PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN OVERPASS KAWISREJO MENGGUNAKAN BETON PRATEGANG (BOX GIRDER) PADA PROYEK PEMBANGUNAN JALAN TOL GEMPOL – PASURUAN
SEKSI 3B
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
SETYO ILHAM ROMADHON 201410340311235
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Setyo Ilham Romadhon
Nim : 201410340311235
Jurusan : Teknik Sipil Fakultas : Teknik
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Dengan ini saya menyatakan sebenar-benarnya bahwa, Tugas akhir dengan judul : PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN OVERPASS KAWISREJO MENGGUNAKAN BETON PRATEGANG (BOX GIRDER) PADA PROYEK PEMBANGUNAN JALAN TOL GEMPOL – PASURUAN SEKSI 3B adalah hasil karya saya sendiri dan bukan karya tulis orang lain. Dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik disuatu Perguruan Tinggi dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya untuk dipergunakan sebagaimana mestinya dan apabila pernyataan ini tidak benar, maka saya bersedia mendapat sanksi akademis.
Malang, ... 2019 Yang Menyatakan,
Setyo Ilham Romadhon
v
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Puji syukur penyusun panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir yang berjudul “Perencanaan Struktur Atas Jembatan Overpass Kawisrejo Menggunakan Beton Prategang (Box Girder) Pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Gempol – Pasuruan Seksi 3B” ini dengan baik dan tepat pada waktunya.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat mencapai gelar kesarjanaan.
Selama mengerjakan Tugas Akhir ini, penyusun banyak mendapatkan bantuan, petunjuk, arahan serta dukungan moril dan materiil dari berbagai pihak.
Karena itu dalam kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Fauzan, M.Pd. selaku Rektor dari Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Bapak Dr. Ahmad Mubin, ST., MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT. selaku Dosen Wali.
5. Bapak Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Dosen Pembimbing I dan Ir.
Lukito Prasetyo., MT. selaku Dosen Pembimbing II.
6. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang yang telah banyak memberi bekal ilmu pengetahuan kepada penulis
vi
sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
7. Kedua Orang tua dan keluarga saya yang banyak memberikan bantuan moril, material, arahan, dan selalu mendoakan keberhasilan dan keselamatan selama menempuh pendidikan.
8. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Sipil khususnya angkatan 2014 yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis baik selama dalam mengikuti perkuliahan maupun dalam penulisan Tugas Akhir ini.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna karena keterbatasan ilmu dan pengetahuan, oleh karena itu segala masukan, kritik, dan saran yang membangun sangat diharapkan demi perbaikan tugas akhir ini.
Akhir kata, penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi seluruh pembacanya. Amin.
Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Malang, 17 Februari 2019
Penulis
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...i
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ... ii
SURAT PERNYATAAN ... iii
LEMBAR PERSEMBAHAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan ... 2
1.4 Manfaat ... 3
1.5 Batasan Masalah ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Umum ... 4
2.2 Pembebanan Jembatan ... 5
2.2.1 Beban Permanen... 6
2.2.2 Beban Lalu Lintas ... 7
2.2.3 Aksi Lingkungan ... 9
2.3 Beton Prategang ... 11
x
2.3.1 Konsep Dasar ... 12
2.3.2 Jembatan Box Girder Segmental ... 16
