PERANCANGAN KONSTRUKSI JEMBATAN BETON BERTULANG BALOK T

(1)

PERANCANGAN KONSTRUKSI JEMBATAN BETON

BERTULANG BALOK T

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh:

Elrido Gabariel Lumbantobing

104116008

FAKULTAS PERENCANAAN INFRASTRUKTUR

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS PERTAMINA

2020

(2)

P er an ca n g an K o n st ru k si J em b at an B et o n B er tu la n g B al o k T E lr id o G ab ar ie l L u m b an to b in g 104 11 6 0 0 8

(3)

PERANCANGAN KONSTRUKSI JEMBATAN BETON

BERTULANG BALOK T

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh:

Elrido Gabariel Lumbantobing

104116008

FAKULTAS PERENCANAAN INFRASTRUKTUR

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS PERTAMINA

2020

(4)

(5)

U n i v e r s i t a s P e r t a m i n a -

i

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Tugas Akhir

: Perancangan Konstruksi Jembatan Bertulang

Balok T

Nama Mahasiswa

: Elrido Gabariel Lumbantobing

Nomor Induk Mahasiswa

: 104116008

Program Studi

: Teknik Sipil

Fakultas

: Fakultas Perencanaan Infrastruktur

Tanggal Lulus Sidang Tugas Akhir

: 5 Februari 2021

Jakarta, 19 Februari 2021

MENGESAHKAN

Pembimbing I

: Nama

: Ranny Adriana, M.T.

NIP

: 116149

MENGETAHUI,

Ketua Program Studi

Nama: Dr. Arianta S.T., M.T

NIP. 116038

(6)

ii

LEMBAR PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir berjudul Perancangan Konstruksi Jembatan Bertulang Balok T ini adalah benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri dan tidak mengandung materi yang ditulis oleh orang lain kecuali telah dikutip sebagai referensi yang sumbernya telah dituliskan secara jelas sesuai dengan kaidah penulisan karya ilmiah,

Apabila dikemudian hari ditemukan adanya kecurangan dalam karya ini, saya bersedia menerima sanksi dari Universitas Pertamina sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Pertamina hak bebas royalti non-eksklusif(non-exclusive royalty-free right) atas Tugas Akhir ini beserta perangkat yang ada. Dengan hak bebas royalti non-eksklusif ini Universitas Pertamina berhak menyimpan, mengalih media/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkatan data (database), merawat, dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya

Jakarta, 17 Februari 2021 Yang membuat pernyataan ,

(7)

iii

ABSTRAK

Elrido Gabariel Lumbantobing. 104116008. Perancangan Konstruksi Jembatan Bertulang

Balok T.

Perancangan ini berisi tentang tahapan dalam mendesain jembatan beton bertulang balok T

dengan bentang 18 meter. Tahapan perancangan mencakup pengumpulan data lapangan,

membuat desain awal (preliminary design), permodelan menggunakan perangkat lunak

SAP2000 dan mendesain komponen-komponen struktur atas jembatan maupun fondasi

jembatan. Tujuan dari perancangan ini adalah untuk dapat mendesain komponen-komponen

dari jembatan balok T berupa dimensi, jenis material dan juga tulangan yang digunakan

untuk memperkuat struktur, mengetahui beban-beban yang diterima oleh jembatan, dan

dapat melakukan permodelan jembatan menggunakan SAP2000. Dilakukan pengumpulan

data lapangan berupa hasil penyelidikan di lokasi rencana jembatan dan studi literatur

standar dalam mendesain jembatan. Dari hasil dan pembahasan didapatkan dimensi dan

jenis material dari komponen jembatan balok T seperti girder balok T, diafragma, pelat

lantai, trotoar, tiang dan pipa sandaran. Selain dimensi, didapatkan juga jumlah dari tulangan

lentur dan tulangan geser yang digunakan di setiap komponen jembatan. Dari hasil dan

pembahasan juga didapatkan jumlah dan panjang tiang pancang yang dibutuhkan jembatan.

Kata kunci: Jembatan, Beton, Balok T, Fondasi, SAP2000, Tiang pancang

(8)

iv

ABSTRACT

Elrido Gabariel Lumbantobing. 104116008.

