rel kereta ataupun jalan raya. Sedangkan menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 34 Tahun 2006 tentang Jalan, yang dimaksud dengan “jembatan” adalah jalan yang terletak di atas permukaan air dan/atau di atas permukaan tanah.Dengan adanya jembatanmemungkinkan penyeberangnya berjalan di atas rintangan tersebut.
Dalam perkembangannya pembangunan jembatan sangat berkaitan dengan upaya pengembangan wilayah dalam mendukung kegiatan ekonomi seperti pertanian, perkebunan, perikanan, peternakan, industri, pariwisata, pertambangan serta pengembangan kegiatan sosial kemasyarakatan.
Jembatan sebagai suatu infrastruktur jaringan jalan merupakan bagian dari peningkatan perekonomian baik dalam skala daerah maupun nasional.Jembatan pertama merupakan jalan yang dibuat dari gelondongan kayu, dengan pondasi yang sederhana.Kayu ini merupakan suatu bahan konstruksi yang didapatkan dari tumbuhan di alam, biasanya pepohonan atau juga semak-semak, sehingga untuk jaman tersebut material kayu relatif mudah untuk didapatkan.Kayu ini merupakan material heterogen, higroskopis, cellularm dan anisotrotopik yang terdiri dari selulosa (40%-50%) dan hemiselulosa 25%) yang diikat oleh lignin (15%-30%).Jenis jembatan sederhana ini memiliki kekuatan yang cukup tinggi dan sangat cocok dibangun di daerah pedestrian untuk melewati sungai. Pada abad ke 18, muncullah inovasi desain akan jembatan-jembatan kayu dan seiring dengan revolusi industri pada abad ke 19, sistem rangka batang mulai diterapkan untuk membangun jembatan. Saat ini simulasi pembangunan jembatan kayu dapat kita jumpai didaerah – daerah pedestrian termasuk didalamnya terdapat daerah pemukiman dan daerah pertanian sebagai salah satu jalur penghubung antara suatu daerah ke daerah lainnya
digunakan pada daerah – daerah pedestrian adalah karena bahannya mudah didapatkan di daerah – daerah pedestrian selain itu juga relatif mudah dikerjakan dan lebih ekonomis bila dibandingkan menggunakan jembatan jenis lain.
Menurut sejarah, jembatan pertama kali dibuat dengan menggunakan batang kayu yang dibuat untuk menyeberangi sungai, kemudian pemakaian bambu yang diikat menjadi satu-kesatuan menjadi pilihan alternatif selain batang kayu.Setalah itu, batu mulai digunakan, namunhanya sebatas pembuatan rangkanya saja.
Pada abad ke-18, pengembangan-pengembangan jembatan kayu mulai banyak dilakukan manusia, diantaranya oleh Hans Ulrich, Johannes Grubenmann dan lain-lain.
Untuk saat ini, jembatan kayu masih banyak digunakan manusia, dengan teknologi yang semakin modern dan gaya arsitektur yang semakin indah, jembatan kayu ini dapat kita lihat berada di taman perkotaan, pemukiman, hutan, tempat wisata, dan persawahan.
Di Negara Indonesia dapat dengan mudah kita temui bahan dasar kayu karena Indonesia termasuk salah satu Negara yang mempunyai hutan terbesar di dunia. Akan tetapi, pada jaman sekarang manusia harus menyadari akan pentingnya kelangsungan hutan bagi keseimbangan alam. Maka, dibuatlah pembudidayaan pohon untuk menghasilkan kayu berkualitas untuk dapat digunakan sebagai keperluan bahan bangunan, salah satunya jembatan.
Dengan pembudidayaan tersebut, maka penggunaan bahan dasar kayu dapat dengan mudah didapat untuk pembuatan jembatan kayu. Selain itu, bahan kayu relatif lebih murah dibandingkan bahan dasar lain.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penyusunan proposal desain jembatan kayu ini adalah: 1. Mengikuti Kompetisi Jembatan Indonesia ke-9 2013
2. Mengembangkan kreatifitas penulis dalam hal perencanaan jembatan kayu yang memenuhi standar peraturan yang berlaku pada konstuksi jembatan kayu dan menerapkan ilmu yang didapat selama mengikuti perkuliahan. 3. Mendesain struktur atas jembatan rangka kayu untuk pejalan kaki yang
kokoh, inovatif, serta berwawasan lingkungan;
4. Menghitung rencana anggaran biaya pembuatan jembatan dan;
5. Merencanakan metode kerja secara tepat sehingga pelaksanaan mudah, efisien serta mendapatkan durasi yang singkat untuk merangkai jembatan.
1.3 Ruang Lingkup Pembahasan
Lingkup pembahasan pada proposal ini adalah sebagai berikut :
1. Mendisain struktur rangka atas jembatan rangka kayu untuk pejalan kaki dengan memperhatikan nilai estetika dan kekokohan struktur rangka;
2. Pemilihan bahan dasar kayu untuk struktur jembatan dengan memperhatikan mutu yang baik serta yang banyak dipasaran dan kayu yang dibudidayakan; 3. Perhitungan kontrol tegangan terhadap tegangan lentur, tegangan geser,
tegangan tekan dan tegangan tarik;
4. Beban yang diperhitungkan adalah beban mati, beban hidup dan beban eksternal (beban angin untuk jembatan sebenarnya);
5. Perencanaan sambungan pada jembatan; 6. Rencana anggaran biaya jembatan model. 7. Metode pelaksanaanjembatan model.
BAB II
DESAIN JEMBATAN UKURAN SEBENARNYA (Jembatan Rangka Kayu Pejalan Kaki Bentang16 m)
2.1 Dasar Teori Perancangan
2.1.1 Jembatan Kayu
Jembatan merupakan suatu elemen atau bagian dari jalan. Menurut sejarah, jembatan yang pertama dibangun adalah pada tahun 2650 SM oleh Raja Manes dari Mesir untuk menyeberangi sungai Nil.
Pada tahun 783 SM dibangun oleh Ratu Semirawis dari Babilonis untuk melintasi sungai Efhrat.
Di Indonesia menurut sejarah jembatan kayu yang memakai pekuatan kabel pertama kali dibangun pada zaman kerajaan Majapahit, oleh seorang yang bernama Kapati. Pada zaman itu dia menjadikan serat bambu yang diikat dan dijadikan sebuah tali dan kemudian digunakan untuk menyeberangkan pasukan Majapahit.
2.1.2 Fungsi Jembatan
Jembatan berfungsi sebagai penghubung dua ruas atau beberapa ruas jalan yang dipisahkan oleh sungai atau melintasi ruas jalan yang tak sebidang.
2.1.3 Bentuk struktur jembatan.
Jembatan diklafikasikan menurut bentuk struktur:
Jembatan gorong-gorong (culvert bridge):
Jembatan plat (plate bridge):
Jembatan gelagar (girder bridge):
Jembatan pelengkung/busur (arch bridge):
Jembatan rangka (truss bridge):
Jembatan portal (rigid frame bridge):
Jembatan “box girder”:
Jembatan kabel (cable-stayed bridge): 2.1.4 Kayu
Kayu adalah suatu bahan konstruksi yang didapatkan dari tumbuhan dalam alam. Karena itu tidak hanya merupakan salah satu bahan kontruksi pertama di dalam sejarah umat manusia, tetapi mungkin juga menjadi yang terakhir. Sebagai salah satu bahan konstruksi pertama, jauh sebelum ilmu pengetahuan, khusus matematika, memperlengkap kita dengan suatu teori untuk perencanaan konstruksi, maka teknik penggunaan kayu sebagai bahan konstruksi pada jaman yang lampau didasarkan hanya atas pengalaman dan intuisi. Sekarang kita maklum bahwa Ilmu Teknik Konstruksi Kayu (Timber Engineering), yang dimulai perkembangannya terutama di Jerman pada abad ke-20, telah dan masih terus mengalami transisi dari suatu bidang pengetahuan pertukangan kayu tradisional ke suatu ilmu pengetahuan berdasarkan perhitungan matematis yang sudah lama dipergunakan pada konstruksi-konstruksi baja dan beton. Dalam perkembangan teknik penggunaan kayu sebagai bahan konstruksi yang lebih rasional, perlu disebut khusus:
- Pengetahuan sifat-sifat jenis-jenis kayu serta faktor-faktor pengaruh - Sambungan dan alat-alat penyambung
- Pengawetan
Mutu dari suatu jenis kayu ditentukan oleh sifat fisiknya seperti warna, tekstur, serat, kesan raba, bau, nilai dekoratif dan sifat-sifat pengerjaan seperti sifat pengetaman, pebubutan pemboran, dan pengampelasan. Dalam satu hal, kualitas mungkin ditentukan dari kerapatan, penampilan, cacat kayu yang terkandung seperti mata kayu, miring serat, lubang gerej yang akan mempengaruhi pengerjaan dan pemakaiannya (Wirjomantoro, 1977).
Sifat Mekanik Kayu antara lain: 1. Keteguhan Tarik
Keteguhan tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan tarik
a. Keteguhan tarik sejajar arah serat dan b. Keteguhan tarik tegak lurus arah serat.
