PPJT

(1)

PERATURAN

PERATURAN PERENCANAAN

PERENCANAAN

TEKNIK JEMBATAN

I. I. DASAR

DASAR PERENCANAAN

PERENCANAAN

Konstruksi jembatan direncanakan sesuai dengan peraturan sbb Konstruksi jembatan direncanakan sesuai dengan peraturan sbb :: 1. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan,

1. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, 1992 (PPTJ-1992), Departemen Pekerja-1992 (PPTJ-1992), Departemen Pekerja-an

an Umum, Umum, Direktorat Direktorat Jendral Jendral Bina Bina Marga, Marga, Direktorat Direktorat Bina Bina Program Program Jalan.Jalan.

2. Bridge Design Manual, 1992 (BDM-1992), Directorate General of Highways, Ministry 2. Bridge Design Manual, 1992 (BDM-1992), Directorate General of Highways, Ministry

of

of Public Public Works, Works, Republic Republic of of Indonesia.Indonesia.

II. II. BEBAN

BEBAN JEMBATAN

JEMBATAN

A. A. AKSI

AKSI TETAP

TETAP (PERMANENT ACTIONS)

(PERMANENT ACTIONS)

1. 1. BERAT SEN

BERAT SENDIRI (

DIRI ( MS )

MS )

Berat sendiri (

Berat sendiri ( self weight self weight ) adalah berat bahan dan bagian jembatan ) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakanyang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural

elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifatyang dipikulnya dan bersifat tetap.

tetap. Berat sendiri dihitung Berat sendiri dihitung berdasarkan berat satuan berdasarkan berat satuan (( unit weightunit weight ) seperti Tabel 1.) seperti Tabel 1. Tabel 1. Berat satuan untuk

Tabel 1. Berat satuan untuk menghitung berat sendirimenghitung berat sendiri B

Baahhaan n / / mmaatteerriiaall BBeerraat t ssaatt BBaahhaan n / / mmaatteerriiaall BBeerraat t ssaatt ( kN/m

( kN/m33)) (( kkNN//mm33)) B

Beettoon n bbeerrttuullaanngg 2255..00 TiimTmbb. . ttaannaah h ppaaddaatt 1177..22 B

Beettoon n pprraatteeggaanngg 2255..55 KeKerriikkiil l ddiippaaddaattkkaann 2200..00 B

Beettoonn 2424..00 AAssppaal l bbeettoonn 2222..00 B

Baattu u ppaassaannggaann 2233..55 LaLappiissaan n bbeerraassppaall 2222..00 B

Baajjaa 7777..00 AiirAr mmuurrnnii 99..88 B

Beessi i ttuuaanngg 7711..00 PaPassiir r bbaassaahh 1188..44 B

Beessi i tteemmppaa 7755..55 PPaassiir r kkeerriinngg 1177..22 T

Tiimmbbaall 111111..00 LLeemmppuunng g lleeppaass 1122..55 B

Beettoon n rriinnggaann 1199..66 KKaayyu u rriinnggaann 77..88 N

(2)

2. BEBAN MATI TAMBAHAN ( MA )

Beban mati tambahan ( superimposed dead load ), adalah berat seluruh bahan yang menimbulkan suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Jembatan direncanakan mampu

memikul beban tambahan yang berupa :

a. Aspal beton setebal 50 mm untuk pelapisan kembali di kemudian hari (overlay ). b. Tambahan genangan air hujan setinggi 50 mm apabila saluran drainase tidak

beker-ja dengan baik.

3. TEKANAN TANAH ( TA )

Tekanan tanah lateral dihitung dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah w_s, sudut gesek dalam

φ

, dan kohesi c dengan :

w

_s

' = w

_s

φ

' = tan

-

(K

_φ

* tan

φ

)

dengan faktor reduksi untuk

φ

',

_K

_φ

₌

_0.7

c' = K

c

* c

dengan faktor reduksi untuk c',

K

c

=

1.0

Koefisien tekanan tanah aktif,

K

a

= tan ( 45

°

-

φ

' / 2 )

Koefisien tekanan tanah pasif,

K

_p

= tan ( 45

°

+

φ

' / 2 )

