PERENCANAAN JALAN LINTAS KERETA API ANTARA STASIUN MUARA KALABAN – TANJUNG AMPALU KABUPATEN SIJUNJUNG
PROVINSI SUMATRA BARAT
Yogi Alexander, Indra Farni, Indra Khaidir
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang
E-mail : alexander.yogi1993@gmail.com, indrafarni@yahoo.com,
khaidirindra@yahoo.co.id Abstrak
Pembangunan jalan Kereta Api Muaro Kalaban – Tanjung Ampalu ini adalah sebagai Akses jalur lintas Sumatra yang nantinya akan menghubungkan antar dua provinsi ( Sumbar – Riau ). Diharapkan ini kelak dapat mengurangi beban volume lalu lintas jalan raya, dan mengurangi kemacetan. Disamping itu dengan adanya jalur kereta api ini akan memacu pertumbuhan ekonomi dan sosial masyarakat di sekitar Kabupaten Sijunjung dan Sawah lunto khususnya dan masyarakat Sumatera Barat umumnya. Perencanaan ini dimulai dari Km 151 + 400 s/d 164 + 400 ( 13 Km ), Direncanakan kereta api kelas II dengan 1 ( satu ) sepur, Desain geometri meliputi vertikal dan horizontal, dari hasil perencanaan di peroleh tebal balas 30 cm, bantalan beton, rel digunakan type R54 dengan tegangan 1193,1 kg/cm, kecepatan rencana 110 km/jam, lebar sepur jalur lurus 1067 mm, lebar sepur di tekungan 1072, 1077, 1082, jarak antara bantalan 60 cm, kebutuhan bantalan beton 10.328 batang, beban gandar maksimum 18 ton.
5
PLANNING RAIL ROAD BETWEEN STATIONS MUARA KALABAN –
TANJUNG AMPALU DISTRICT SIJUNJUNG
PROVINCES WEST SUMATRA
Yogi Alexander, Indra Farni, Indra Khaidir
Civil Engineering Departemen, Civil Engineering and Plan Faculty University of Bung Hatta
E-mail : alexander.yogi1993@gmail.com, indrafarni@yahoo.com, khaidirindra@yahoo.co.id Abstract
Road Construction railway Muaro Kalaban – Tanjung Ampalu this as access the sumatra cross lane which will link between two provinces ( west sumatra – Riau ). It is expected that this can reduce the load volume of highway traffic and reduce congestion. With the existence of this railway will accelerate the economic and social growth of communities around the district Sijunjung and Sawah lunto especially and society of west sumatra generally. This planning starts from Km 151 + 400 to 164 + 400 ( 13 Km ), Planned train class II with 1 ( one ) spoor, Design geometric use vertikal and horizontal, from the results this planning in the obtained thick ballast 30 cm, concrete pads, rail used type R54 with voltage 1193,1 kg/cm, speed of plan 110 km/hours, wide spoor jalur straight path 1067 mm, wide spoor in bend 1072, 1077, 1082, the distance between the pads 60 cm, need of concrete pads 10.328 stem, maximum axle load 18 ton.
7 PERENCANAAN BADAN JALAN LINTAS KERETA API ANTARA MUARA
KALABAN-TANJUNG AMPALU KABUPATEN SIJUNJUNG PROVINSI SUMATRA BARAT
Yogi Alxander, Indra Farni, Indra Khaidir
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Bung Hatta Padang
Email :alexander.yogi1993@gmail.com,indrafarni@yahoo.com, khaidirindra@yahoo.co.id
PENDAHULUAN
Kereta api adalah sarana transportasi berupa kendaraan dengan tenaga gerak, baik berjalan sendiri maupun dirangkaikan dengan kendaraan lainnya, yang akan ataupun sedang bergerak di rel. Kereta api merupakan alat transformasi massal yang umumnya terdiri dari lokomotif (kendaraan dengan tenaga gerak yang berjalan sendiri) dan rangkaian kereta atau gerbong (dirangkaikan dengan kendaraan lainnya). Rangkaian kereta atau gerbong tersebut berukuran relatif luas sehingga mampu memuat penumpang maupun barang dalam skala besar, karena sifatnya sebagai angkutan massal efektif, beberapa negara berusaha memanfaatkan secara maksimal sebagai alat transportasi utama angkutan darat baik di dalam kota, antar kota, maupun antar negara. Sebelum Tahun 1800 alat angkut yang dipergunakan antara lain adalah tenaga manusia, hewan dan sumber tenaga dari alam seperti angin.
Pada masa itu barang-barang yang dapat diangkut rata-rata dalam jumlah yang
kecil dan waktu yang ditempuh relatif lama, namun setelah antara Tahun 1800 hingga tahun 1860 transportasi telah mulai berkembang dengan baik karena telah mulai dimanfaatkannya sumber tenaga mekanik seperti kapal uap dan kereta api, yang dimana mulai banyak dipergunakan dalam dunia perdagangan dan dunia transportasi. Dan kurang lebih pada tahun kisaran antara Tahun 1860 sampai dengan Tahun 1920 mulai diketemukannya alat transportasi lainnya seperti misalnya kendaraan bermotor dan pesawat terbang meskipun dengan banyak keterbatasan dari teknologi yang ada pada saat itu, namun pada masa itu pula angkutan kereta api dan jalan raya memegang peranan penting dalam pengangkutan secara muasal antar daerah pada suatu wilayah.