Kekuatan tarik terbesar pada kayu ialah keteguhan tarik sejajar arah serat. Kekuatan tarik tegak lurus arah serat lebih kecil daripada kekuatan tarik sejajar arah serat.
2. Keteguhan tekan / Kompresi
Keteguhan tekan/kompresi adalah kekuatan kayu untuk menahan muatan/beban. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan tekan yaitu :
a. Keteguhan tekan sejajar arah serat dan b. Keteguhan tekan tegak lurus arah serat.
Pada semua kayu, keteguhan tegak lurus serat lebih kecil daripada keteguhan kompresi sejajar arah serat.
3. Keteguhan Geser
Keteguhan geser adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian kayu tersebut turut bergeser dari bagian lain di dekatnya. Terdapat 3 (tiga) macam keteguhan yaitu :
a. Keteguhan geser sejajar arah serat
b. Keteguhan geser tegak lurus arah serat dan c. Keteguhan geser miring
Keteguhan geser tegak lurus serat jauh lebih besar dari pada keteguhan geser sejajar arah serat.
4. Keteguhan lengkung (lentur)
Keteguhan lengkung/lentur adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban mati maupun hidup selain beban pukulan. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan yaitu :
a. Keteguhan lengkung statik, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara perlahan-lahan.
b. Keteguhan lengkung pukul, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara mendadak.
5. Kekakuan
Kekakuan adalah kemampuan kayu untuk menahan perubahan bentuk atau lengkungan.Kekakuan tersebut dinyatakan dalam modulus elastisitas.
6. Keuletan
Keuletan adalah kemampuan kayu untuk menyerap sejumlah tenaga yang relatif besar atau tahan terhadap kejutan-kejutan atau tegangan-tegangan yang berulang-ulang yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen dan kerusakan sebagian.
7. Kekerasan
Kekerasan adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya yang membuat takik atau lekukan atau kikisan (abrasi). Bersama-sama dengan keuletan, kekerasan merupakan suatu ukuran tentang ketahanan terhadap pengausan kayu.
8. Keteguhan Belah
Keteguhan belah adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha membelah kayu.Sifat keteguhan belah yang rendah sangat baik dalam pembuatan sirap dan kayu bakar.Sebaliknya keteguhan belah yang tinggi sangat baik untuk pembuatan ukir-ukiran (patung).Pada umumnya kayu mudah dibelah sepanjang jari-jari (arah radial) dari pada arah tangensial.
Ukuran yang dipakai untuk menjabarkan sifat-sifat kekuatan kayu atau sifat mekaniknya dinyatakan dalam kg/cm2. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanik kayu secara garis besar digolongkan menjadi dua kelompok :
a. Faktor luar (eksternal): pengawetan kayu, kelembaban lingkungan, pembebanan dan cacat yang disebabkan oleh jamur atau serangga perusak kayu.
b. Faktor dalam kayu (internal): BJ (Berat Jenis), cacat mata kayu, serat miring dan sebagainya.
Walaupun memiliki kekuatan yang lebih lemah dibandingkan dengan baja atau beton, namun kayu memiliki kelebihan lain, diantaranya :
1. Mempunyai daya penahan yang tinggi terhadap pengaruh kimia dan listrik
2. Bahan murah dan mudah untuk didapatkan
3. Mudah dikerjakan, sehingga tidak memerlukkan tenaga kerja khusus 4. Memiliki nilai artistik lebih tinggi dibanding baja atau beton
5. Bahan kayu masih bisa didaur ulang dan dapat digunakan kembali
Adapun, dalam penggunaan kayu sebagai bahan bangunan juga memiliki beberapa kelemahan , diantaranya :
1. Sifat kurang homogen dengan cacat-cacat alam seperti arah serat yang berbentuk menampang, spiral, dan diagonal, mata kayu, dan sebagainya
2. Beberapa kayu bersifat kurang awet dalam keadaan-keadaan tertentu. 3. Kekuatannya lebih rendah dibanding baja atau beton
4. Keawetan kayu lebih rendah dibanding baja atau beton 5. Lebih mudah terbakar
Dalam perencanaan jembatan kayu selalu harus diperhatikan khusus : 1. Supaya dihindarkan lengas tinggi (kelembaman) yang berlangsung
lama;
2. Supaya pemeliharaan dan penggantian bagian-bagian sedapat mungkin dapat dilaksanakan tanpa biaya tinggi serta tanpa mengganggu lalu lintas.
2.1.5 Pembangunan Konstruksi Rangka Batang
Rangka batang merupakan suatu bagan yang terdiri dari sejumlah batang-batang yang disambung satu dengan yang lain pada kedua ujungnya, sehingga membentuk suatu kesatuan yang kokoh. Untuk rangka batang dapat bermacam-macam sesuai dengan fungsi konstruksi, seperti konstruksi untuk jembatan, gading-gading atap, derek, menara dan sesuai dengan konstruksi bahan yang digunakan, baja atau kayu. 1
Dalam pembuatan jembatan kayu, pasti memerlukan sambugan-sambungan yang digunakan untuk menyambungkan batang-batang yang ada.Sambungan-sambungan ini dalam analisis hitungan dianggap sebagai sendi bebas, yaitu suatu sambungan sendi yang licin dan bebas geseran.Sambungan ini selanjutnya disebut simpul. Berdasarkan anggapan tersebut, maka batang-batang pada rangka batang bersifat seperti tumpuan pendel, sehingga padanya hanya timbul gaya aksial saja. Hal tersebut akan terjadi apabila gaya-gaya tersebut menangkap pada simpul. Dengan demiian suatu konstruksi rangka batang jika dibebani gaya pada simpul akan hanya mengalami Gaya Normal, yang selanjutnya disebut gaya batang. Gaya batang ini bersifat tarik atau tekan.
Struktur rangka batang adalah struktur yang disusun dari batang-batang yang diletakkan pada suatu bidang dan dihubungkan melalui sambungan sendi pada ujung–ujungnya. Struktur rangka batang dikatakan stabil jika tidak terjadi pergerakan titik pada struktur diluar pengaruh deformasi elemen. Susunan stabil biasanya merupakan rangkaian segitiga.
Perhitungan kestabilan struktur kerangka: m = 2 j – r
Ket : m = banyaknya batang untuk syarat kestabilan internal j = banyaknya titik
r = banyaknya reaksi perletakan untuk kestabilan eksternal
Apabila ma adalah banyaknya batang pada suatu struktur rangka batang, maka : ma<m; rangka batang tidak stabil internal
ma = m; rangka batang statis tertentu internal
Gambar 2. Reaksi struktur rangka
terhadap beban Gambar 1. Struktur rangka
2.1.6 Tegangan yang diperkenankan2.
Tabel 1. Daftar Tegangan Kayu Mutu A
Kelas Kuat Jati
I II III IV V (Tectonagr andis) σlt (Kg/cm²) σtk// = σtr// (Kg/cm²) σtk ┴ (Kg/cm²) τ// (Kg/cm²) 150 130 40 20 100 85 25 12 75 60 15 8 50 45 10 5 - - - - 130 110 30 15 Keterangan :
σlt = Tegangan lentur yang diijinkan σtk// = Tegangan tarik serat yang diijinkan
σtr// = Tegangan tekan sejajar serat yang diijinkan σtk ┴ = Tegangan tegak lurus serat yang diijinkan τ// = tegangan geser sejajar serat yang diijinkan
Tabel 2. Daftar kekuatan Kayu Indonesia
Kelas Berat Jenis Kekakuan lengkung Kekuatan Tekan
Kuat Absolut (Kg/cm²) Absolut (Kg/cm²)
I II III IV V >0,90 0.90 – 0,60 0,60 – 0,40 0,40 – 0,30 < 0,30 > 1100 1100 – 725 725 – 500 500 – 360 < 360 > 650 650 – 425 425 – 300 300 – 215 < 215
Tabel 3. Daftar keawetan Kayu Indonesia
Kelas Awet I II III IV V
selalu
berhubungan dengan tanah lembab
8 tahun 5 tahun 3 tahun Sangat pendek
Sangat pendek
Hanya terbuka terhadap angin dan iklim tetapi dilindungi
terhadap
pemasukan air dan kelemasan 20 tahun 15 tahun 10 tahun Beberapa tahun Sangat pendek Dibawah atap tidak berhubungan dengan tanah lembab dan dilindungi terhadap kelemasan Tak terbatas Tak terbatas Sangat lama Beberapa tahun Pendek Seperti diatas tetapi dipelihara yang baik, selalu dicat, dan sebagainya Tak terbatas Tak terbatas Tak terbatas 20 Tahun 20 Tahun Serangan oleh
rayap Tidak Jarang
Agak cepat Sangat cepat Sangat cepat Serangan oleh
bubuk kayu kering Tidak Tidak
Hampir tidak Tak seberapa Sangat cepat
Tabel 4. Elastisitas kayu sejajar serat
Kelas Kuat Kayu E ( Kg/cm2 )
I 125.000
II 100.000
III 80.000
IV 60.000
Korelasi tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A : 1. σlt (Teg.izin lentur) :
σlt = 170.g
2. σtkII = σtrII(Teg.izin tarik/tekan sejajar serat) : σtkII = σtrII = 150.g
3. σtk┴ (Teg.izin tekan tegak lurus serat) : σtk┴ = 40.g
4. τII(Teg.izin tekan tegak lurus serat) : τII = 20.g
Pengaruh keadaan konstruksi dan sifat muatan terhadap tegangan yang diperkenankan :
1. Faktor 2/3
a. Untuk konstruksi selalu terendam air;
b. Untuk konstruksi tidak terlindung dan kemungkinan kadar lengas kayu akan selalu tinggi.