Design of T Beam Reinforced Bridge

Construction.

This design contains the stages in designing a T-beam reinforced concrete bridge with a 18

meters span. The design stages include collecting field data, making preliminary designs,

modeling structure using SAP2000 software and designing the upper structural components

of bridges and bridge foundations. The purpose of this design is to be able to design the

components of the T-beam bridge in the form of dimensions, material types and also the

reinforcement used to strengthen the structure, determine the loads received by the bridge,

and be able to model the bridge using SAP2000 software. Field data were collected in the

form of the results of soil investigations at the bridge plan location and standard literature

studies in bridge design. From the results, the dimensions and material types of T-beam

bridge components are obtained, such as T-beam girders, diaphragms, floor plates,

sidewalks, poles and backrest pipes. In addition to dimensions, the amount of bending

reinforcement and shear bone used in each bridge component is also obtained. From the

results, it was also obtained the number and length of piles needed by the bridge.

(9)

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa, berkat rahmatnya sehingga

penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir yang berjudul Perancangan

Jembatan Beton bertulang Balok T. Laporan tugas akhir ini dilaksanakan sebagai syarat

kelulusan program studi S1 Teknik Sipil Universitas Pertamina. Dalam pengerjaan laporan

tugas akhir ini penulis banyak mendapatkan dukungan dari beberapa pihak oleh karena itu

penulis mengucapkan terima kasih atas terselesaikannya laporan tugas akhir kepada:

1. Orang tua, kakak dan adik yang selalu memberikan dukungan dan motivasi agar penulis

dapat menyelesaikan laporan tugas akhir.

2. Ibu Ranny Andriana, M.T selaku dosen pembimbing yang telah membimbing penulis

dalam menyelesaikan laporan tugas akhir.

3. Ibu Gati Annisa H., MT., M.Sc dan Dr. Ing. Yulizar selaku dosen penguji yang telah

memberikan kritik dan saran.

4. Bapak dan ibu dosen program studi Teknik Sipil Universitas Pertamina yang selama

masa perkuliahan telah mendidik dan berbagi pengalaman baik dalam bidang akademik

maupun non akademik.

5. Admin program studi Teknik Sipil dan admin fakultas yang membantu kelancaran

administrasi dalam pengerjaan laporan tugas akhir ini.

6. Teman-teman program studi Teknik Sipil Universitas Pertamina Angkatan 2016 sebagai

tempat berbagi cerita dan saling memberikan dukungan.

Penulis menyadari ketidaksempurnaan dari laporan tugas akhir ini, oleh sebab itu

penulis mengharapkan adanya masukan dan kritik yang membangun. Akhir kata penulis

mengucapkan terima kasih dan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca terkhusus

kepada mahasiswa Teknik Sipil dalam meningkatkan inovasi bidang perancangan struktur

jembatan.

Jakarta, 17 Februari 2021

(10)

vi

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ...i

LEMBAR PERNYATAAN ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ...iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ...vi

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ...ix

BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 1 1.3. Batasan Masalah ... 2 1.4. Tujuan Perancangan ... 2 1.5. Manfaat Perancangan ... 2 1.6. Peraturan Perancangan ... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 3

2.1. Definisi Jembatan ... 3

2.2. Jenis-jenis Jembatan ... 3

2.2.1. Jembatan beton ... 3

2.2.2. Jembatan kabel (Cable stayed bridge) ... 3

2.2.3. Jembatan gantung (Suspension bridge) ... 4

2.2.4. Jembatan lengkung (Arc bridge) ... 4

2.2.5. Jembatan rangka (Truss bridge)... 4

2.3. Jembatan Beton Bertulang Balok T ... 5

2.3.1. Beton bertulang ... 5

2.3.2. Jembatan beton balok T ... 6

2.4. Struktur Jembatan ... 6

2.4.1. Struktur atas jembatan ... 6

2.4.2. Struktur bawah jembatan ... 6

2.5. Pembebanan Jembatan ... 7

2.5.1. Beban permanen ... 7

2.5.2. Beban lalu lintas ... 7

2.5.3. Beban lingkungan ... 9

2.5.4. Kombinasi pembebanan... 12

(11)