Kereta api mulai diperkenalkan di Indonesia, pada masa penjajahan Belanda, oleh sebuah perusahaan swasta yang mempunyai singkatan NV atau lebih dikenal dengan nama
Nederlandsch Indische Spoorweg Mij (NISM),
8 yang dibuat adalah jalur kereta api pertama
dibangun pada 17 Juni 1864, yakni jalur Kemijen-Tanggung, Kabupaten Semarang saat ini, jalur yang dibuat kurang lebih sepanjang 26 Km. Diresmikan oleh Gubernur Jenderal L.A.J Baron Sloet Van Den Beele. Kemudian tanggal 18 Februari 1870, NISM
membangun jalur umum
Semarang-Solo-Yogyakarta. Dan tanggal 10 April 1869 pemerintah Hindia Belanda mendirikan Staats Spoorwegen atau lebih dikenal dengan nama singkatan (SS) yang membangun jalur lintasan Batavia-Bogor. Kemudian tanggal 16 Mei April 1878, perusahaan negara luar ini membuka jalur Surabaya-Pasuruan-Malang, dan 20 Juli 1879 membuka jalur Bangil-Malang.
Pembangunan terus berjalan hingga ke kota-kota besar seluruh Jawa terhubung oleh jalur kereta api. Di luar Jawa, 12 November 1876, StaatsSpoorwegen juga membangun jalur Ulele-Kutaraja (Aceh). Selanjutnya lintasan PaluAer-Padang (Sumatera Barat) pada Juli 1891, lintasan Telukbetung-Prabumulih (Sumatera Selatan) Tahun 1912, dan 1Juli 1923 membangun jalur Makasar-Takalar (Sulawesi). Di Sumatera Utara, NV.Deli Spoorweg Mij juga membangun lintasan Labuan-Medan pada 25 Juli 1886.
Pada masa pemerintahan Hindia Belanda, selain Staats Spoorwegen milik pemerintah, sudah ada 11 perusahaan kereta api swasta di Jawa dan satu perusahaan swasta di Sumatera. Mobilitas manusia sudah dimulai sejak jaman dahulu kala, kegiatan tersebut dilakukan dengan berbagai tujuan antara lain untuk mencari makan, mencari tempat tinggal yang lebih baik, mengungsi dari serbuan orang lain dan sebagainya. Dalam melakukan mobilitas tersebut sering membawa barang ataupun tidak membawa barang, oleh karenanya diperlukan alat sebagai sarana transportasi, menurut Abbas Salim (1993:5). Transportasi adalah sarana bagi manusia untuk memindahkan sesuatu, baik manusia atau benda dari satu tempat ke tempat lain, dengan ataupun tanpa mempergunakan alat bantu. Alat bantu tersebut dapat berupa tenaga manusia, binatang, alam ataupun benda lain dengan mempergunakan mesin ataupun tidak bermesin.
Kereta Api merupakan Moda (metode dasar) transportasi dengan multi keunggulan komparatif: hemat lahan & energi, rendah polusi, bersifat massal, adaptif dengan perubahan teknologi, yang memasuki era kompetisi, potensinya diharapkan dapat dimobilisasi dalam skala nasional, sehingga mampu menciptakan keunggulan kompetitif terhadap produksi dan jasa domestik dipasar
9 global. Dengan tugas pokok dan fungsi
memobilisasi arus penumpang dan barang diatas jalur rel kereta api, maka ikut berperan menunjang pertumbuhan ekonomi nasional.
Pembangunan jalan Kereta Api Muaro Kalaban-Tanjung Ampalu ini adalah sebagai Akses jalur lintas Sumatra yang nantinya akan menghubungkan antar dua provinsi (Sumbar- Riau). Diharapkan ini kelak dapat mengurangi beban volume lalu lintas, dan mengurangi kemacetan. Di samping itu dengan adanya jalur kereta api ini akan memacu pertumbuhan ekonomi dan sosial masyarakat di sekitar Kabupaten Sijunjung dan Sawahlunto khususnya dan masyarakat Sumatera Barat umumnya. dari masalah tersebut penulis menjadikan sebagai tugas akhir yang diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Bung Hatta dengan judul “Perencanaan Jalan Lintas Kereta Api Antara Stasiun Muaro Kalaban-Tanjung Ampalu”
Adanya perencanaan tersebut, maka kita akan memiliki pedoman atau acuan untuk ke tahap pelaksananya. Yang akan diharapkan dapat memperluas jaringan kereta api di Indonesia yang berguna untuk lalulintas/mobilisasi baik manusia maupun
barang/jasa, sehingga dapat meningkatkan taraf hidup masyarakat di daerah tersebut.