2. Faktor 5/6
Untuk konstruksi tidak terlindung, tetapi kayu dapat mengering dengan cepat.
3. Faktor 5/4
a. Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan muatan angin.
2.1.7 Dimensi penampang3
1. Batang Tarik
s s
Dimana
Dimana ; s = Gaya tarik (Kg )
Fnt = Luas netto penampang ( cm2 )
2. Batang Tekan √
Dimana ; = Angka kelangsingan S = Gaya tarik ( Kg )
Fbr = Luas bruto penampang ( cm2 ) Fnt = Luas netto penampang ( cm2 ) Imin = Momen lembam minimum (cm4) imin = Jari-jari lembam minimum (cm) Lk = Panjang tekuk (cm)
ω Daftar 3 PKKI 1961 berdasarkan nilai
3“Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia”, PKKI 1961 Pasal 9, 10 dan 11. Gambar 3. Batang Tarik
2.1.8 Sambungan Dowel4
Dasar perencanaan sambungan pen dowel mengacu pada jumlah luas bidang geser yang timbul akibat gaya batang dibagi dengan nilai kuat izin geser sejajar serat ( τII ).Kuat izin geser sejajar serat ditentukan sesuai dengan korelasi tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A (Pasal 5, daftar II b, PKKI 1961 ) yaitu :
g = berat jenis kayu kering udara
Dan juga harus dikontrol tegangan dalamnya tidak boleh melebihi tegangan izin tarik sejajar serat yang nilainya.
Nilai di atas harus dikalikan lagi dengan faktor keadaan konstruksi dan sifat muatan sesuai dengan Pasal 6 PKKI 1961.Dalam perencanaan sambungan ini digunakan kondisi pada pasal :
1. Pasal 6.1.b ( faktor 5/6 )
Untuk konstruksi yang tidak terlindung , tetapi kayu itu dapat mengering dengan cepat.
2. Pasal 6.2.b ( faktor 5/4 )
Untuk bagian – bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan tidak tetap
2.2 Kriteria Perancangan 2.2.1 Spesifikasi Jembatan
1. Nama Jembatan : Si Pitung
2. Peruntukan : Lalu lintas pedestrian 3. Jenis Jembatan : Through Type Truss
4. Sistem struktur : rangka batang dengan girder ganda 5. Lebar Jembatan : 3,28 m.
6. Bentang Jembatan : 16 m. 7. Tinggi Jembatan : 1,8 m.
8. Clearence : 2,4 meter dari MAB sungai. 9. Perletakan : Rol dan sendi.
10. Dimensi Penampang (b;h) :
a. Gelagar Induk Memanjang (Girder) : 8 : 20 (Double) b. Rangka Atas (Horizontal) : 8 : 20 (Double)
c. Rangka Diagonal dan Vertikal : 6 : 20 (Single) d. Gelagar Melintang (Diafragma) : 8 : 20 (Double) 11. Lantai jembatan : PapanMultipleks 9 cm.
2.2.2 Spesifikasi Material Struktur Utama yang Digunakan
1. Jenis : Kayu Jati mutu A
2. Kelas Kuat : II
3. Berat jenis kering udara : 0,7g/cm3 4. Elastisitas : 100.000kg/cm2
5. Korelasi Tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A : a. Teg. Izin untuk lentur
dikalikan 5/6 (konstruksi tidak terlindung) dikalikan 5/4(muatan tetap dan tidak tetap)
b. Teg. Izin sejajar serat untuk tekan dan tarik dikalikan 5/6 (konstruksi tidak terlindung) dikalikan 5/4(muatan tetap dan tidak tetap)
c. Teg. Izin tegak lurus serat untuk tekan
dikalikan 5/6 (konstruksi tidak terlindung) dikalikan 5/4(muatan tetap dan tidak tetap)
d. Teg. Izin sejajar serat untuk geser
dikalikan 5/6 (konstruksi tidak terlindung) dikalikan 5/4(muatan tetap dan tidak tetap)
2.2.3 Spesifikasi Alat Sambung
Jenis Sambungan :Pen Dowel Kayu Jenis Kayu : Kayu Jati mutu A Tebal Pasak : 28 mm
Panjang Pasak : 200mm Kelas Kuat :II
BJ :0,7 kg/cm2
Elasitisas :100.000kg/cm2
Mengacu pada perencanaan sambungan yaitu konstruksi tidak terlindungi serta dibebani muatan tetap dan tidak tetap, maka nilai kuat izin geser sejajar serat dan tegangan izin tarik sejajar serat menjadi:
a. Tegangan Geser Diperkenankan :
b. Tegangan Tarik/ Tekan diperkenankan :
2.2.4 Spesifikasi Pembebanan
1) Pembebanan untuk pejalan kaki ( Qll )
Semua elemen dari trotoar atau jembatan penyeberangan yang langsung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk beban nominal 5 kPa5.
Beban hidup pejalan kaki tersebar merata di lantai jembatan sebesar = 0,5 T/m2
2) Aksi Lingkungan (Beban Angin)6
Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat angin tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut :
TEW = 0,0006 . Cw . (Vw)2. Ab . 30% [ kN ] dengan pengertian :
VW = kecepatan angin rencana (m/s).
Ab = luas koefisien bagian samping jembatan (m2) Cw = koefisien seret
Tabel 5. Faktor beban akibat beban angin
Tabel 6. Koefisien seret (Cw)
5RSNI T02 – 2005, Pasal 6.9, Hal 27.
Perhitungan Beban angin Vw ultimite = 35 m/s Cw = 1,59 ( interpolasi ) Ab = 26,4 m2 TEW = 0,0006 Cw.(Vw)2.Ab.30% [kN ] TEW = 0,0006 x 1,59 x 352 x 26,4 x 30% = 9,256 kN W per titik = 0,9256 T/18 = 0,0514 T W pada perletakan = ½ . 0,051 T = 0,02572 T 2.2.5 Peraturan yang digunakan
Sebagaia acuan untuk pengecekan desain struktur, digunakan Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI) tahun 1961. Untuk pembebanan digunakan RSNI T 02 – 2005 tentang standar pembebanan untuk jembatan.
2.2.6 Metode Perancangan dan Pelaksanaan Jembatan Rangka Kayu
Gambar 5. Siklus perencanaan PERENCANAAN
DISAIN
KONSTRUKSI
2.3 Sistem Struktur
Gambar 6. Struktur Jembatan
Banyaknya batang untuk syarat kestabilan internal, m = 33 Banyaknya titik, j = 18
Banyaknya reaksi perletakan untuk kestabilan eksternal, r = 3 ( 1 Rv dan 1 Rh dari sendi dan 1 Rv dari rol )
m = 2 j – r 33 = 2.18 – 3
33 = 33...ma = m;rangka batang statis tertentu internal
Adapun sistem struktur yang direncanakan pada jembatan ini, yaitu sebagai berikut:
1. Girder ganda
Jembatan ini memakai sistem double girderatau girder ganda, dimana dengan memakai sistem struktur ini akan membuat pemasangan
sambungan kerangka menjadi lebih mudah dibandingkan dengan sistem girder biasa. Sebagai salah satu perkuatan yang utama pada struktur jembatan, girder ganda memberikan pergaruh pada momen punter, dimana sistem ini akan memberikan kekuatan sehingga menjadi lebih kaku dan kuat.
2. Rangka batang atas ganda
Tujuan dari memakai sistem ini, dimaksudkan agar workability menjadi meningkat dengan kata lain menjadi lebih praktis dan efektif jika dibandingkan dengan memakai sistem batang tunggal dengan memakai banyak pelat.
3. Gelagar melintang diperkuat dengan gelagar anak / memanjang Dengan memakai sistem gelagar anak ini, diyakini sebagai mempengaruhi kekuatan lendutan menjadi lebih kecil pada gelagar melintang.
2.4 Modelisasi Struktur
Gambar 7. Pemodelan struktur.
Semua kayu yang digunakan memilki kelas kuat II, di mana modulus elastisitasnya menggunakan E = 100.000 kg/cm2.
Perhitungan rangka akibat beban hidup, angin dan beban mati dilakukan dengan bantuan software SAP2000 V 15.
Gambar 8. Beban hidup terbagi rata pejalan kaki
Gambar 9. Beban angin
Setelah beban-beban yang akan bekerja diasumsikan sesuai dengan aturan yang berlaku, langkah selanjutnya adalah pengecekan besar lendutan pada setengah bentang dimana lendutan terbesar terjadi. Besar lendutan maksimum yang
diperbolehkan mengikuti rumus ⁄ , dengan L adalah panjang bentang jembatan (cm).