2.3.3 Desain Perencanaan Awal ... 17
2.3.4 Material Beton Prategang ... 17
2.3.5 Sistem Penegangan... 20
2.3.6 Tahapan Pembebanan... 22
2.4 Kehilangan Gaya Prategang ... 22
2.4.1 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Perpendekan Elastis Beton .... 22
2.4.2 Kehilangan gaya Prategang Akibat Friksi (F) ... 23
2.4.3 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Dudukan Angkur (A)... 25
2.4.4 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Rangkak (CR) ... 25
2.4.5 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Susut (SH) ... 26
2.4.6 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Relaksasi Baja (RE)... 26
2.5 Lintasan Tendon ... 27
2.6 Daerah Aman Kabel ... 27
2.7 Blok Ujung (End Block) ... 29
2.8 Tulangan Geser ... 30
2.9 Sambungan Antar Segmen ... 32
2.10 Lendutan Jembatan ... 32
2.11 Metode Pelaksanaan ... 33
2.10.1 Prinsip Konstruksi ... 33
2.10.2 Pemasangan Kabel Prategang ... 33
2.10.3 Penarikan Kabel Prategang ... 34
2.10.4 Pekerjaan Grouting... 34
BAB III METODE PERENCANAAN ... 35
xi
3.1 Lokasi ... 35
3.2 Data Perencanaan ... 35
3.2.1 Data Umum ... 35
3.2.2 Data Teknis Jembatan ... 35
3.3 Potongan Memanjang Jembatan ... 36
3.4 Layout Jembatan ... 37
3.5 Spesifikasi Bahan ... 37
3.5.1 Beton ... 37
3.5.2 Baja Tulangan ... 38
3.5.3 Baja Prategang ... 38
3.6 Diagram Alir ... 39
BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR ... 40
4.1 Data Teknis Jembatan ... 40
4.2 Spesifikasi Bahan ... 40
4.3 Perhitungan Struktur Atas ... 41
4.3.1 Perencanaan Dimensi Box Girder Single Cell ... 41
4.3.2 Analisa Penampang Box Girder Single Cell ... 42
4.4 Perhitungan Struktur Sekunder ... 45
4.5 Pembebanan Jembatan ... 47
4.5.1 Beban Sendiri (MS) ... 47
4.5.2 Beban Mati Tambahan (MA) ... 51
4.5.3 Beban Lajur (TD) ... 52
4.5.4 Beban Rem (TB) ... 53
4.5.5 Beban Angin (Ew)... 55
4.6 Perencanaan Gaya Prategang dan Jumlah Tendon ... 60
xii
4.6.1 Gaya Prategang Perlu ... 62
4.6.2 Kontrol Gaya Prategang ... 62
4.6.3 Jumlah dan Susunan Tendon ... 64
4.7 Analisa Selubung Tendon Prategang ... 65
4.7.1 Selubung Bawah ... 66
4.7.2 Selubung Atas ... 67
4.8 Posisi dan Lintasan Tendon Box Girder Single Cell ... 69
4.8.1 Posisi Tendon Tengah Bentang ... 69
4.8.2 Posisi Tendon Tumpuan ... 70
4.8.3 Eksentrisitas Masing – masing Tendon ... 71
4.8.4 Lintasan dan Sudut Lintasan Tendon ... 71
4.8.5 Sudut Angkur Masing – masing Tendon ... 72
4.8.6 Posisi dan Jalur Tendon ... 73
4.9 Analisa Kehilangan Gaya Prategang ... 75
4.9.1 Kehilangan Pada Saat Transfer (Tahap I) ... 76
4.9.2 Kehilangan Pada Saat Service Penempatan Topping Sesudah 30 Hari (Tahap II) ... 81
4.9.3 Kehilangan Pada Saat Beban Kerja Diakhir 2 Tahun (Tahap III) .. 85
4.9.4 Kontrol Tegangan Setelah Terjadi Kehilangan Gaya Prategang .... 88
4.9.5 Analisa Tendon dan Gaya Akibat Kehilangan Gaya Prategang ... 89
4.9.6 Posisi dan Jalur CGS Angkur Hidup dan Angkur Mati ... 92
4.9.7 Gaya Pendongkrakan (Jacking) Tendon ... 95
4.10 Penulangan Box Girder Multi – Cell ... 97
4.10.1 Pembebanan Box Girder Multi – Cell ... 97
4.10.2 Penulangan Plat Atas... 101
xiii
4.10.3 Penulangan Plat Badan (Web) ... 105
4.10.4 Penulangan Plat Bawah ... 107
4.11 Tulangan Geser Box Girder Single Cell ... 110
4.12 Perencanaan End Block (Blok Ujung) ... 115
4.12.1 Kontrol Tegangan Dibawah Plat Angkur ... 117
4.12.2 Perhitungan Kebutuhan Penulangan End Block ... 118
4.13 Perencanaan Sambungan Antar Segmen (Shear Key) ... 119
4.14 Kontrol Lendutan Jembatan Box Girder Single Cell ... 122
4.14.1 Lendutan Awal (Transfer) ... 123
4.14.2 Lendutan Akhir (Service) ... 124