1.1 Perumusan Masalah
Hal-hal yang menjadi permasalahan dalam tugas akhir ini adalah:
1. Bagaimana trase jalan kereta api yang baik dan efisien
2. Bagaimana bentuk alinemen jalan kereta api yang sesuai dengan persyaratan yang ada
3. Merencanakan susunan jalan rel 1.2 Tujuan
Adapun tujuan tugas akhir ini adalah: 1. Merencanakan trase jalan kereta api
jalur yang baru dan efisien
2. Mendapatkan alinemen geometri jalan kereta api yang sesuai dengan persyaratan
1.3 Batasan Masalah
Batasan Masalah dari tugas akhir ini adalah:
1. Data yang dipakai adalah data sekunder 2. Daerah perencanaan hanya antara
stasiun Muaro Kalaban-Stasiun Tanjung Ampalu
10 3. Dalam tugas akhir ini Tidak
membahas jembatan, persinyalan maupun infrastruktur kereta api lainnya (stasiun, rumah sinyal )
4. Tidak melakukan perhitungan sistim drainase
1.4 Metodologi
Dalam setiap penulisan karya tulis, data-data merupakan suatu hal yang sangat penting sebagai penunjang dalam penulisan. Data-data dan informasi yang penulis sajikan dalam penulisan tugas akhir ini diperoleh melalui beberapa metode, diantaranya:
1. Tinjauan Pustaka 2. Pengumpulan Data 3. Analisa Perhitungan 1.5 Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini diuraikan secara singkat mengenai latar belakang penulisan, alasan pemilihan judul, tujuan dan manfaat, pembatasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Pada Bab ini diuraikan mengenai istilah, dasar-dasar teori, rumusan dan penyusunan literatur yang menjadi sumber informasi dan berhubungan dengan perencanaan jalan Kereta Api
BAB III METODOLOGI
Pada bab ini diuraikan mengenai cara pencapaian tujuan tugas akhir perencanaan jalan kereta api dengan beberapa langkah
BAB IV PERHITUNGAN
PERENCANAAN KONTRUKSI JALAN KERETA API
Berisikan perhitungan perencanaan geometrik jalan KA, tubuh jalan, balas, bantalan, sambungan rel.
BAB V PENUTUP
Berisikan bagian penutup dari tugas akhir ini yaitu kesimpulan dan saran
11 BAB II
DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka
Lintas kereta api direncanakan untuk melewatkan berbagai jumlah angkutan barang dan/atau penumpang dalam suatu jangka waktu tertentu. Perencanaan konstruksi jalan rel harus direncanakan sedemikian rupa, sehingga dapat dipertanggungjawabkan secara teknis dan ekonomis.Secara teknis diartikan konstruksi jalan rel tersebut harus dapat dilalui oleh kendaraan rel dengan aman dengan tingkat kenyamanan tertentu selama umur konstruksinya.Secara ekonomis diharapkan agar pembangunan dan pemeliharaan konstruksi tersebut dapat diselenggarakan dengan biaya yang sekecil mungkin dimana masih memungkinkan terjaminnnya keamanan dan tingkat kenyamanan.
Perencanaan konstruksi jalan rel dipengaruhi oleh jumlah beban, kecepatan maksimum,beban gandar dan pola operasi.Atas dasar ini diadakan klasifikasi jalan rel, sehingga perencanaan dapat dibuat secara tepat guna.( Pasal 1 Peraturan Dinas No 10). Struktur Jalan Kereta Api adalah suatu konstruksi yang direncanakan sebagai prasarana infrastruktur dalam perencanaan kereta api. Struktur jalan rel kereta api
merupakan rangkaian super-struktur dan sub-struktur menjadi suatu kesatuan yang saling berhubungan untuk menerima dan mendukung pergerakan kereta api secara aman (Rosyidi, 2015)
Rel merupakan satu kesatuan konstruksi yang terbuat dari baja, beton atau konstruksi lain yang terletak di permukaan, di bawah dan di atas tanah atau bergantung, beserta perangkatnya yang fungsinya mengarahkan jalannya kereta api. Secara teknis diartikan bahwa konstruksi jalan rel tersebut harus dapat dilalui oleh kereta api dengan aman dan nyaman selama umur konstruksinya.
Selain itu rel juga mempunyai fungsi sebagai pijakan mengelindingnya roda kereta api dan meneruskan beban dari roda kereta api kepada bantalan. Sedangkan jalur rel kereta api merupakan jalur yang terdiri atas rangkaian petak jalan rel yang meliputi ruang manfaat jalur kereta api, ruang milik jalur kereta api dan ruang pengawasan jalur kereta api termasuk bagian atas dan bawahnya yang diperuntukkan bagi lalu lintas kereta api.( Peraturan Menteri Perhubungan nomor 60 Tahun 2012 )
12 2.2 Klasifikasi Jalan
Karena beban gandar dibuat sama untuk setiap kelas, maka klasifikasi hanya berdasarkan kepada daya angkut lintas dan atau kecepatan maksimumnya, maka penggolongan kelas akan ditentukan oleh kecepatan maksimum.Selain untuk perencanaan, klasifikasi jalan rel dapat juga di gunakan untuk menentukan siklus perawatan menyeluruh.
Tabel 2.1: Klasifikasi Jalan Rel dan Siklus Perawatan Menyeluruh.