Berdasarkan rumus tersebut maka lendutan maksimum bernilai
⁄ .
Gambar 10. Lendutan akibat beban yang bekerja sebesar 18,567 mm
2.5 Analisis Struktur
Gambar 12. Penamaan Batang
Besarnya gaya-gaya batang yang bekerja disajikan dalam tabel berikut:
Tabel 7. Gaya-Gaya Batang Akibat Pembebanan
Batang Gaya Aksial
(kg)
Sifat Batang Gaya Aksial
(kg) Sifat 1 -4.589,43 Tekan 10 -11.861,66 Tekan 2 -6.298,16 Tekan 11 2.224,53 Tarik 3 6.829,13 Tarik 12 9.536,54 Tarik 4 -385,44 Tekan 13 63,08 Tarik 5 16,62 Tarik 14 -11.861,66 Tekan 6 -6.294,13 Tekan 15 -2.350,23 Tekan 7 -5.798,30 Tekan 16 12.936,93 Tarik 8 9.874,50 Tarik 17 3.081,36 Tarik 9 4.099,87 Tarik 2.6 Desain komponen
2.6.1 Cek Dimensi Penampang a. Batang Tekan
Gaya tekan terbesar terletak pada batang terbesar pada batang 10 (-11.861,66 kg).Dimensi 8/20 double.
√( ) ( )
√( ) ( ) = 5,773 = 1,133 (interpolasi) b. Batang Tarik
Gaya tarik terbesar berada pada batang 16 (12.936,93 kg) Perlemahan akibat lubang pen dowel sebesar 30%
( ) ( )
c. Cek Dimensi Gelagar Gelagar Melintang
Gambar 13. Gelagar Melintang Pada Jembatan
Beban-beban yang diterima 1 gelagar melintang : 1,5 m
1.Pembebanan = 0,5 T.m2 / 1,5 m = 0,333T/m 2.Multiplek = 1,5 m x 0,04 m x 0,7 T/m3 = 0,042 T/m 3.Gelagar = 0,16 m x 0,2 m x 0,7 T/m3 = 0,0244T/m +
Wu = 0,3994T/m
Besar Momen akibat Wu1 :
( )
Cek gelagar melintang terhadap lentur :
Gelagar Memanjang (Gelagar Anak)
Gambar 14. Gelagar Memanjang Pada Jembatan
Beban-beban yang diterima 1 gelagar memanjang :
1.Multiplek = 4 m x 0,04 m x 0,7 T/m3 = 0,042 T/m 2.Gelagar = 0,06 m x 0,2 m x 0,7 T/m3 = 0,0084T/m +
Wu = 0,0504T/m
Besar Momen akibat Wu1 :
( )
Cek gelagar melintang terhadap lentur :
2.6.2 Perhitungan Sambungan Pen Dowel
Perhitungan jumlah pen dowel didasarkan pada perilaku pen dowel yang mana gaya yang bekerja dianggap menjadi gaya geser semuanya,namun hasil tersebut perlu dikontrol juga terhadap tegangan dalam yang timbul (tegangan ijin sejajar serat).Perhitungan dilakukan untuk setengah bentang, karena setengah bentang lainnya adalah identik.
Tabel 8. Dimensi Kayu Yang Digunakan
b (cm) h (cm) b ( mm ) h ( mm )
Batang 8 20 80 200
Girder 6 20 60 200
Segmen 8 20 160 200
1. Spesifikasi Pen Dowel
Panjang Dowel = 200 mm
Φ Dowel = 28 mm , r = 14 mm Kelas Kayu = Kelas Kuat II
≈ 5 buah 3 Cek Tegangan Dalam
σtr II = ( ) σtr II = ( ( ))
= 89,839 kg/ ≤ σtr// ijin (109,375 kg/ ) Ok Dengan cara yang sama dilakukan penghitungan terhadap gaya-gaya batang lainnya hingga mencapai batang ke-17 atau setengah bentang rangka jembatan.
Tabel 9. Rekapitulasi Jumlah Sambungan Pen Dowel
Batang
Gaya
Batang Ket A r pjg dowel jumlah σtr II
σtr II < σtr II ijin (kg) (cm2) (cm) (cm) (buah) (kg/cm2) ok/not ok a b c d e f h i j 1 4589.43 Tekan 314.704 1.4 22 2 14.487 Ok 2 6298.16 Tekan 431.874 1.4 3 19.881 Ok 3 6829.13 Tarik 468.283 1.4 3 21.557 Ok 4 385.44 Tekan 26.430 1.4 1 1.217 Ok 5 16.62 Tarik 1.140 1.4 1 0.052 Ok 6 6294.13 Tekan 431.597 1.4 3 19.868 Ok 7 5798.3 Tekan 397.598 1.4 3 18.303 Ok 8 9874.5 Tarik 677.109 1.4 4 31.170 Ok 9 4099.87 Tarik 281.134 1.4 2 12.942 Ok 10 11861.66 Tekan 813.371 1.4 5 37.442 Ok 11 2224.53 Tarik 152.539 1.4 1 30.103 Ok 12 9536.54 Tarik 653.934 1.4 4 0.199 Ok 13 63.08 Tarik 4.325 1.4 1 37.442 Ok 14 11861.66 Tekan 813.371 1.4 5 7.419 Ok 15 2350.23 Tekan 161.159 1.4 1 40.836 Ok 16 12936.93 Tarik 887.104 1.4 5 9.727 Ok 17 3081.36 Tarik 211.293 1.4 2 0.000 Ok
2.6.3 Jumlah Sambungan Pen Dowel yang Digunakan
Berdasarakan hasil perhitungan seperti yang telah ditampilkan pada tabel rekapitulasi perhitungan jumlah pen dowel dan disesuaikan dengan luasan yang tersedia, maka ditentukanlah jumlah dowel yang digunakan sebagai berikut :
Pada batang B4, B5, B11, B13, B15 digunakan dowel dengan jumlah 1 buah
Pada batang B1, B9, B17 digunakan dowel dengan jumlah 2 buah Pada batang B2, B3, B6, B7 digunakan dowel dengan jumlah 3 buah Pada batang B8, B12 digunakan dowel dengan jumlah 4 buah
BAB III
DESAIN MODEL JEMBATAN (Jembatan rangka kayubentang 4 m) 3.1 Dasar Teori Perancangan
3.1.1 Tegangan yang Diperkenankan7
Korelasi tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A : σlt (Teg.izin lentur) :
σlt = 170.g
σtkII = σtrII (Teg.izin tarik/tekan sejajar serat) : σtkII = σtrII = 150.g
σtk┴ (Teg.izin tekan tegak lurus serat) : σtk┴ = 40.g
τII (Teg.izin tekan tegak lurus serat) : τII = 20.g
Pengaruh keadaan konstruksi dan sifat muatan terhadap tegangan yang diperkenankan :
1. Faktor 2/3
a. Untuk konstruksi selalu terendam air;
b. Untuk konstruksi tidak terlindung dan kemungkinan kadar lengas kayu akan selalu tinggi.
2. Faktor 5/6
Untuk konstruksi tidak terlindung, tetapi kayu dapat mengering dengan cepat.
3. Faktor 5/4
a. Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan muatan angin.
b. Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan muatan tidak tetap.
3.1.2 Dimensi Penampang8
1. Batang Tarik
s s
Gambar 15. Batang Tarik
Dimana
Dimana ; s = Gaya tarik ( Kg )
Fnt = Luas netto penampang ( cm2 )
2. Batang Tekan √
Dimana ; = Angka kelangsingan S = Gaya tarik ( Kg )
Fbr = Luas bruto penampang ( cm2 ) Fnt = Luas netto penampang ( cm2 ) Imin = Momen lembam minimum (cm4) imin = Jari-jari lembam minimum (cm)
Lk = Panjang tekuk (cm)
ω Daftar 3 PKKI 1961 berdasarkan nilai
3.1.3 Sambungan Dowel9
Dasar perencanaan sambungan pen dowel mengacu pada jumlah luas bidang geser yang timbul akibat gaya batang dibagi dengan nilai kuat izin geser sejajar serat ( τII ). Kuat izin geser sejajar serat ditentukan sesuai dengan korelasi tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A (Pasal 5, daftar II b, PKKI 1961) yaitu :
g = berat jenis kayu kering udara
Dan juga harus dikontrol tegangan dalamnya tidak boleh melebihi tegangan izin tarik sejajar serat yang nilainya.
Nilai di atas harus dikalikan lagi dengan faktor keadaan konstruksi dan sifat muatan sesuai dengan Pasal 6 PKKI 1961. Dalam perencanaan sambungan ini digunakan kondisi pada pasal :
1. Pasal 6.1.b ( faktor 5/6 )
Untuk konstruksi yang tidak terlindung , tetapi kayu itu dapat mengering dengan cepat.
2. Pasal 6.2.b ( faktor 5/4 )
Untuk bagian – bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan tidak tetap.
9“Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia”, PKKI 1961 Bab IV.