4.14.3 Lendutan Jangka Panjang ... 124
4.15 Perencanaan Pot Bearing ... 125
4.15.1 Pembebanan Perletakan ... 125
4.15.2 Desain Pot Bearing ... 125
BAB V PENUTUP ... 127
5.1 Kesimpulan ... 127
5.2 Saran ... 127
DAFTAR PUSTAKA ... 128 LAMPIRAN
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Faktor Beban untuk Berat Sendiri ... 6
Tabel 2.2 Faktor Beban untuk Beban Mati Tambahan... 7
Tabel 2.3 Faktor Beban untuk Beban Lajur “D” ... 7
Tabel 2.4 Faktor Beban untuk beban “T” ... 8
Tabel 2.5 Tekanan angin dasar ... 10
Tabel 2.6 Tebal Minimum Sayap Atas ... 17
Tabel 2.7 Tipikal Baja Prategang ... 19
Tabel 2.8 Koefisien Kelengkungan dan Wobble ... 24
Tabel 2.9 Nilai KSH Komponen Pascatarik ... 26
Tabel 4.1 Analisa penampang balok prategang…...43
Tabel 4.2 Momen inersia (Ix) penampang ... 44
Tabel 4.3 Rekapitulasi pembebanan pada struktur jembatan ... 57
Tabel 4.4 Rekapitulasi Momen Sepanjang Jembatan Box Girder Single Cell ... 58
Tabel 4.5 Rekapitulasi Gaya Geser Sepanjang Jembatan Box Girder Single Cell ... 59
Tabel 4.6 Momen lentur pada jembatan ... 66
Tabel 4.7 Selubung Batas Bawah dan Batas Atas Tendon ... 68
Tabel 4.8 Eksentrisitas Masing – masing Tendon ... 71
Tabel 4.9 Lintasan Posisi Tendon dari Titik Berat Penampang ... 72
Tabel 4.10 Sudut Angkur Masing – masing tendon ... 73
Tabel 4.11 Lintasan Masing – masing Tendon ... 73
Tabel 4.12 Lintasan Tendon dan Daerah Aman Tendon ... 74
Tabel 4.13 Layout Tendon ... 76
Tabel 4.14 Presentase Kehilangan Akibat Perpendekan Elastis Beton ... 78
Tabel 4.15 Sudut Layout Tendon ... 79
Tabel 4.16 Persentase Kehilangan Prategang Akibat Gesekan (Friksi) ... 80
Tabel 4.17 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Rangkak Beton ... 82
Tabel 4.18 Persentase Kehilangan Gaya Prategang Akibat Susut Beton ... 83
xv
Tabel 4.19 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Akibat Relaksasi Baja (30
hari) ... 84
Tabel 4.20 Presentase Kehilangan Gaya Prategang Akibat Relaksasi Baja (Tahap III) ... 85
Tabel 4.21 Rekapitulasi Kehilangan Gaya Prategang ... 86
Tabel 4.22 Kontrol Tegangan Akibat Kehilangan Gaya Prategang Total... 89
Tabel 4.23 Persentase Kehilangan Gaya Prategang Langsung Pada Tendon Baris 1 ... 90
Tabel 4.24 Persentase Kehilangan Gaya Prategang Langsung Pada Tendon Baris 2 ... 91
Tabel 4.25 Persentase Kehilangan Gaya Prategang Langsung Pada Tendon Baris 3 ... 92
Tabel 4.26 Jarak CGS terhadap CGC Penampang ... 93
Tabel 4.27 Gaya prategang setelah kehilangan segera dan letak CGS tumpuan.. 94
Tabel 4.28 Gaya prategang setelah kehilangan segera dan letak CGS tengah bentang ... 94
Tabel 4.29 Jalur CGS Angkur dan Tendon ... 95
Tabel 4.30 Gaya Pendongkrakan (Jacking) angkur Hidup Tumpuan A ... 96
Tabel 4.31 Gaya Pendongkrakan (Jacking) angkur Hidup Tumpuan B ... 97
Tabel 4.32 Rekapitulasi Momen Box Girder Single Cell Akibat Beban Kombinasi ... 101
Tabel 4.33 Rekapitulasi Perhitungan Penulangan Box Girder Single Cell ... 109
Tabel 4.34 Rekapitulasi Kebutuhan dan Jarak Sengkang ... 114
Tabel 4.35 Spesifikasi Angkur Mati VSL ... 115
Tabel 4.36 Spesifikasi Angkur Hidup VSL ... 116
Tabel 4.37 Tegangan Shear Key Pada Tiap Sambungan ... 122
Tabel 4.38 Pembebanan Memanjang Jembatan ... 125
Tabel 4.39 Spesifikasi Free Pot Bearings (Tga) ... 126
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Jenis jembatan yang umum saat ini ... 5
Gambar 2.2 Beban lajur “D” ... 8
Gambar 2.3 Pembebanan truk “T” ... 9
Gambar 2.4 Penampang Beton Bertulang ... 12
Gambar 2.5 Konsep Beton Konsentris dan Eksentris ... 13
Gambar 2.6 Penampang Beton prategang dan beton Bertulang ... 15