Kelas Jalan Bantalan Kayu Beton I II III IV V dengan kereta penumpang VI tanpa kereta penumpang 4 th 4 th 6 th 6 th 8 th 8 th 6 th 6 th 6 th 6 th 10 th 12 th
Sumber :Tabel Penjelasan PD No.10 Perusahaan Jawatan Kereta Api
Kelas jalan rel yang ada di Indonesia dapat dibagi berdasarkan lebar jalan rel yang ada di Indonesia. Lebar jalan rel tersebut dibagi atas lebar lebar jalan rel 1067 mm dan lebar jalan rel 1435 mm. Klasifikasi kelas jalan rel tersebut mencakup daya angkut lintas pada masing-masing kelas jalan rel, kecepatan maksimum, beban gandar dan ketentuan lain untuk setiap kelas jalan rel. Masing-masing klasifikasi kelas jalan rel tersebut dijelaskan pada tabel 2.2 dan tabel 2.3.
Tabel 2.2: Kelas Jalan Rel Berdasarkan Lebar Jalan Rel 1067 mm
K el as Kap asita s Ang kur Lint as (x ton/t ahun )6 Kec epa tan ma ksi mu m (Km/J am) Beban Gandar maksim um Tipe Rel Jenis Bantala n Jenis Pena mbat Jarak Antar Sumbu Bantala n I >20 120 18 R.60/R .54 Beton Elastis 60 cm Ganda II 10-20 110 18 R.54/R .50 Beton/ Kayu Elastis 60 cm Ganda III 5-10 100 18 R.54/R .50/R.4 2 Beton/ Kayu/B aja Elastis
13 60 cm Ganda /tungg al IV < 2.5 80 18 R.42 Kayu / Baja Elasti s 60 cm Tung gal
Sumber: Lampiran Peraturan Menteri Perhubungan No.60 Tahun 2012
Tabel 2.3: Kelas Jalan Rel Berdasarkan Lebar Jalan Rel1435 mm
K el as Kapa sitas Angk ur Linta s (x ton/t ahun )6 Kec epa tan mak sim um (Km/J am) Beban Gandar maksim um Tipe Rel Jenis Bantal an Jeni s Pena mba t Jarak Antar Sumbu Bantala n I >20 160 22.5 R.60/R. 54 Beton Elast is 60 cm Gan da II 10-20 140 22.5 R.54/R. 50 Beton Elast is 60 cm Gan da III 5-10 120 22.5 R.54/R. 50/R.4 Beton Elast is 2 60 cm Gan da IV < 5 100 22.5 R.54/R. 50/R.4 2 Beton Elas tis 60 cm Gan da
Sumber: Lampiran Peraturan Menteri Perhubungan No.60 Tahun 2012
2.3 Struktur Jalan Rel
Perencanaan konstruksi jalan rel harus direncanakan sedemikian rupa, sehingga dapat dipertanggungjawabkan secara teknis dan ekonomis. Lintas kereta
api direncanakan untuk melewatkan berbagai jumlah angkutan barang dan/ atau penumpang dalam suatu jangka waktu tertentu. Konstruksi jalan rel merupakansuatu sistem struktur yang menghimpun komponen-komponennya seperti rel, bantalan, penambat dan lapisan fondasi serta tanah dasar secara terpadu dan disusun dalam sistem konstruksi dan analisis tertentu untuk dapat dilalui kereta api secara aman dan nyaman.Secara umum jalan rel terbentuk dari dua batang rel baja yang diletakkan diatas balok-balok melintang.
2.4 Komponen Jalan Rel
Struktur Jalan Rel merupakan suatu konstruksi yang meliputi dari beberapa komponen seperti tanah dasar, lapis pondasi, balas, penambat, bantalan dan rel yang tersusun, sehingga membentuk suatu
14 konstruksi yang aman atau dapat dilalui oleh
kereta api tersebut. Struktur jalan rel dibagi ke dalam dua bagian struktur yang terdiri dari kumpulan komponen jalan rel, yaitu:struktur jalan rel dibagi ke dalam dua bagian struktur yang terdiri dari kumpulan komponen jalan rel, yaitu :
2.4.1 Struktur Atas Jalan Rel
Struktur bagian atas atau dikenal sebagai superstructure, yang merupakan bagian lintasan yang terdiri dari komponen-komponen seperti rel (rail), penambat (fastening) dan bantalan (sleeper). Penjelasan dari struktur bagian atas tersebut adalah sebagai berikut:
2.4.1.1 Rel
Rel merupakanbatangan baja
longitudinal yang berhubungan secaralangsung, dan memberikan tuntunan dan tumpuan terhadap pergerakan roda kereta api secara berterusan. Rel ditumpu oleh bantalan-bantalan, sehingga pada saat kereta api melintasi jalan rel tekanan tegak lurus dari roda akan menyebabkan momen lentur pada rel di antara bantalan-bantalan. Selain itu, gaya arah horizontal yang disebabkan oleh gaya angin, goyangan kereta api dan gaya sentrifugal menyebabkan terjadinya momen lentur arah horizontal.
Keasusan rel umumnya terjadi pada
bagian kepala, oleh karenanya untuk mendapatkan umur rel yang lebih panjang, bagian kepala diperbesar. Usaha lain yang dilakukan untuk mempertahankan ketahanan terhadap aus adalah dengan memperbesar kepala rel sebagai tempat tumpuan roda kereta api. Roda kereta api yang melintas merupakan penyaluran beban yang melintas serta mengakibatkan gesekan secara konstan terhadap rel yang berisiko terhadap keausan rel.