3.2 Kriteria Perancangan 3.2.1. Spesifikasi Jembatan
Gambar 17. Aplikasi Girder Ganda
Skala dari jembatan yang sebenarnya 1 : 4 1. Nama Jembatan : Si Pitung
2. Peruntukan : Lalu lintas pedestrian 3. Jenis Jembatan : Through Type Truss
4. Sistem struktur : rangka batang dengan girder ganda 5. Lebar dari As ke As : 3,06 m : 4 = 0,765 m
6. Bentang dari As ke As : 16 m : 4 = 4 m 7. Tinggi dari luar ke luar : 1,8 m : 4 = 0,5 m 8. Clearence : 0,6 m dari MAB sungai 9. Perletakan : Rol dan sendi.
10. Dimensi Penampang(b;h) :
a. Gelagar Induk Memanjang (Girder) : 2 : 5 (Double) b. Rangka Atas (Horizontal) : 2 : 5 (Double) c. Rangka Diagonal dan Vertikal : 1,5 : 5 (Single) d. Gelagar Melintang (Diafragma) : 2 : 5 (Double) e. Gelagar Anak Memanjang : 2 : 5 (Single) 11. Lantai jembatan : Multipleks tebal 9 mm.
3.2.2. Spesifikasi Material Struktur Utama yang Digunakan
1. Jenis : Kayu Jati mutu A
2. Kelas kuat : II
3. Berat jenis kering udara : 0,7g/cm3 4. Elastisitas : 100.000kg/cm2 5. Korelasi tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A :
a. Teg. Izin untuk lentur
dikalikan 5/6 (konstruksi tidak terlindung) dikalikan 5/4(muatan tetap dan tidak tetap)
b. Teg. Izin sejajar serat untuk tekan dan tarik
dikalikan 5/6 (konstruksi tidak terlindung) dikalikan 5/4(muatan tetap dan tidak tetap)
c. Teg. Izin tegak lurus serat untuk tekan
dikalikan 5/6 (konstruksi tidak terlindung) dikalikan 5/4(muatan tetap dan tidak tetap)
d. Teg. Izin sejajar serat untuk geser
dikalikan 5/6 (konstruksi tidak terlindung) dikalikan 5/4(muatan tetap dan tidak tetap)
3.2.3. Spesifikasi Alat Sambung
Berdasarkan Panduan KJI ke-9 tahun 2013, Peraturan Kompetisi Jembatan Kayu Pejalan Kaki, Pasal 9 bagian (i) disebutkan bahwa alat sambung yang diperbolehkan adalah Paku dan / atau Pasak Kayu dan Lem Kayu serta menggunakan batang kayu sebagai alat sambung.
Jenis Sambungan : Pen Dowel Kayu Jenis Kayu : Kayu Jati mutu A Diameter Pen dowel : 7 mm
Panjang Pen dowel : 55mm. Kelas Kuat : II
BJ : 0,7 kg/cm2
Elasitisas : 100.000kg/cm2
Mengacu pada perencanaan sambungan yaitu konstruksi tidak terlindungi serta dibebani muatan tetap dan tidak tetap, maka nilai kuat izin geser sejajar serat dan tegangan izin tarik sejajar serat menjadi:
a. Tegangan Geser Diperkenankan :
b. Tegangan Tarik/ Tekan diperkenankan :
3.2.4. Spesifikasi Pembebanan
Pembebanan pada jembatan model dibedakan atas dua jenis: 1. Beban Mati
Beban mati merupakan beban tetap yang secara terus menerus membebani jembatan.Dalam hal ini beban-beban yang meliputi beban struktur jembatan.
2. Beban Hidup
Beban hidup merupakan beban yang bersifat sementara membebani jembatan. Dalam hal ini beban yang meliputi beban hidup telah ditetapkan dalam Peraturan KJI-9 tahun 2013, Peraturan Kompetisi Jembatan Kayu Pejalan Kaki, Pasal 9 bagian n beban uji maksimum 250 kg di ½ L dan ¼ L.
PERENCANAAN
DISAIN
KONSTRUKSI
PEMELIHARAAN
Saat pengujian pembebanan pelat lantai tidak ikut menahan beban, sehingga pelat perlu dilepas ketika pelaksanaannya.
3.2.5. Peraturan yang digunakan
Sebagai acuan untuk pengecekan desain struktur, digunakan Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI) tahun 1961.Besar pembebanan jembatan diatur dalam Panduan KJI-9 tahun 2013. 3.2.6. Metode Perancangan dan Pelaksanaan Jembatan model Rangka
Kayu
3.3 Sistem Struktur
Gambar 19. Permodelan Struktur.
Banyaknya batang untuk syarat kestabilan internal, m = 33 Banyaknya titik, j = 18
Banyaknya reaksi perletakan untuk kestabilan eksternal, r = 3 ( 1 Rv dan 1 Rh dari sendi dan 1 Rv dari rol )
m = 2 j – r 33 = 2.18 – 3
33 = 33...ma = m;rangka batang statis tertentu internal
Adapun sistem struktur yang direncanakan pada jembatan ini, yaitu sebagai berikut:
1. Girder ganda
Jembatan ini memakai sistem double girderatau girder ganda, dimana dengan memakai sistem struktur ini akan membuat pemasangan
sambungan kerangka menjadi lebih mudah dibandingkan dengan sistem girder biasa. Sebagai salah satu perkuatan yang utama pada struktur
dimana sistem ini akan memberikan kekuatan sehingga menjadi lebih kaku dan kuat.
2. Rangka batang atas ganda
Tujuan dari memakai sistem ini, dimaksudkan agar workability menjadi meningkat dengan kata lain menjadi lebih praktis dan efektif jika dibandingkan dengan memakai sistem batang tunggal dengan memakai banyak pelat.
3. Gelagar melintang diperkuat dengan gelagar anak / memanjang Dengan memakai sistem struktur berupa gelagar anak, diyakini sebagai perkuatan elemen kayu yang sesuai dengan panduan KJI ke-9 pasal 9 j,Pada dasarnya sistem ini direncanakan untuk mempengaruhi kekuatan pada gelagar melintang yang membuat lendutan bernilai lebih kecil dari sebelumnya.
3.4 Modelisasi Struktur
Semua kayu memiliki kelas kuat II, di mana modulus elastisitas menggunakan E= 100.000 kg/cm2.
3.4.1 Pembebanan Pada Jembatan Model 1. Beban Mati (Berat Struktur)
Perhitungan berat sendiri struktur dilakukan dengan bantuan software SAP2000 V 14.
Gambar 20. Berat Sendiri Struktur
Dari gambar di atas dapat diketahui reaksi akibat berat sendiri struktur sebesar 8,91 kg, maka total berat sendiri struktur :
W = 4 x Reaksi satu tumpuan W = 4 x 14,328 kg
W = 57,312 kg
Jadi, total berat sendiri struktur sebesar 57,312 kg. 2. Beban Hidup (Beban Uji)
Berdasarkan panduan Kompetisi Jembatan Indonesia Ke-9 (KJI Ke-9) tahun 2013 Pasal 9 bagian (n), menyebutkan bahwa pengujian pembebanan dilakukan dengan beban sebesar 250 kg.
Dalam pemodelan rangka batang, salah satu satuan yang terbaca oleh SAP2000 adalah kg-m, sehingga beban yang akan dipikul oleh gelagar perlu dikonversi ke dalam satuan panjang gelagar yang menerima beban (dalam perencanaannya sepanjang 75 cm) sehingga beban yang diterima oleh gelagar menjadi :
Gambar 22. Beban Uji di ¼ Bentang Sebesar 334kg
Setelah semua jenis beban dimasukkan kedalam struktur jembatan, langkah selanjutnya adalah melakukan perhitungan terhadap gaya-gaya yang akibat pembebanan dan besarnya lendutan yang terjadi.
Perhitungan rangka akibat beban uji dan beban mati dilakukan dengan bantuan software SAP2000 V 14.
Gambar 24. Lendutan Akibat Beban di ¼ Bentang = 0,939 mm
Gambar 25. Gaya Aksial Akibat Beban di ½ Bentang
3.5 Analisis Struktur
Besarnya gaya batang diambil yang terbesar diantara akibat beban sendiri ditambah beban uji di ½ bentang dan ¼ bentang disajikan dalam tabel berikut :
Gambar 27. Penamaan Rangka Batang Tabel 10. Gaya-Gaya Batang Akibat Pembebanan
Batang Gaya Aksial (kg) Sifat
1 -62.32 Tekan 2 -85.53 Tekan 3 92.74 Tarik 4 -6.20 Tekan 5 0.02 Tarik 6 -85.48 Tekan 7 -79.11 Tekan 8 133.42 Tarik 9 14.38 Tarik 10 -207.37 Tekan 11 92.13 Tarik 12 127.59 Tarik 13 1.10 Tarik 14 -207.37 Tekan 15 -94.21 Tekan 16 266.09 Tarik 17 124.94 Tarik
3.6 Desain Komponen
3.6.1 Cek Dimensi Penampang a. Batang Tekan
Gaya batang tekan terbesar terletak pada batang 10 dan 14 (-207,37 kg).Dimensi 2/5 double. √( ) ( ) √( ) ( ) = 1,443 = 1,2965 (interpolasi) b. Batang Tarik
Gaya batang tarik terbesar berada pada batang 16 (266,09 kg). Perlemahan akibat lubang pen dowel sebesar 30%.