Pada bagian tanah di belakang dinding penahan yang dibebani lalu-lintas, harus diperhitungkan adanya beban tambahan yang setara dengan tanah setebal 0.60 m yang

berupa beban merata pada bagian tersebut. Beban merata :

q = 0.60 * W

s

B. AKSI SEMENTARA (TRANSIENT ACTIONS)

1. BEBAN LALU-LINTAS

Beban lalu-lintas untuk perencanaan jembatan terdiri dari beban lajur "D" dan beban truk "T". Beban lajur "D" digunakan untuk perhitungan yang mempunyai bentang sedang sampai panjang, sedang beban truk "T" digunakan untuk bentang pendek dan

(3)

1.1. BEBAN LAJUR "D" ( TD )

Beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi merata (Uniformly Distributed Load), UDL dan beban garis (Knife Edge Load), KEL s eperti terlihat pada Gambar 1.

UDL mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total L yang dibebani seperti Gambar 2 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :

q = 8.0

kPa untuk L

≤

30 m

q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L )

kPa untuk L > 30 m

Gambar 1. Beban lajur "D"

Gambar 2. Intensitas Uniformly Distributed Load (UDL)

KEL mempunyai intensitas,

p = 44.0

kN/m

Faktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil sebagai berikut :

DLA = 0.4

untuk L

≤

50 m

DLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50)

untuk 50 < L < 90 m

DLA = 0.3

untuk L

≥

90 m q kPa p kN/m 90° direction of traffic U D L K E L 5.5 m 5.5 m _{5.5 m} b 50% 100% 0 2 4 6 8 10 0 20 40 60 80 100 L (m) q ( k P a )

(4)

Gambar 2. Faktor beban dinamis (DLA)

Untuk bentang menerus, digunakan panjang bentang ekivalen yang dinyatakan dengan rumus :

L

E

=

√

( L

av

* L

max

)

L

av

=

panjang bentang rata-rata

L

max

=

panjang bentang maksimum

1.2. BEBAN TRUK "T" ( TT )

Pembebanan truk "T" terdiri dari kendaraan truk semi-trailer yang mempunyai susunan dan beban as seperti pada Gambar 2. Faktor beban dinamis untuk pembebana truk diambil,

DLA = 0.3

Gambar 3. Beban truk "T"

0 10 20 30 40 50 0 50 100 150 200 Bentang, L (m) D L A ( % )

(5)

2. GAYA REM ( TB )

Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang, dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya

rem arah memanjang jembatan tergantung panjang total jembatan (L_t) sebagai berikut : Gaya rem,

T

_TB

= 250 kN

untuk L_t

≤

80 m

Gaya rem,

T

TB

= 250 + 2.5*(L

t

- 80) kN

untuk 80 < Lt < 180 m

Gaya rem,

T

TB

= 500 kN

untuk Lt

≥

180 m

Gambar 4. Gaya rem

3. PEMBEBANAN UNTUK PEJALAN KAKI ( TP )

Trotoar pada jembatan jalan raya direncanakan mampu memikul beban hidup merata seperti yang dilukiskan pada Gambar 5.

Gambar 4. Pembebanan untuk pejalan kaki

0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 A (m2) q ( k P a ) 0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Lt (m) G a y a r e m ( k N )

(6)

A = luas bidang trotoar yang dibebani pejalan kaki (m2) Beban hidup merata q :

Untuk A

≤

10 m2 :

q = 5

kPa

Untuk 10 m2 < A

≤

100 m2 :

_{q = 5 - 0.033 * ( A - 10 )}

kPa Untuk A > 100 m2 :

q = 2

kPa

C. AKSI LINGKUNGAN (ENVIRONMENTAL ACTIONS)

1. PENGARUH TEMPERATUR ( ET )

Variasi temperatur rata-rata pada konstruksi jembatan yang digunakan untuk menghitung pemuaian dan gaya yang terjadi akibat perbedaan temperatur diberikan pada Tabel 2. Besarnya harga koefisien perpanjangan akibat suhu disajikan pada Tabel 3.