Karakteristik penampang rel kereta api sesuai dengan Perencanaan Konstruksi J alan Rel (P erat uran Dinas N o.10) dij el askan pada tabel 2.4
Dal am pem bangunan dikenai 3 macam rel yaitu (gambar 2.2 ): 1) Rel untuk j al an rel (jalan kereta
api ).
Menurut beratn ya rel ini dibagi m enjadi 2 kel ompok.
a) Rel berat yai tu rel yang beratn ya > 30 kg/m .
b) Rel ringan yai tu rel yang beratn ya <30 kg/m.
2) Rel untuk keran. 3) Rel untuk elevator.
Dipilih rel tahan aus agar umur manfaat rel menjadi lebih lama, sehingga siklus penggantian rel bisa lebih
15 panjang.Dalam klasifikasi UiC dikenal 3
macam rel tahan aus (wear resistant rails-WR), yaitu WR-A, WR—B dan WR-C. Kadar C dan Mn ketiga jenis rel itu dan rel PJKA tercantum pada tabel 2.3 dan digambarkan pada gambar 2.3.Dan tabel dan gambar itu terlihat bahwa rel PJKA termasuk jenis WR-A. Waktu ini, WR-C jarang dipakai lagi, karena pada jenis ini ternyata banyak masalah yang timbul dalam penjelasan, seperti terjadinya perubahan yang besar pada struktur mikronya.
Tabel 2.3: Kadar C dan Mn %
W C Mn WR - A WR - B WR – C PJKA 0,60 – 0,75 0,50 – 0,65 0,45 – 0,60 0,60 – 0,80 0,80 – 1,30 1,30 – 1,70 1,70 – 2,10 0,90 – 1,10
Ditinjau, dari kadar C-nya, WR-A termasuk jenis baja berkadar karbon tinggi (high carbon steel) dan WR-B termasuk jenis baja berkarbon sedang (medium
carbon steel). Percobaan-percobaan di laboratorium menunjukkan baja berkadar karbon tinggi lebih tahan aus daripada baja berkadar karbon sedang.
Ketahanan aus, rel WR-A adalah 2 sampai 4 kali lebih baik daripada rel biasa. Keausan rel maksimum yang diizinkan diukur pada 2 arah, yaitu pada sumbu vertikal (a) dan pada arah 450dari sumbu vertikal (e) (gambar 2.3).
Harga emax dihitung dengan persamaan:
em a x = 0 , 5 4 h — 4 . . . ( 3 . 1 )
Harga amax dibatasi oleh kedudukan
kasut roda dan pelat sambungan.Maksudnya adalah agar waktu amax tercapai dan aus
kasut roda juga sudah maksimum, sayap kasut roda jangan samvai menumbuk pelat sambungan (gambar 2.3).
LC = Low carbon
MC' = Medium carbon
16 Gambar 2.3 Keausan Rel
Tabel 2.4 Aus Maksimum yang diizinkan Ukuran Rel emax ( mm ) amax R. 42 R. 50 R. 54 R. 60 13 15 15 15 10 12 12 12
Kontak Roda Dan Reluic-54
I. --- : Roda dan rel baru
II. --- : Roda baru, rel aus
III. --- : Roda aus, rel aus 2.4.1.2 Penambat Rel
Penambat rel adalah suatu komponen yang menambatkan rel pada bantalan sedemikian rupa, sehingga kedudukan rel adalah tetap, kokoh dan tidak
bergeser.Pemasangan penambat rel ini yang akan nantinya menjaga kestabilan kedua batang rel, sehingga penambat ini dirancang sedemikian kokoh guna untuk menahan berat beban dan kecepatan kereta api yang tinggi. 2.4.1.3 Bantalan
Bantalan berfungsi meneruskan beban dari rel ke balas, menahan lebar sepur dan stabilitas kearah luar jalan rel. Bantalan dapat terbuat dari kayu, baja ataupun beton.Pemilihan bantalan didasarkan pada kelas yang sesuai dengan klasifikasi jalan rel Indonesia (standar jalan rel Indonesia).
1. Bantalan Kayu
Bantalan kayu pada umumnya merupakan jenis kayu mutu tinggi (A) dengan kelas kuat I atau II. Jenis kayu yang biasa digunakan oleh PT Kereta Api untuk bantalan rel adalah jenis kayu jati dan kayu besi.Bantalan dengan jenis kayu jati dapat bertahan 16 sampai 20 tahun bahkan lebih. Bentuk dan dimensi bantalan kayu umumnya digunakan sesuai dengan lebar sepur konstruksi jalan kereta api di Indonesia yaitu 1067 mm. Pada jalan yang lurus bantalan kayu mempunyai ukuran:
17 Panjang = L = 2.000 mm
Tinggi = t = 130 mm Lebar = b = 220 mm
Bantalan kayu pada bagian tengah maupun bagian bawah rel, harus mampu menahan momen maksimum sebesar:
Tabel 2.9 Momen Kelas Kayu Kelas kayu Momen maksimum ( Kg – m ) I 800 II 530
Bentuk penampang melintang bantalan kayu harus berupa empat persegi panjang pada seluruh tubuh bantalan.Bantalan kayu, harus memenuhi persyaratanmodulus elastisitas (E) minimum 150.000 kg/cm2.Harus mampu menahan momen maksimum sebesar 800 kg-m. Berat jenis kayu minimum = 0.9, kadar air maksimum 30%, tanpa mata kayu, retak tidak boleh sepanjang 230 mm dari ujung kayu.Bantalan kayu digunakan dalam jalan rel dikarenakan bahan tersebut mudah diperoleh di Indonesia dan mudah pula dibentuk.