( ) ( )
c. Cek Dimensi Gelagar
Dalam perencanaannya selain dilakukan kontrol terhadap Batang tekan dan tarik, dilakukan juga kontrol terhadap gelagar jembatan sehingga dapat diketahui kekuatan gelagar ketika menopang beban sehingga kekuatan beban tidak melebihi tegangan lentur yang diperkenankan.
Gambar 28. Penampang Gelagar Melintang (Diafragma)
Dalam desain “Jembatan Si Pitung” ini, terdapat dua jenis gelagar, yaitu gelagar mlintang dan gelagar memanjang atau gelagar anak.Dalam hal ini, perhitungan dilakukan pada kedua jenis gelagar pada jembatan ini. Berikut perhitungan kontrolnya:
Gelagar Melintang (Diafragma)
Pada gelagar melintang terdapat gelagar anak di tengah bentangnya.Sehingga gelagar melintang dianggap banyak perletakan. Oleh karena itu, Perhitungan dilakukan hanya pada dua perletakan dengan asumsi balok sederhana dengan 2 buah perletakan. Dengan asumsi tersebut maka beban uji menjadi setengah lebih kecil dari Gelagar Melintang (Diafragma)
Gambar 29. Gelagar Melintang Pada Jembatan
Beban-beban yang diterima 1 gelagar melintang :
1.Beban uji = 0,125 T / 0,375 m = 0,333 T/m 2.Multiplek = 0,375 m x 0,009 m x 0,8 T/m3= 0,0027 T/m 3..Gelagar = 0,04 m x 0,05 m x 0,7 T/m3 = 0,0014 T/m +
Wu = 0,33743 T/m
Besar Momen akibat Wu1 :
( )
Cek gelagar melintang terhadap lentur : Gelagar Memanjang
Sebagai perkuatan terhadap lendutan, gelagar memanjang juga harus diperhitungkan kekuatan tegangannya.Sesuai dengan peraturan KJI ke-9 tentang pembebanan uji, pembebanan dilakukan di ¼ bentang dan ½ bentang jembatan dimana letak tersebut tepat pada
0,375 m
gelagar melintang. Sehingga beban yang ada pada gelagar memanjang hanya berat sendiri dan berat lantai kendaraan.
Gambar 30. Gelagar Memanjang Pada Jembatan
Beban-beban yang diterima 1 gelagar memanjang :
1.Multiplek = 1 m x 0,009 m x 0,7 T/m3 = 0,0063 T/m 2..Gelagar = 0,015 m x 0,05 m x 0,7 T/m3 = 0,00052 T/m +
Wu = 0,007125 T/m
Besar Momen akibat Wu1 :
( )
Cek gelagar memanjang terhadap lentur :
3.6.2 Perhitungan Sambungan Pen Dowel
Perhitungan jumlah pen dowel didasarkan pada perilaku pen dowel yang mana gaya yang bekerja dianggap menjadi gaya geser semuanya,namun
(tegangan ijin sejajar serat).Perhitungan dilakukan untuk setengah bentang, karena setengah bentang lainnya adalah identik.
Tabel 11. Dimensi Kayu
Nama b (cm) h (cm) b ( mm ) h ( mm )
Batang 1,5 5 20 50
Girder 2 5 15 50
Gelagar melintang
(Diafragma) 2 5 15 50
1. Spesifikasi Pen Dowel
Panjang Dowel = 55 mm
Φ Dowel = 7 mm , r = 3,5 mm Kelas Kayu = Kelas Kuat II
2. Perhitungan Gaya Batang Terbesar Pada Rangka Batang Horizontal Bawah B16 =266,09 kg ( ) 3. Cek Tegangan Dalam
σtr II = ( ) σtr II= ( ( ))
Dengan cara yang sama dilakukan penghitungan terhadap gaya-gaya batang lainnya hingga mencapai batang ke-17 atau setengah bentang rangka jembatan.
Tabel 12. Rekapitulasi Jumlah Sambungan Pen Dowel
3.6.3 Jumlah Sambungan Pen Dowel yang Digunakan
Berdasarakan hasil perhitungan seperti yang telah ditampilkan pada tabel rekapitulasi perhitungan jumlah pen dowel dan disesuaikan dengan luasan yang tersedia, maka ditentukan jumlah dowel yang digunakan sebagai berikut :
Pada batangB10, B14, B16 digunakan dowel dengan jumlah 2 buah Pada batang B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B11, B12, Batan g Gaya Batang Ket A R pjg dowel Jumla h σtr II σtr II < σtr II ijin (kg) (cm2) (cm ) (cm) (buah) (kg/cm2 ) ok/not ok A B c D E f H i J 1 62.32 Tekan 4.273 0.35 5.5 1 3.147 Ok 2 85.53 Tekan 5.865 0.35 1 4.320 Ok 3 92.74 Tarik 6.359 0.35 1 4.684 Ok 4 6.2 Tekan 0.425 0.35 1 0.313 Ok 5 0.02 Tarik 0.001 0.35 1 0.001 Ok 6 85.48 Tekan 5.861 0.35 1 4.317 Ok 7 79.11 Tekan 5.425 0.35 1 3.995 Ok 8 133.42 Tarik 9.149 0.35 1 6.738 Ok 9 14.38 Tarik 0.986 0.35 1 0.726 Ok 10 207.37 Tekan 14.220 0.35 2 10.473 Ok 11 92.13 Tarik 6.317 0.35 1 4.653 Ok 12 127.59 Tarik 8.749 0.35 1 6.444 Ok 13 1.1 Tarik 0.075 0.35 1 0.056 Ok 14 207.37 Tekan 14.220 0.35 2 10.473 Ok 15 94.21 Tekan 6.460 0.35 1 4.758 Ok 16 266.09 Tarik 18.246 0.35 2 13.439 Ok 17 124.94 Tarik 8.567 0.35 1 6.310 Ok
3.7 Kesesuaian Perancangan Jembatan dengan Tema “ Jembatan Kokoh, Inovatif, dan Berwawasan Lingkungan”
Gambar 31. Tema dan Bentuk Jembatan Si Pitung Terinspirasi Oleh
Pendekar Si Pitung
Konsep desain jembatan yang dibuat sangat erat kaitannya dengan tema dari KJI ke-9 tahun 2013, adapun tema KJI ke 9 kali ini adalah “ Jembatan kokoh, praktis, inovatif, dan berwawasan lingkungan”. Dimana jembatan yang dibuat harus memenuhi segala aspek dalam jembatan, baik dari segi kekuatan, estetika, fungsi, serta lingkungan, juga aspek pelaksanaan yang sesuai dengan perkembangan dunia konstruksi saat ini. Dengan segala peraturan yang tercantum dalam KJI ke-9 tahun 2013, penyusun membuat desain jembatan dengan sepenuhnya berbahan dasar kayu, sehingga dalam sambungannya pun menggunakan bahan kayu serta pada kerangka utama atas dan bawah terdapat gelagar double yang mengapit batang vertikal dan diagonal. Hal ini akan membuat sambungan menjadi lebih kuat dan mudah dalam pelaksanaan. Dengan bentuk lantai kendaraan yang melengkung, sebagai suatu inovasi dalam jembatan, hal ini membuat kekuatan menjadi lebih kokoh. Di sisi lain, pejalan kaki dapat lebih nyaman melewati jembatan kayu ini.
Model jembatan yang dibuat berasaskan pada unsur- unsur dalam tema dari KJI ke-9 tahun 2013. Digabung dari buah pemikiran kreatifitas penulis dan terbentuklah desain jembatan kayu yang penyusun beri nama“Jembatan Si Pitung”, dimana desain jembatan ini menampilkan
kekokohan dari segi kekuatannya, serta sisi keindahannya yang bernuansa daerah Betawi.
Dalam penamaan jembatan,penyusun mengilhami cerita dari sosok seorang tokoh pahlawan daerah betawi pada masa penjajahan Belanda, yaitu Pendekar Si Pitung.Digambarkan jembatan ini seperti layaknya sang superhero yang sangat tangguhdijaman penjajahan Belanda, Pendekar Si Pitung mempunyai kekuatan yang kebal terhadap serangan lawan-lawan yang datang silih berganti. Namun, karena kekebalan yang ada pada Si Pitung menjadikan dirinya kuat dan kokoh tak tergoyahkan.Hal ini berkorelasi dengan perancangan jembatan dimana dengan sistem struktur yang ada mampu menciptakan kekuatan kokoh layaknya pendekar Si Pitung.
Sedikit penjelasan mengenai Pendekar Si Pitung, dalam kisah heroiknya menceritakan sebagai pahlawan betawi yang membela atas nama rakyat. Pada waktu itu Belanda sedang menjajah Indonesia.Si Pitung merasa iba menyaksikan penderitaan yang dialami oleh rakyat kecil.Sementara itu, kompeni (sebutan untuk Belanda), sekelompok Tauke dan para Tuan tanah hidup bergelimang kemewahan.Rumah dan ladang mereka dijaga oleh para centeng yang galak.Dengan dibantu oleh teman-temannya si Rais dan Ji‟i, Si Pitung mulai merencanakan perampokan terhadap rumah Tauke dan Tuan tanah kaya.Hasil rampokannya dibagi-bagikan pada rakyat miskin. Di depan rumah keluarga yang kelaparan diletakkannya sepikul beras. Keluarga yang dibelit hutang rentenir diberikannya santunan.Dan anak yatim piatu dikiriminya bingkisan baju dan hadiah lainnya.Dengan demikian, sosok Si Pitung menjadi dikenal masyarakat luas.