vii

2.6.1. Perancangan struktur atas ... 13

2.6.2. Perancangan fondasi ... 18

BAB III KONSEP PERANCANGAN ... 21

3.1. Diagram Perancangan ... 21

3.2. Analisis Teknis ... 22

3.3. Peralatan ... 23

3.4. Data Perencanaan ... 24

3.4.1. Kriteria desain jembatan ... 24

3.4.2. Lokasi perencanaan ... 24

3.4.3. Layout jembatan ... 26

3.4.4. Data penyelidikan tanah ... 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 30

4.1. Preliminary Design ... 30

4.1.1. Data umum ... 30

4.1.2. Preliminary design bangunan atas jembatan ... 31

4.1.3. Preliminary design bangunan bawah jembatan... 33

4.2. Analisis Pembebanan... 34

4.3. Permodelan Jembatan ... 40

4.4. Desain Struktur Jembatan ... 47

4.4.1. Gelagar balok T ... 47

4.4.2. Diafragma ... 51

4.4.3. Pipa sandaran ... 55

4.4.5. Trotoar jembatan ... 59

4.4.6. Pelat lantai jembatan ... 62

4.4.7. Fondasi ... 70

4.5. Cek Lendutan pada Jembatan ... 83

4.6. Gambar 3 Dimensi Desain Jembatan ... 84

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 87

5.1. Kesimpulan ... 87

5.2. Saran... 88

DAFTAR PUSTAKA ... 89

FORM BIMBINGAN ... 91

(12)

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Pedoman Umum Penentuan Bentang Ekonomis... 5

Tabel 2. 2 Berat Isi untuk Beban Mati ... 7

Tabel 2. 3 Temperatur Jembatan Rata-rata Nominal ... 10

Tabel 2. 4 Sifat Bahan Rata-rata Akibat Pengaruh Temperatur ... 10

Tabel 2. 5 Kombinasi Pembebanan ... 12

Tabel 4. 1 Faktor Beban Berat Sendiri Struktur ... 34

Tabel 4. 2 Berat Sendiri Struktur Jembatan Rencana ... 34

Tabel 4. 3 Faktor Beban Mati Tambahan ... 35

Tabel 4. 4 Beban Mati Tambahan Jembatan Rencana ... 35

Tabel 4. 5 Faktor Beban Akibat Beban Lajur D ... 36

Tabel 4. 6 Faktor Beban Akibat Beban Truk T ... 36

Tabel 4. 7 Variabel Beban Gempa pada Lokasi Rencana ... 38

Tabel 4. 8 Periode Getar Vs SA pada Lokasi Rencana Jembatan ... 38

Tabel 4. 9 Gaya Dalam pada Girder Balok T ... 44

Tabel 4. 10 Gaya Dalam pada Diafragma ... 45

Tabel 4. 11 Luas Tulangan Minimum pada Girder Balok T ... 46

Tabel 4. 12 Luas Tulangan Minimum pada Diafragma ... 46

Tabel 4. 15 Rekapitulasi Momen pada Pelat Lantai ... 64

Tabel 4. 16 Kombinasi Pembebanan Kuat 1 pada Pelat Lantai ... 65

Tabel 4. 17 Kombinasi Pembebanan Kuat 5 pada Pelat Lantai ... 65

Tabel 4. 18 Kombinasi Pembebanan Daya Layan 1 pada Pelat Lantai ... 66

Tabel 4. 19 Berat Sendiri Struktur Abutment ... 71

Tabel 4. 20 Beban Mati Akibat Timbunan Tanah Diatas Abutment ... 72

Tabel 4. 21 Berat Sendiri Struktur Atas... 73

Tabel 4. 22 Beban Mati Tambahan Struktur Atas ... 73

Tabel 4. 23 Rekapitulasi Beban pada Abutment ... 76

(13)