Masalah dalam bantalan kayu, hanyalah pengawetan yang harus merata dan sempurna.Selain itu syarat berikut harus dipenuhi adalah u t u h d a n p a d a t , t i d ak berm at a, tidak ada lubang bekas ulat, tidak ada tanda-tanda permulaan lapuk.Untuk memperpanjang umur bantalan, antara rel dan bantalan harus dipasang pelat andas.Geometri bantalan kayu yang dipakai pada saat ini, yaitu: • „i•
bantalan jalur lurus : 200 x 22 x 13 (PJKA) 210 x 20 x 14 (JNR) bantalan jembatan : 180 x 22 x 20 atau180 x 22 x 24
Adapun jenis kayu yang dapat dipakai adalah:kayu besi, k a yu j a t i . yang digolongkan dalam PKKI; termasuk kelas I atau II dan yang biasa dipakai oleh PJKA.
2. Perencanaan dimensi bantalan, sepenuhnya memakai teori tegangan lentur:
=
Jika penampang persegi:
ø =
Momen dihitung dengan teori balok berhingga di alas perletakan elastis ('finite
beam in elastic foundation'). Momen maksimum yang dapat dipikul, dihitung
18 berdasarkan tegangan ijin lentur kayu, untuk
mutu kayu kelas I 6r-it = 125 kg/cm2 dan kelas
II -c-ft = 83 kg/cm2. 3. Bantalan Baja
Pada jalur lurus bantalan baja mempunyai ukuran:
Panjang : 2.000 mm Lebar atas : 144 mm Lebar bawah : 232 mm Tebal baja : minimal 7 mm Mutu baja yang dipakai untuk bantalan baja, harus memenuhi ketentuan Peraturan Bahan Jalan Rel Indonesia (PBJRI). Bantalan baja pada bagian tengah bantalan maupun pada bagian bawah rel, harus mampu menahan momen sebesar = 650 kg-m. Bentuk penampang melintang bantalan baja, harus mempunyai bentukan kait keluar pada ujung bawahnya, Bentuk penamapangmemanjang bantalan baja, harus mempunyai bentukan kait ke dalam pada ujung-ujung bawah.
Gambar2.14Bantalan Baja BAB III
METODOLOGI PERHITUNGAN 1.1 Metodologi Penelitian
Untuk analisa penelitian, sebagai kasus yang ditinjau adalah jalur Kereta Api dengan panjang 30 km. Jalur kereta api yang dimaksud adalah jalur kereta api Muaro Kalaban – Muaro Kabupaten Sijunjung Provinsi Sumatra Barat.
1.2 Pengumpulan Data
Pada perencanaan peningkatan jalur kereta api data yang digunakan adalah data primer yaitu data yang didapat dari instansi-instansi terkait.
1.2.1 Data Kontur
Data kontur pada jalur kereta api adalah:
1. Elevasi awal perencanaan : 223,856 m
2. Elevasi akhir perencanaan : 186,374 m
19 3. Total panjang : 13 km
1.2.2 Data Tanah
Pengujian tanah di lapangan dimaksud untuk mendapatkan nilai kekuatan daya/dukung tanah setempat sehingga dapat digunakan sebagai data perencanaan untuk desain pondasi /bangunan yang sesuai dengan beban rencana.
Pengujian material tanah:
1. Pengujian material tanah CBR (California BearingRatio) yaitu pengujian batas-batas konsistensi (atterberg limit) terdiri dari batas cair (liquid limit), batas plastis (Plastis Limit dan batas sudut (shrinkage
limit).
2. Pengukuran batas-batas ini dilakukan secara rutin untuk sebagian besar penyelidikan yang meliputi tanah yang berbutir halus.
3. Penentuan batas-batas atterberg ini dilakukan hanya pada bagian tanah yang melalui saringan No.40.
Pengujian kepadatan tanah (sand cone test) - Pemeriksaan sand cone test dilakukan
sebanyak 5 (lima) titik. 1.2.3 Data Perencanaan
1. Kelas Jalan = kelas II 2. Panjang total = 13 km 3. Lebar sepur lurus = 1067 mm
4. Lebar sepur lengkung = 1087, 1082 mm
5. Beban gandar = 18 ton 6. Rel = R 54 7. Bantalan = Beton
Bertulang 8. Data kontur = Pengukuran
Theodolit 1.2.4 Perhitungan Geometrik
Ukuran lengkung yang direncanakan berdasarkan dari kecepatan rencana yang ditinjau dari lengkung horizontal dan vertikal. Geometri yang diperhitungkan terdiri dari :