Tabel 2. Temperatur Jembatan Rata-rata

Tipe Bangunan Atas Temperatur min. Temperatur maks. Jembatan rata-rata rata-rata Lantai beton di atas

gelagar beton 15

°

C 40

°

C

Tabel 3. Sifat Bahan Rata-rata Akibat Pengaruh Temperatur Bahan Koefisien muai Modulus Elastis Jembatan akibat suhu beton Beton dengan kuat

tekan, fc' < 30 MPa 10 x 10-6 per

°

C 25000 MPa

2. BEBAN ANGIN ( EW )

Gaya akibat angin dihitung dengan rumus sebagai berikut :

T

_EW

= 0.0006*C

_w

*(V

_w

) *A

_b kN

Cw = koefisien seret, lihat Tabel 4.

V_w = Kecepatan angin rencana ( m/det ), lihat Tabel 5. A_b = luas bidang samping jembatan (m2)

(7)

Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus :

T

EW

= 0.0012*C

w

*(V

w

)

kN/m dengan, Cw = 1.2

Tabel 4. Koefisien seret, C_w

Struktur Atas Masif C_w Keterangan

b/d = 1.0 2.10 b = lebar total jembatan dihitung dari

b/d = 2.0 1.50 sisi luar sandaran

b/d

≥

6.0 1.25 d = tinggi struktur atas

Untuk harga antara b/d dapat diinterpolasi

Tabel 5. Kecepatan Angin Rencana, V_w

Keadaan Batas Lokasi

s/d 5 km dari pantai > 5 km dari pantai

Daya layan 30 m/det 25 m/det

Ultimit 35 m/det 30 m/det

2. BEBAN GEMPA ( EQ )

Beban gempa rencana dihitung dengan rumus :

T

EQ

= K

h

* I * W

t

K

_h

= C * S

T_EQ = Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN) K_h = Koefisien beban gempa horisontal

I = Faktor kepentingan

Wt = Berat total bangunan yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan

=

P

_MS

+ P

_MA kN

C = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah S = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi

gempa (daktilitas) dari struktur jembatan. Waktu getar struktur dihitung dengan rumus :

(8)

T = 2 *

π

*

√

[ W

_TP

/ ( g * K

_P

) ]

K

P

= 3 * E

c

* I

c

/ h

3

W_TP = ( P_MS + P_MA ) _{struktur atas} + 1/2*P_{MS struktur bawah}

T = waktu getar (detik)

W_TP = berat sendiri struktur atas dan beban mati tambahan, ditambah setengah berat sendiri struktur bawah (kN)

P_MS = berat sendiri (kN)

P_MA = beban mati tambahan (kN)

g = percepatan grafitasi (= 9.8 m/det2)

K_P = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yang diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m)

E_c = modulus elastis beton (kPa) I_c = momen inersia (m4)

h = tinggi struktur (m)

Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis berupa beton bertulang dan struktur berperilaku elastis, maka nilai faktor tipe struktur,

S = 3.0

Jika struktur dapat berperilaku daktail dan mengalami simpangan yang cukup besar, sehingga mampu menyerap energi gempa yang besar, maka nilai faktor tipe struktur,

S = 1.0 * F

≥

1.0

F = 1.25 - 0.025 * n

n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral yang ditinjau. Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa 3 disajikan pada Tabel 6, atau dapat di- lihat pada Gambar 5.

Kriteria kondisi tanah keras, sedang, dan lunak, untuk menentukan koefisien geser dasar diberikan pada Tabel 7. Faktor kepentingan ( I ) disajikan pada Tabel 8.

(9)

Tabel 6. Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa 3 T Nilai C untuk Tanah

( detik ) Keras Sedang Lunak

0.00 0.14 0.18 0.18 0.40 0.14 0.18 0.18 0.55 0.11 0.16 0.18 0.60 0.10 0.15 0.17 0.90 0.10 0.10 0.14 1.30 0.10 0.10 0.10 3.00 0.10 0.10 0.10

Gambar 5. Koefisien geser dasar gempa wilayah 3 Tabel 7. Kondisi tanah untuk koefisien geser dasar