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Jembatan Beton ... 3

Gambar 2. 2 Jembatan Kabel ... 4

Gambar 2. 3 Jembatan Gantung ... 4

Gambar 2. 4 Jembatan Lengkung ... 4

Gambar 2. 5. Jembatan Truss ... 5

Gambar 2. 6 Beban Lajur D ... 8

Gambar 2. 7. Beban Truk T ... 9

Gambar 2. 8 Beban Rem terhadap Kendaraan ... 11

Gambar 2. 9. Peta Gempa Indonesia ... 11

Gambar 2. 10 Potongan Melintang Struktur Atas Jembatan Balok T ... 13

Gambar 2. 11 Penampang Melintang Tiang Sandaran ... 17

Gambar 2. 12 Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal ... 18

Gambar 2. 13. Daya Dukung Antar Tiang ... 20

Gambar 2. 14. Penempatan dari Grup Pile ... 20

Gambar 3.1 Diagram Alir Desain Jembatan ... 21

Gambar 3.2 Tampak Atas Permodelan Jembatan Pada SAP2000 ... 23

Gambar 3.3 Profil Jembatan pada Permodelan SAP2000 ... 23

Gambar 3.4 Peta Lokasi Kecamatan Bacan Timur Tengah ... 24

Gambar 3.5 Akses Jalan Bibinoi Tabapoma ... 25

Gambar 3.6 Lokasi Jembatan pada Sungai Riam ... 25

Gambar 3.7 Elevasi Terhadap Muka Air ... 26

Gambar 3.8 Potongan Memanjang Jembatan Rencana ... 26

Gambar 3.9 Potongan Melintang Jembatan Rencana ... 26

Gambar 3.10 Lokasi Titik Sondir ... 27

Gambar 3.11 Hasil Penyelidikan Tanah di titik 1 ... 28

Gambar 3.12 Hasil Penyelidikan Tanah di titik 2 ... 29

Gambar 4. 1 Tampak Samping Jembatan Rencana... 30

(14)

x

Gambar 4. 3 Potongan Melintang Jembatan Rencana ... 31

Gambar 4. 4 Dimensi Balok T ... 32

Gambar 4. 5 Preliminary Design Tiang Pancang ... 33

Gambar 4. 6 Respons Spektrum pada Daerah Rencana Jembatan ... 39

Gambar 4. 7 Tampak Atas dari Permodelan Jembatan pada SAP2000... 40

Gambar 4. 8 Tampak 3 Dimensi dari Permodelan Jembatan pada SAP2000 ... 40

Gambar 4. 9 Beban yang Diberikan ke Struktur Jembatan pada SAP2000... 41

Gambar 4. 10 Distribusi Beban pada Girder Balok T dengan Metode Envelope ... 42

Gambar 4. 11 Gaya Dalam pada Fream 1 ... 43

Gambar 4. 12 Gaya Dalam pada Frame 2 ... 43

Gambar 4. 16 Tulangan Minimum yang Dibutuhkan Struktur Jembatan ... 46

Gambar 4. 17 Potongan Melintang dari Balok T Jembatan ... 48

Gambar 4. 18 Diafragma pada Potongan Memanjang Jembatan ... 51

Gambar 4. 19 Tampak Samping Pipa Sandaran ... 55

Gambar 4. 20 Potongan Melintang Tiang Sandaran ... 56

Gambar 4. 21 Beban yang Diterima oleh Trotoar ... 59

Gambar 4. 22 Potongan Melintang Pelat Jembatan ... 63

Gambar 4. 23 Dimensi dari Abutment Jembatan Rencana ... 70

Gambar 4. 24 Pembagian Segmen Jembatan untuk Menghitung Luas Jembatan ... 71

Gambar 4. 25 Timbunan Tanah pada Abutment ... 72

Gambar 4. 26 Distribusi Tekanan Tanah pada Abutment ... 74

Gambar 4. 27 Konfigurasi Tiang Pancang pada Abutment Sisi Kiri ... 80

Gambar 4. 28 Konfigurasi Tiang Pancang pada Abutment Sisi Kanan ... 80

Gambar 4. 29 Lendutan Akibat Beban pada SAP2000 ... 83

Gambar 4. 30 Tampak 3 Dimensi Jembatan Rencana ... 84

(15)

xi

Gambar 4. 32 Tampak 3 Dimensi Struktur Atas Jembatan Balok T ... 85

Gambar 4. 33 Tampak Bawah 3 Dimensi Struktur Atas Jembatan Balok T ... 85

Gambar 4. 34 Potongan Melintang Jembatan Balok T ... 85

Gambar 4. 35 Tampak Atas Jembatan Balok T ... 86

(16)