1. Pelebaran sepur 2. Lengkung lingkaran 3. Lengkung peralihan 4. Peninggian (h)
5. Kelandaian (aligment vertikal) 1.2.5 Studi Literatur
1. Perusahaan Jawatan Kereta Api ( penjelasan peraturan perencanaan jalan rel )
2. Peraturan Menteri Perhubungan No. PM. 28 Tahun 2011. Persyaratan teknis jalur kereta api.
3. Peraturan Dinas No.10. Peraturan pelaksanaan pembangunan jalan rel Indonesia ( PPPJRI )
20 BAB IV
PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA
4.1 Tinjauan Umum
Pertumbuhan penduduk saat ini terus meningkat cukup tinggi sehingga menyebabkan mobilitas masa meningkat dan melebihi kapasitas prasarana yang telah ada.Untuk itu perlu adanya moda transportasi yang bebas hambatan salah satunya transportasi yang bergerak di atas rel. Dalam perencanaan jalur Muaro Kalaban – Muaro ini terlebih dahulu dibahas data eksisting dari kondisi jalur rel, kondisi struktur jalan rel untuk kemudian dijadikan analisa jalur tunggal.
4.2 Kondisi Existing
Lokasi wilayah studi berada diantara stasiun Muaro Kalaban – Muaro Sijunjung yaitu pada Km 151 + 400 s.d Km 164 + 400 lintas ini merupakan akses jalur antar Lintas Sumatra nantinya yang menghubungkan dengan provinsi Riau. Lokasi studi ini nantinya akan melewati beberapa stasiun yaitu :
Stasiun Muaro Kalaban Km 151 + 400
Stasiun Padang Sibusuk Km 157 + 550
Stasiun Tanjung Ampalu Km 164 + 400
4.2.1 Perhitungan Dimensi Rel
Karena beban gandar dibuat sama untuk setiap kelas, maka klasifikasinya hanya didasarkan kepada daya angkut lintas dan atau kecepatan maksimumnya, maka penggolongan kelas akan ditentukan oleh kecepatan maksimum.
4.2.2 Perhitungan Dimensi Rel
Rel dianggap sebagai suatu balok tidak terhingga panjangnya, dengan pembebanan beban terpusat dan ditumpu oleh struktur dengan modulus elastisitas jalan rel (‗track
stiffness’)
k
Gambar 4.1Perhitungan Dimensi Rel Persamaan dari:
Y =
21 M =
k = Modulus elastisitas jalan rel = 180 kg/cm²
―dumping factor‖ = √
Ix = momen inersial rel pada
sumbu x-x
E = modulus elastisitas rel = 2.1 x 106 kg/cm²
Pd = beban dinamis roda
M = o Jika cos x1 – sin x1 = o
x1= x = = √ M maksimum, jika = 1, Mo = = = 0,318 Pdx1 BAB IV
PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA 4.3 Tinjauan Umum
Pertumbuhan penduduk saat ini terus meningkat cukup tinggi sehingga menyebabkan mobilitas masa meningkat dan
melebihi kapasitas prasarana yang telah ada.Untuk itu perlu adanya moda transportasi yang bebas hambatan salah satunya transportasi yang bergerak di atas rel. Dalam perencanaan jalur Muaro Kalaban – Muaro ini terlebih dahulu dibahas data eksisting dari kondisi jalur rel, kondisi struktur jalan rel untuk kemudian dijadikan analisa jalur tunggal.
4.4 Kondisi Existing
Lokasi wilayah studi berada diantara stasiun Muaro Kalaban – Muaro Sijunjung yaitu pada Km 151 + 400 s.d Km 164 + 400 lintas ini merupakan akses jalur antar Lintas Sumatra nantinya yang menghubungkan dengan provinsi Riau. Lokasi studi ini nantinya akan melewati beberapa stasiun yaitu :
Stasiun Muaro Kalaban Km 151 + 400
Stasiun Padang Sibusuk Km 157 + 550
Stasiun Tanjung Ampalu Km 164 + 400
4.4.1 Perhitungan Dimensi Rel
Karena beban gandar dibuat sama untuk setiap kelas, maka klasifikasinya hanya didasarkan kepada daya angkut lintas dan atau kecepatan maksimumnya, maka penggolongan kelas akan ditentukan oleh kecepatan maksimum.
22 4.4.2 Perhitungan Dimensi Rel
Rel dianggap sebagai suatu balok tidak terhingga panjangnya, dengan pembebanan beban terpusat dan ditumpu oleh struktur dengan modulus elastisitas jalan rel (‗track
stiffness’)
k
Gambar 4.1Perhitungan Dimensi Rel Persamaan dari:
Y =
M = k = Modulus elastisitas jalan rel = 180 kg/cm²
―dumping factor‖ = √
Ix = momen inersial rel pada
sumbu x-x
E = modulus elastisitas rel = 2.1 x 106 kg/cm²
Pd = beban dinamis roda
M = o Jika cos x1 – sin x1 = o
x1= x = = √
M maksimum, jika = 1, Mo =
= = 0,318 Pdx1
Perhitungan Transformasi beban roda yang dinamis ke statis ekuivalen memakai persamaan talbot.