Tipe Tanah Kedalaman Tanah

Keras Sedang Lunak Untuk seluruh jenis tanah

≤

3 m 3 - 25 m > 25 m Untuk tanah kohesif dengan kuat geser undrained

≤

6 m 6 - 25 m > 25 m rata-rata < 50 kPa

Lapisan tanah yang bersifat kohesif dengan kuat ge-

≤

9 m 9 - 25 m > 25 m ser undrained rata-rata > 100 kPa atau tanah

berbu-tir sangat padat

Untuk tanah kohesif dengan kuat geser undrained

≤

12 m 12 - 30 m > 30 m rata-rata > 200 kPa

Untuk tanah berbutir dengan ikatan matrik padat

≤

20 m 20 - 40 m > 40 m

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Waktu getar, T (detik)

K o e f i s i e n g e s e r d a s a r , C Tanah keras Tanah sedang Tanah lunak

(10)

Tabel 8. Faktor kepentingan, I

Klasifikasi I min.

Jembatan yang memuat > 2000 kendaraan/hari, jembatan pada jalan raya 1.2 utama atau arteri, dan jembatan dimana tidak ada route alternatif

Seluruh jembatan permanen lainnya dimana route alternatif tersedia, tidak 1.0 termasuk jembatan yang direncanakan untuk mengurangi pembebanan

lalu-lintas

Jembatan sementara (misal, Bailley) dan jembatan yang direncanakan 0.8 untuk mengurangi pembebanan lalu-lintas

2.1. TEKANAN TANAH LATERAL AKIBAT GEMPA

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan t anah dinamis dihitung dengan menggunakan koefisien tekanan tanah dinamis (∆KaG) sebagai berikut :

θ

= tan

-

(K

_h

)

K

_aG

= cos (

φ

' -

θ

) / [ cos

θ

* { 1 +

√

(sin

φ

' *sin (

φ

' -

θ

) ) / cos

θ

} ]

∆K

aG

= K

aG

- K

a

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan t anah dinamis :

T

EQ

= 1/2 * h * w

s

* ∆K

aG kN/m

2.2. TEKANAN AIR LATERAL AKIBAT GEMPA

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan air dihitung sebagai berikut : Tipe Bangunan Gaya air horisontal

Pilar tipe dinding

T

_EQ

= 0.58 * K

_h

* I * w

_a

* b * h

2

Pilar tipe kolom dg. b*h

≤

2 m2

T

_EQ

= 0.75*K

_h

Iw

_a

*b

2

h ( 1 - 4b*h )

2 m2 < b*h

≤

3.1 m2

_T

_EQ

_{= 1.17 * K}

_h

_{* I * w}

_a

_{* b * h}

2

b*h > 3.1 m2

_T

_EQ

_{= 0.38 * K}

_h

_{* I * w}

_a

_{* h * b}

2 w_a = berat volume air = 9.8 kN/m3

b = lebar pilar (m)

h = kedalaman air rata-rata (m)

K_h = koefisien beban gempa horisontal I = faktor kepentingan

(11)

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan air dianggap bekerja pada kedalaman sama dengan setengah kedalaman air rata-rata.

3. ALIRAN AIR, BENDA HANYUTAN, DAN TUMBUKAN DGN KAYU

3.1. ALIRAN AIR

Gaya seret pada pilar akibat aliran air dihitung dengan rumus :

T

_EF

= 0.5 * C

_d

* V

_a

* A

_d kN

C

d

=

koefisien seret (Tabel 9)

V

a

=

kecepatan aliran air rata-rata saat banjir dg periode ulang tertentu (m/det)

=

3 m/det (jika tidak dihitung berdasarkan analisis hidrologi)

A

_d

=

luas proyeksi pilar tegak lurus arah aliran dengan tinggi sama dengan kedalaman air banjir (m2)

Tabel 9. Koefisien seret

Bentuk depan pilar C_d

Persegi 1.4

Bersudut 0.8

Bundar 0.7

3.2. BENDA HANYUTAN

Gaya akibat benda hanyutan dihitung dengan rumus :

T

EF

= 0.5 * C

D

* V

a

* A

D kN

C

D

= 1.04

V

_a

=

kecepatan aliran air rata-rata saat banjir dg periode ulang tertentu (m/det)

A

_D

=

luas proyeksi benda hanyutan tegak lurus arah aliran (m )

=

b * h

h = kedalaman benda hanyutan ( diambil = 1.20 m di bawah muka air banjir ) b = lebar benda hanyutan