Sebagai suatu motivasi penyusun dalam merancang jembatan yang inovatif, Penyusun membuat rancangan “Jembatan Si Pitung” dengan desain unik berbentuk seperti lengkungan patahan secara keseluruhan mulai dari kerangka utama hingga lantai kendaraan.Adapun desain jembatan ini diadopsi dari bentuk jembatan prestressed, dimana nilai lendutan menjadi lebih kecil.Dengan asumsi tersebut, maka Penyusun masukkan bentuk itu ke dalam
perancangan jembatan rangka kayu ini. Sehingga disamping jembatan lebih kuat, jembatan rangka kayu ini juga menjadi lebih inovatif.
Praktis menjadi suatu hal yang diinginkan dalam sebuah proyek.Oleh karena itu, penyusun berinisiatif untuk merancang jembatan seefektif mungkin dengan menggunakan perancangan sistem struktur double girder.
Jembatan Si Pitung dirancang dengan ide yang berwawasan lingkungan, artinya perancangan jembatan ini dibuat dengan memperhatikan aspek lingkungan.Aspek lingkungan ini menjadi hal penting di jaman sekarang seiring semakin banyak efek dari global warming. Adapun cara untuk mendekatkan diri pada aspek lingkungan yaitu dengan memilih bahan kayu sebagai bahan utama pada jembatan rangka kayu yang tidak memerlukan kayu hasil hutan. Sehingga dengan memperhatikan aspek lingkungan juga masa depan, Penyusun merancang jembatan ini dengan memakai bahan kayu yang telah dibudidayakan dan banyak terdapat dipasaran.
BAB IV
METODE PERAKITAN MODEL JEMBATAN
Metode pelaksanaan adalah urutan kerja yang akan dilakukan pada saat pelaksanaan di lapangan. Metode yang kami gunakan adalah metode launcher. Adapun urutan pelaksanaannya sebagai berikut :
Gambar 32. Diagram Metode Pelaksanaan Model Jembatan
Berikut dijabarkan mengenai metode pelaksanaan kerja dalam pembuatan Jembatan Si Pitung adalah :
1. Pekerjaan Persiapan
a. Pengamatan site plan, menyiapkan peralatan, material dan alat bantu yang akan digunakan dalam proses konstruksi. Penempatan peralatan dan proses perakitan diatur pada posisi yang sedemikian rupa untuk memudahkan perakitan setiap segmen jembatan dan menyiapakan peralatan K3.
b. Menyiapkan launcher yang akan digunakan sebagai alat bantu. Mengeluarkan rail erection yang ada pada launcher hingga rail erection menyeberangi sungai guna menempatkan jembatan sebelum dipasang.Menyiapkan multiplek yang akan digunakan untuk perakitan dan peluncuran jembatan diatas rail erection.
PERSIAPAN
PERAKITAN DAN PELUNCURAN JEMBATAN MENGGUNAKAN LAUNCHER
d. Pada tahap pekerjaan ini, memerlukan waktu selama 10 menit.
Gambar 33. Launcher dan alat bantu pemasangan
2. Perakitan Jembatan
a. Mulai merakit jembatan di atas launcher yang telah disiapkan sebelumnya. b. Perakitan dilakukan per segmen demi segmen oleh 3 orang pekerja.
c. Setiap segmen yang telah dirangkai, diluncurkan sedikit demi sedikit ke arah sisi yang berada di seberang.
d. Perakitan jembatan dilakukan secara berulang-ulang hingga semua segmen jembatan selesai.
e. Setelah semua segmen jembatan selesai dirangkai, lakukan peluncuran jembatan dengan dibantu rail erection dan multiplek setelah itu segera lakukan persiapan katrol pada gawangan untuk mengangkat jembatan tersebut. Setelah itu rail erection dapat ditarik karena jembatan telah terangkat oleh katrol pada gawangan.
Gambar 35. Proses Penurunan Jembatan Model
f. Setelah rail erection ditarik, jembatan diturunkan secara perlahan-lahan hingga berdiri di atas abutment.
Gambar 36. Jembatan Setelah Diletakkan diatas Abutment
3. Finishing
Kegiatan finishing di sini bertujuan untuk meningkatkan segi estetika dari Jembatan Si Pitung ini, kegiatan ini membutuhkan waktu selama 15 menit. Kegiatan-kegiatan tersebut meliputi:
a. Pemasangan lantai jembatan beserta dengan ornamen–ornemen jembatan. b. Lampu penerangan di sepanjang jalan
BAB V
METODE PERAWATAN dan PERBAIKAN JEMBATAN SEBENARNYA
5.1 Teori Umum
Indonesia merupakan Negara kepulauan yang terdiri dari pulau – pulau besar dan kecil.Indonesia juga terkenal sebagai negara tropis yang memiliki banyak gunung berapi sehingga pulau – pulau di Indonesia cenderung memiliki perbedaaan elevasi yang sangat signifikan. Dengan memperhatikan kondisi alam Indonesia yang berupa pulau dan bukit – bukit, pegunungan, dan sungai – sungai besarnya serta kondisi tanah lunak (rawa-rawa dan gambut) yang tersebar di seluruh kepulauan tersebut, sehingga untuk memperbaiki sistem jaringan jalan masih banyak diperlukan pembangunan dan rehabilitasi jembatan sesuai dengan perkembangan teknologi. Jembatan merupakan suatu konstruksi yang menghubungkan antara suatu wilayah dengan wilayah lain yang dipisahkan oleh rintangan dibawahnya berupa sungai atau laut (jalan air) ataupun jalan lalu lintas biasa.
Jembatan dapat dibagi atas berbagai jenis bergantung pada titik acuan yang ditinjau. Bila ditinjau berdasarkan material yang digunakan, konstruksi rangka batang pada jembatan yang dikenal oleh dunia ada dua jenis, yaitu rangka batang baja, dan rangka batang kayu. Walaupun sudah tidak lagi sepopuler jembatan rangka baja, namun jembatan rangka kayu masih banyak digunakan khususnya pada daerah-daerah terpencil yang sulit akan akses distribusi produksi baja sehingga penggunaan kayu hutan adalah alternatif yang paling tepat.
Tidak dapat dipungkiri bahwa dengan bertambahnya usia jembatan yang mendekati umur rencananya,semakin tinggi pula kebutuhan akan pemeliharaan rutin, rehabilitasi dan penggantiannya. Kondisi jembatan di Indonesia pada saat ini hampir diseluruh daerah menunjukkan kondisi yang mengkhawatirkan, hal tersebut dikarenakan umumnya jembatan di Indonesia
Kayu merupakan salah satu material jembatan yang dapat bertahan lama, bahkan jembatan kayu dapat bertahan hingga umur 50 tahun, tetapi dalam jangka waktu tersebut jembatan kayu dapat mengalami kerusakan dari pembusukan, serangan serangga, atau kerusakan mekanis. Oleh karena itu, diperlukan perawatan dan perbaikan jembatan kayu guna memelihara kekuatannya sehingga jembatan kayu dapat bertahan hingga mencapai umur perencanaannya.
Jembatan Kayu
Rusak Ringan Rusak Berat
Perawatan Perbaikan Cek Kekuatan Masa Layan OK NOT OK NOT OK
Gambar 37. Diagram Alir Pemeliharaan Jembatan 5.2 Jenis – Jenis Kerusakan pada Jembatan Kayu
1. Kerusakan kayu yang di sebabkan oleh non-makhluk hidup
Keawetan kayu dalam ketahanan rendah atau tinggi, tergantung pada kondisi dalam pemakaian umur yang diharapkan sesuai dengan hitungan kelasnya. Dalam hal ini perlu diketahui apakah faktor penyebabnya. Adapun faktor penyebabnya digolongkan menjadi:
Faktor non makhluk hidup ialah pengaruh yang disebabkan oleh unsur pengaruh alam dan keadaan alam itu sendiri. Penyebab non makluk hidup terdiri dari:
> Faktor fisik, ialah keadaan atau sifat alam yang mampu merusak komponen kayu sehingga umur pakainya menjadi pendek. Yang termasuk faktor fisik antara lain: suhu dan kelembaban udara, panas matahari, api, udara dan air. Semua yang termasuk faktor fisik itu mempercepat kerusakan kayu bila terjadi penyimpangan. Misalnya bila kayu tersebut terus-menerus kena panas maka kayu akan cepat rusak.
> Faktor mekanik, terdiri atas proses kerja alam atau akibat tindakan manusia. Yang termasuk faktor mekanik antara lain: pukulan, gesekan, tarikan, tekanan dan lain sebagainya. Faktor mekanik berhubungan erat sekali dengan tujuan pemakaian.