Kelas jalan : II
Vrencanaa : 110 km/jam
Tekanan gandar : 18 ton
Rel : R 54 Pd = P + 0,01 P (v-5); V dalam mil/jam Pd = [9000+0,01.9000 ( - 5)] kg = 14702,8 kg.
23 √ = √ = 0,0098 cm-1 Mo= = = 375071,4 kg cm. σ = dimana
= jarak tepi bawah rel ke garis netral.
M1 = 0,85 Mo akibat super posisi
beberapa gandar.
Ix = momen inersia terhadap sumbu
x – x.
σ =
kg/cm²
σ = 1035,52 kg/cm² < 1325 kg/cm² (syarat JNR)
4.4.3 Perhitungan Dimensi Bantalan
Beban merata pada tepi bawah rel yang membebani bantalan:
p = kyo ; (yo = lenturan maksimum).
Yo =
= = 0,393
Super posisi dari beberapa gandar;beban ke bantahan menjadi
Q = =0,786
= =0,786
Q Q
Gambar 4.2Perhitungan Dimensi Bantalan Di mana : beban dinamis roda
S : jarak bantalan
Dengan R-54 kelas II maka beban ke bantalan jika jarak bantalan 60 cm.
X1 = =
= 80,14 cm.
Q = 0,786. Pd . 60/80,14 = 0,59 Pd
Q = 60%. Pd = 10164,18 kg.
Bantalan beton yang digunakan:
Dipakai data-data bantalan beton dari salah satu bantalan beton produksi dalam negri :
Dipakai baja prategang sebanyak 18 buah dengan diameter 5,08 mm
tegangan putus16000kg,/cm2
Pada saat kondisi transfer = 70 % kapasitas maksimum P initial = 18 x 2270,24 kg.
24 4.4.4 Analisa Tegangan
1. Tahap pratekan awal Bawah rel : Sisi atas : σ = = – = 85,84 kg/cm2 ( 200 kg/cm2 ) Sisi bawah : σ = = 93,12 kg/cm2 ( 200 kg/cm2 ) a. Kondisi tegangan:
Gambar 4.3Analisa Tegangan 4.5 Perhitungan Lengkung Horizontal Awal lengkung Km 151 + 696 Akhir lengkung 151 + 758 Panjang lengkung 62 m R = 500 V = 40 km / jam Perhitungan : a. h normal = 6 = 19,2 20 mm b. besar ordinat Y1 = = = 0.0213 m c. peninggian hmin = ( ) = = 17,657 18 mm
pada hmin = Vmin = √
= √ = √ = 38 Km / jam
panjang minimum lengkung peralihan lh = 0.01 . h . V = 0.01 20 40 = 8 m
ordinat lengkung peralihan min Y =
= = 0,924 m Gambar : 4.11 lengkung Km 151+696 s/d 151 + 758
+
85,48 93,12 e P i25 Gambar 4.11
Peninggian ( h ) normal Km 151 + 696 s/d 151 + 758
4.6 Perencanaan Lengkung Vertikal
Panjang lengkung vertikal berupa busur lingkaran yang menghubungkan dua kelandaian lintas yang berbeda, ditentukan berdasarkan besarnya jari-jari lengkung vertikal, perbedaan kelandaian. Dan besarnya jari-jari lengkung vertikal minimum bergantung kepada kecepatan rencana .
Gambar 4.12
Perencanaan Lengkung Vertikal BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 kesimpulan
Berdasarkan hasil dari perencanaan jalan rel baru dalam tugas akhir ini yang dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Jalur rel yang direncakan dari Km 151 + 400 s/d 164 + 400 dengan satu sepur.
2. Struktur jalan rel dan komponen yang direncakan berdasarkan peraturan dinas PJKA dan peraturan mentri perhubungan
3. Desain geometri jalan rel meliputi alinemen vertikal dan horizontal. 4. Struktur yang digunakan didapatkan sebagai berikut :
Rel digunakan R 54
Lebar sepur : 1067 mm
Jarak bantalan beton : 60 cm
Beban gandar : 18 ton
Tebal balas bawah bantalan : 30 cm
Kebutuhan bantalan beton 1067 : 10.328 btg.
5.2. saran
Demi kesempurnaan dari penulisan laporan Tugas Akhir ini, penulis mencoba
ym = 9.702 ym = 1,97 R = 20000 R = 20000 STA 151 + 750 = 100 m 543.5 mm h normal = 20 mm 543.5 mm G Sin G y G Cos
26 memberikan saran – saran yang bersifat
membangun untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini kedepannya.
Adapun saran – saran tersebut sebagaimana berikut :
1. Perlu tinjauan ulang desain lengkung vertikal dan horizontal untuk memperhatikan perlintasan.
2. Perlu adanya perhitungan wesel, penambat dan emplasemen
3. Dalam perencanaan jalur baru perlu adanya perhitungan tanah dasar sebagai pondasi
4. Diharapkan pada setiap perlintasan antara jalan rel kereta api dengan jalan raya agar dibuat tidak sebidang ( dibuat underpass/flay over). DAFTAR PUSTAKA
Pd-10- Perencanaan Kontruksi jalan rel, PM no 28 tahun 2011, Perusahaan Jawatan kereta Api,