Gambar 2.7 Konsep Kesetimbangan Beban ... 15
Gambar 2.8 Penampang Box Girder Satu Sel ... 16
Gambar 2.9 Penampang Box Girder Multi sel ... 16
Gambar 2.10 Selongsong Tendon (Duct) ... 19
Gambar 2.11 Angkur Hidup dan Angkur Mati ... 20
Gambar 2.12 Penyambung Multistrand ... 20
Gambar 2.13 Konsep Pratarik ... 21
Gambar 2.14 Konsep Pascatarik ... 21
Gambar 2.15 Lintasan Tendon Parabolik ... 27
Gambar 2.16 Daerah Aman Kabel ... 28
Gambar 2.17 Sengkang vertikal ... 30
Gambar 2.18 Jarak tulangan badan... 32
Gambar 2.19 Jenis konfigurasi Shear Key (a) Male-Female (b) Female-Female (c) Dapped (d) Flat (e) Mechanical ... 32
Gambar 2.20 Metode Konstruksi Box Girder Segmental... 33
Gambar 3.1 Lokasi proyek pembangunan overpass Kawisrejo... 35
Gambar 3.2 Potongan memanjang Overpass Kawisrejo ... 36
Gambar 3.3 Layout Jembatan Overpass Kawisrejo... 37
Gambar 3.4 Diagram Alir ... 39
Gambar 4.1 Potongan melintang jembatan...40
Gambar 4.2 Dimensi Box Girder Single Cell ... 42
Gambar 4.3 Potongan melintang Box Girder Single Cell ... 42
Gambar 4.4 Titik berat Box Girder Single Cell... 43
xvii
Gambar 4.5 Pembebanan truk (T) ... 45
Gambar 4.6 Tampak roda ... 46
Gambar 4.7 Hasil analisa beban pipa sandaran ... 47
Gambar 4.8 Dimensi tiang sandaran... 48
Gambar 4.9 Dimensi Trotoar ... 49
Gambar 4.10 Beban lajur pada jembatan ... 52
Gambar 4.11 Beban rem pada jembatan ... 54
Gambar 4.12 Beban angin pada struktur dan kendaraan ... 55
Gambar 4.13 Tegangan Pada Tahap Transfer ... 63
Gambar 4.14 Tegangan Pada Saat Service ... 64
Gambar 4.15 Momen lentur setiap segmen ... 65
Gambar 4.16 Daerah Aman Lintasan Tendon ... 69
Gambar 4.17 Posisi Tendon di Tengah Bentang ... 70
Gambar 4.18 Posisi Tendon di Tumpuan (Ujung Balok) ... 70
Gambar 4.19 Posisi dan Jalur Tendon ... 74
Gambar 4.20 Letak CGS Terhadap Daerah Aman Tendon ... 75
Gambar 4.21 Letak Angkur di tumpuan ... 93
Gambar 4.22 Layout tendon di tengah bentang ... 94
Gambar 4.23 Letak angkur di tumpuan A ... 95
Gambar 4.24 Letak angkur di tumpuan B ... 96
Gambar 4.25 Pembebanan Akibat Berat Sendiri (MS) ... 97
Gambar 4.26 Momen Akibat Berat Sendiri (MS) ... 98
Gambar 4.27 Pembebanan Akibat Beban Mati Tambahan (MA) ... 98
Gambar 4.28 Momen Akibat Beban Mati Tambahan (MA) ... 99
Gambar 4.29 Pembebanan Akibat Beban Lalu Lintas (T) ... 99
Gambar 4.30 Momen Akibat Beban Lalu Lintas (T) ... 100
Gambar 4.31 Pembebanan Akibat Beban Kombinasi ... 100
Gambar 4.32 Momen Akibat Beban Kombinasi ... 100
Gambar 4.33 Penulangan Box Girder Single Cell ... 109
Gambar 4.34 Tulangan Sengkang pada Badan (Web) ... 113
Gambar 4.35 Detail Angkur Mati VSL ... 115
xviii
Gambar 4.36 Detail Angkur Hidup VSL ... 116
Gambar 4.37 Detail Plat Angkur dan Sengkang End Block... 119
Gambar 4.38 Letak dan Posisi Shear Key ... 120
Gambar 4.39 (a) Potongan A-A, (b) Potongan B-B, (c) Potongan C-C ... 120
Gambar 4.40 Detail Free Pot Bearings (Tga) ... 126
128
DAFTAR PUSTAKA
BSN. 2016. SNI 1725-2016 Pembebanan Untuk Jembatan, Departemen Pekerjaan Umum
BSN. 2004. RSNI T-12-2004 Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan, Departemen Pekerjaan Umum
Direktur Jendral Binamarga, Manual Konstruksi dan Bangunan.2011.
Perencanaan Struktur Beton Pratekan Untuk Jembatan. Jakarta:
Direktorat Jendral Binamarga
Nawy, Edward G.2001. Beton Prategang (Suatu Pendekatan Mendasar) Jilid 1 dan Jilid 2. Jakarta: Erlangga
Supriyadi, Bambang dan Agus Setyo Muntohar.2007. Jembatan. Yogyakarta: Beta Offset
Lin T.Y., Ned H. Burns. 2000. Desain Struktur Beton Prategang jilid 1 & jilid 2.
Surabaya: Erlangga
Raju, N.K., 1989. Beton Prategang. Jakarta: Erlangga