(12)

3.3. TUMBUKAN DENGAN KAYU

Gaya akibat tumbukan dengan batang kayu dihitung dengan rumus :

T

_EF

= M * V

_s

/ d

kN

M = massa batang kayu = 2.0 Ton

V_s = kecepatan aliran air permukaan pada saat banjir (m/det) = 1.4 * Va

d = lendutan elastis ekivalen (Tabel 10) Tabel 10. Lendutan elastis ekivalen

Tipepilar d (m)

Pilar beton masif 0.075 Pilar beton portal 0.150 Untuk kombinasi pembebanan diambil nilai terbesar dari :

1. Kombinasi : gaya seret + gaya akibat benda hanyutan

2. Kombinasi : gaya seret + gaya akibat tumbukan batang kayu

D. AKSI-AKSI LAINNYA

1. GESEKAN PADA PERLETAKAN ( FB )

Gaya akibat gesekan pada perletakan dihitung berdasarkan beban tetap dikalikan dgn koefisien gesek untuk perletakan yang bersangkutan.

T

FB

= µ* (P

MS

+ P

MA

)

P

MS

=

aksi tetap berat sendiri stuktur atas (kN)

P

MA

=

aksi tetap beban mati tambahan struktur atas (kN)

µ =

koefisien gesek

Untuk jenis perletakan berupa elastomeric, koefisien gesek rata-rata dapat diambil sebesar 0.18.

(13)

III. FAKTOR BEBAN

Aksi / Beban Simbol Faktor Beban Ultimit Daya layan

A. Aksi Tetap

Berat sendiri P_MS 1.30 1.00

Beban Mati Tambahan P_MA 2.00 1.00

Tekanan Tanah P_TA 1.25 1.00

B. Aksi Transien

Beban Lajur "D" atau "T" T_TD / T_TT 2.00 1.00

Gaya Rem T_TB 2.00 1.00 Beban Trotoar T_TP 2.00 1.00 C. Aksi Lingkungan Pengaruh Temperatur TET 1.20 1.00 Beban Angin T_EW 1.20 1.00 Beban Gempa T_EQ 1.00 1.00

Aliran air, hanyutan / tumbukan T_FB 2.00 1.00 D. Aksi Lainnya

(14)

IV. KOMBINASI BEBAN

A. KOMBINASI PADA KEADAAN ULTIMI

Aksi / Beban Faktor KOMBINASI

Beban

1

2

3

4

A. Aksi Tetap

Berat sendiri K_MS 1.30 1.30 1.30 1.30

Beban Mati Tambahan KMA 2.00 2.00 2.00 2.00

Tekanan Tanah K_TA 1.25 1.25 1.25 1.25

B. Aksi Transien

Beban Lajur "D" atau "T" K_TD / K_TT 2.00 1.00 1.00

Gaya Rem K_TB 2.00 1.00 1.00 Beban Trotoar KTP 2.00 C. Aksi Lingkungan Pengaruh Temperatur K_ET 1.00 1.00 1.00 Beban Angin K_EW 1.00 1.20 Beban Gempa K_EQ 1.00

Aliran air, hanyutan / tumbukan KFB 1.00 2.00

D. Aksi Lainnya

(15)

B. KOMBINASI PADA KEADAAN TEGANGAN KERJ

Aksi / Beban Faktor KOMBINASI

Beban

1

2

3

4

A. Aksi Tetap

Berat sendiri K_MS 1.00 1.00 1.00 1.00

Beban Mati Tambahan K_MA 1.00 1.00 1.00 1.00

Tekanan Tanah K_TA 1.00 1.00 1.00 1.00

B. Aksi Transien

Beban Lajur "D" atau "T" K_TD / K_TT 1.00 1.00 1.00

Gaya Rem K_TB 1.00 1.00 1.00 Beban Trotoar K_TP 1.00 1.00 1.00 C. Aksi Lingkungan Pengaruh Temperatur KET 1.00 Beban Angin K_EW 1.00 Beban Gempa K_EQ 1.00

Aliran air, hanyutan / tumbukan K_FB 1.00 1.00 1.00 D. Aksi Lainnya

Gesekan pada perletakan KFB 1.00 1.00