> Faktor kimia, juga mempunyai pengaruh besar terhadap umur pakai kayu. Faktor ini bekerja mempengaruhi unsur kimia yang membentuk komponen seperti selulosa, lignin dan hemiselulosa. Unsur kimia perusak kayu antara lain: pengaruh garam, pengaruh asam dan basa.
2. Kerusakan Kayu Akibat Makhluk Hidup
Makhluk hidup perusak kayu beraneka macam, kebanyakan serangan perusak ini sangat cepat menurunkan nilai keawetan dan umur pakai kayu. Ada jenis yang langsung memakan komponen kayu tersebut, ada juga yang melapukkan kayu, mengubah susunan kimia kayu, tetapi ada pula yang hanya merusak kayu dengan mengubah warna. Jenis-jenis serangga sering melubangi kayu untuk memakan selulosa dan selanjutnya menjadikan tempat bersarang. Adapun jenis-jenis perusak kayu makhluk hidup antara lain:
> Jenis jamur (cendawan), ialah jenis tumbuhan satu sel, yang berkembang biak dengan spora. Hidupnya sebagai parasit terhadap makhluk lain. Umumnya hidup sangat subur di daerah lembab. Jamur
menyerang kayu kering. Sifat utama kerusakan oleh jamur ialah pelapukan dan pembusukan kayu, tapi ada juga yang merubah warna kayu misalnya jamur biru (blue stain). Macam-macam jamur antara lain: jamur pelapuk kayu, jamur pelunak kayu, jamur pewarna kayu .
> Jenis serangga, merupakan perusak kayu yang sangat hebat, terutama di daerah tropik. Serangga tersebut makan dan tinggal di dalam kayu, antara lain: rayap dan serangga bubuk kayu (Dumanauw, 1982, hal 63).
Jenis binatang laut, terkenal dengan nama Marine borer. Kayu yang dipasang di air asin akan mengalami kerusakan lebih hebat daripada kayu yang dipasang di tempat lain. Hampir semua kayu mudah diserang oleh binatang laut. Akan tetapi ada pula beberapa jenis kayu yang memiliki faktor ketahanan, karena adanya zat ekstraktif yang merupakan racun bagi binatang laut, antara lain kayu lara, kayu ulin, kayu giam, dan lain-lain. 5.3 Perawatan Jembatan
Perawatan jembatan adalah suatu aksi pemeliharaan jembatan sebelum terjadinya suatu kerusakan besar pada jembatan tersebut.Tujuan perawatan jembatan tidak hanya untuk memperbaiki kekurangan yang ada, tetapi juga untuk mengambil tindakan korektif untuk mencegah atau mengurangi masalah dimasa yang akan datang. Secara umum merawat jembatan kayu adalah melakukan perawatan pada kayu itu sendiri.Perawatan jembatan adalah cara yang tepat untuk meningkatkan keselamatan publik, memperpanjang umur jembatan, dan mengurangi biaya perbaikan.
Berdasarkan tingkat keseringannya, perawatan jembatan dibedakan atas tiga kategori, yaitu perawatan rutin, perawatan berkala dan perawatan utama.
1. Perawatan Rutin
Pencegahan dilakukan sejak dini untuk mengurangi resiko pada masa yang akan datang dengan melakukan perawatan secara rutin. Pada tahap ini memang tidak ada kerusakan tetapi kita harus mencegah berbagai kemungkinan sebab yang mungkin timbul pada masa yang akan datang pada jembatan. Pencegahan dilakukan dengan cara melakukan perawatan rutin yang
meliputi pembersihan jembatan, melancarkan air pada saluran dan perbaikan kerusakan kecil.
2. Perawatan Berkala
Untuk menjaga kondisi jembatan dalam keadaan baik perlu banyak dilakukan perwatan, tidak terkecuali perawatan berkala.Pada tahap ini mungkin sudah terjadi kerusakan pada jembatan, tetapi tidak mempengaruhi kinerja jembatan pada keadaan normal.Tindakan perbaikan atau perawatan harus sudah di lakukan agar tidak terjadi kerusakan lebih parah.Perawatan berkala mencakup pengecetan, perbaikan lapisan lantai jembatan, serta perbaika-perbaikan kecil pada jembatan, bangunan pengaman dan permukaan struktur jembatan.
3. Perawatan Utama
Perawatan utama adalah penanganan segera pada jembatan untuk mengembalikan jembatan pada kapasitas asli dan kondisi normal. Disini kerusakan jembatan sudah mencapai tahap kritis dimana struktur utama sudah mulai kehilangan kekuatan untuk menopang beban sehingga perlu dilakukan perbaikan untuk dapat menahanbeban dan kembali pada kondisi optimal. 4. Perawatan di daerah pasang surut
Perawatan pada daerah ini adalah dengan cara menggunakan pembungkus beton atau pembungkus logam sebanyak 40 cm dibawah muka air rendah dan 30 cm diatas muka air tinggi. Ujung – ujung permukaan kayu harus dilapisi denga petroleum jelly (petunjuk teknis pembangunan dan pemeliharaan jembatan 1998)
5. Perawatan pada daerah sambungan
Pada daerah sambungan harus diberi minyak creosole. Semua bagian yang ditutup dengan minyak creosate harus diselesaikan terlebih dahulu sebelum pekerjaan pengecatan dan masing-masing bagian tidak boleh diminyaki selama atau segera setelah hujan atau permukaan kayu masih lembab/basah.Setiap pemakain minyak creosate pada bagian yang sama harus
dengan minyak creosate (petunjuk teknis pembangunan dan pemeliharaan jembatan 1998)
Seluruh permukaan kayu yang akan dilakukan perawtan harus dibersihkan seluruhnya denggan membuang debu dan benda-benda lepas serta benda asing lainnya. Semua belahan-belahan dan lubang-lubang yang menahan air harus disumbat dengan sumbat creosate (potongan kayu yang direndam dengan minyak creosate). (petunjuk teknis pembangunan dan pemeliharaan jembatan 1998)
5.4 Perbaikan Jembatan Kayu
Perbaikan jembatan dimaksudkan untuk memulihkan keandalan dan daya tahan struktur jembatan pada kondisi normal pada jembatan yang telah usang.Perbaikan jembatan kayu memiliki metode penanganan yang khusus, karena banyak masalah yang terjadi pada kayu. Berikut ini adalah permasalahan-permasalahan yang sering terjadi pada jembatankayu beserta langkah-langkah yang dapat dilakukan :
1. Akibat Pembusukan Kayu
Pada dasarnya pengambilan tindakan perbaikan yang perlu dilakukan berdasarkan tingkat pembusukan yang terjadi pada kayu yang telah membusuk.Bila pembusukan yang terjadi melebihi 15% dari penampangnya, maka tindakan yang perlu diambil adalah penggantian kayu atau membuat penyokong guna memperkokoh kestabilan.
2. Akibat Kayu Bengkok
Kerusakan “bengkok” biasanya terjadi pada elemen rangka jembatan kayu yang mengalami gaya tekan. Biasanya terjadi gelagar melintang yang secara langsung menahan beban dibawah pelat antai kendaraan.
Tindakan yang dapat dilakukan bila hal tersebut terjadi adalah dengan mengganti struktur rangka yang telah bengkok dengan kayu baru.
3. Akibat Belah dan Putir
Pemutiran adalah masalah yang umum terjadi pada lantai jembatan kayu. Pemutiran diakibatkan oleh gaya tekan atau momen yang diterima oleh lantai jembatan dan menyebabkan permukaan lantai kayu dapat terbelah dan rusak. Terbelahnya kayu adalah masalah pada struktur kayu. Jika lubang kayu sejajar dengan serat kayu seperti yang terjadi pada pelubangan baut maka baut tersebut dapat mudah lepas dan membuat struktur jembatan menjadi goyah. Air dapat dengan mudah merembes melalui celah yang ada dan membuat kayu mudah membusuk.
Tindakan yang dapat dilakukan saat hal tersebut terjadi dengan mengganti bagian atau material yang rusak dengan ukuran dan bentuk yang sama. Tindakan lain yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan penyambungan rangka jembatan yang rusak dengan kayu baru atau plat baja.
4. Penyusutan Kayu
Penyusutan kayu merupakan kerusakan yang berpengrauh besar terhadap jembatan rangka kayu.Penyusutan arah memanjang disebabkan pemakaian kayu muda pada pembangunan dan pengeringan serta penyusutan terjadi setelah pembangunan.Penyusutan kayu memanjang menyebabkan terjadinya lendutan pada jangka panjang.
Penyusutan pada arah melintang umumnya bukan merupakan masalah besar, kecuali jika dikarenakan penyusutan tersebut menyebabkan baut atau pengikatnya menjadi longgar.
Cara memperbaiki penyusutan pada arah memanjang dan atau melintang adalah dengan melakukan hal-hal seperti mengganti rangka kayu yang telah melendut, melonggarkan baut pada bagian yang menyusut, dan mengencangkan baut yang telah kendor.
5. Akibat Serangga
Setelah diketahui bahwa faktor utama perusak kayu adalah makhluk hidup tertentu, jelas bahwa kayu dapat dilindungi dengan cara mengawetkan.
