PERENCANAAN MODIFIKASI JEMBATAN KALIMUJUR LUMAJANG MENGGUNAKAN SISTEM CABLE-STAYED SINGLE PLANE CARAKA S. P

(1)

PERENCANAAN MODIFIKASI JEMBATAN

KALIMUJUR LUMAJANG MENGGUNAKAN

SISTEM CABLE-STAYED SINGLE PLANE

CARAKA S. P.

3106 100 063

(2)

Latar belakang

• Perencanaan

jembatan

bentang

panjang

dengan

memanfaatkan struktur kabel adalah suatu topik desain yang

belakangan ini mendominasi rencana pembangunan jembatan

baru.

• Tantangan ke depan yang dihadapi infrastruktur jembatan di

Indonesia adalah pembangunan jembatan yang melintasi

sungai-sungai besar dan lembah yang dalam serta penghubung

antar pulau

• Masih minimnya ilmu pengetahuan tentang cable stayed di

(3)

Lokasi Proyek

L O K A S I P R O Y E K

(4)

Perumusan Masalah

“Bagaimana merencanakan jembatan Kalimujur dengan

sistem cable-stayed single plane ?”

Rincian permasalahan

Bagaimana pre-eliminary design lantai kendaraan struktur

jembatan kabel ?

Bagaimana pre-eliminary design pylon ?

Bagaimana perencanaan kabel penggantung yang

digunakan ?

Bagaimana metode pelakasanaan struktur jembatan kabel ?

Bagaiman menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk

(5)

Tujuan dan Manfaat

Tujuan :

Mendapatkan hasil desain lantai kendaraan untuk struktur jembatan

kabel.

Mendapatkan hasil desain pylon yang dibutuhkan.

Mendapatkan hasil perencanaan kabel penggantung jembatan.

Mengetahui metode pelaksanaan yang digunakan di lapangan.

Dapat melakukan visualisasi desain dalam bentuk gambaran teknis

sesuai dengan hasil perhitungan dan desain.

Manfaat

Memberi gambaran tentang perencanaan jembatan kabel dengan

sistem pola kabel tunggal atau single plane.

Dapat digunakan sebagai referensi dalam pengerjaan jembatan

sistem kabel tunggal.

(6)

Batasan Masalah

• Perencanaan jembatan tidak memperhitungkan abutment dan

gelagar pada sisi sideway/approach. Gelagar dianggap sama

dengan gelagar pada bentang utama.

• Tidak memperhitungkan bangunan bawah jembatan hanya upper

structure saja.

• Perencanaan hanya ditinjau dari segi teknis saja, tidak

memperhitungkan analisa waktu dan biaya.

• Metode pelaksanaan di lapangan tidak membahas analisa saat

(7)

Pengumpulan data dan literatur :

1. Data umum jembatan, data hidrologi, data tanah. 2. Buku – buku yang berkaitan

3. Peraturan – peraturan yang berkaitan

Preliminary design dan desain lay out jembatan

Pendimensian struktur bangunan atas jembatan 1. Merencanakan pylon

2. Menentukan dan merencanakan struktur kabel 3. Merencanakan lantai kendaraan

4. Merencanakan struktur sekunder

START

Metodologi

A

Menentukan jenis pembebanan pada jembatan : 1. Dasar pembebanan struktur

2. Beban mati 3. Beban hidup 4. Beban angin 5. Beban gempa

Analisa struktur utama jembatan

1. Perhitungan gaya-gaya yang bekerja 2. Analisa tegangan pada kabel

3. Pemodelan struktur dengan program bantu

(8)

Kontrol kekuatan pada struktur : 1. Kontrol lendutan 2. Kontrol torsi 3. Displacement 4. Loss prestressed A 1 Not OK OK Finish

Metode pelaksanaan di lapangan

OK

(9)

Preliminary Design

• Nama jembatan : Jembatan Kalimujur.

• Lokasi jembatan : Lingkar Selatan Kalimujur, Kabupaten Lumajang, Propinsi Jawa Timur.

• Panjang jembatan : 320 m. • Panjang bentang : 40 + 120 + 120 + 40 m. • Lebar jembatan : 21,4 m. • Lebar jembatan : 21,4 m. • Lebar lajur : @ 3,5 m (4/2D). • Tinggi bebas : 4 m.

• Jumlah Pylon : 1 buah

• Konfigurasi kabel : sistem satu bidang (Single Plane) • Material utama :

– Gelagar box pratekan trapezoidal – Kabel baja.

(10)

Preliminary Design

• Rencana Box Girder

– Box pratekan segmental

– Tinggi box = 3 m

– Lebar flens atas = 21,4 m – Lebar flens bawah = 14,26 m

– Lebar trotoar = 1,8 m

– Direncanakan 4 lajur 2 arah (4/2 D).

Jalur Kendaraan (2/2) Trotoar Pylon

(11)

Preliminary Design

Rencana Pylon

Beton bertulang

Tinggi pylon = 52 m

Dimensi pylon = 5 x 2,8 m

Jarak antar kabel = 5m

Kabel Penggantung

Konfigurasi tipe Paralel / Harp Pattern Sistem satu bidang / Single Plane

Sudut kemiringan dari garis horizontal : 26,5º

Kabel menggunakan tipe ASTM A 416-74

▪ Ø = 15,2 mm ▪ Fu = 2050 MPa

Pot Melintang Pot Memanjang

(12)

Layout Jembatan

Pilar Pilar

(13)

Struktur sekunder

• Tiang sandaran

– Tinggi tiang sandaran = 1,5 m – Tebal tiang = 0,25 m

– Jarak antar tiang sandaran = 2 m

– Dimensi = 25 x 25 cm

– = 24 kN/m3

• Kerb

– Panjang total jembatan = 320 m – Jumlah kerb = 2 buah (kiri-kanan) – Dimensi kerb = 20 x 25 cm

– Beton decking = 20 mm

– Mutu beton (f’c) = 30 Mpa

– _γ_beton = 24 kN/m3 – f’c = 30 MPa – Fytulangan = 300 MPa – Decking = 40 mm – Tul. lentur = 4D10 – Tul. Geser = ∅10 - 90

– Mutu beton (f’c) = 30 Mpa

– Fy tulangan = 240 Mpa

(14)

Struktur sekunder

Pipa Ø10cm Paving Stone 5Ø12 Lantai Kerja Ø8-200 4Ø10mm Ø10mm-90

Gambar Rencana Struktur Sekunder

Ø8-200

(15)

Analisa Struktur

Perhitungan pembebanan

Beban Mati

Tabel 6.3- Perhitungan beban mati

No Elemen Berat Jenis Luas (m2) Berat (kg/m) Jenis (kg/m3) (kg/m) 1 Box Girder 2500 17,22 43050 2 Box angker 7850 3 x 0,03 706,5 3 Utilitas 10% ∑(1,2) 4376 4 Trotoar+Railing 2650 5 Aspal 2200 (7x2) x 0.05 1540 6 Air Hujan 1000 (7x2) x 0.05 700 Beban Mati = 53022

(16)

Analisa Struktur

• Perhitungan pembebanan • Beban hidup

• Beban Hidup Merata UDL dari Beban D

– Bentang jembatan yang direncanakan 320 m. – q = 9 (0,5 + 15/320) kPa

– q = 4,92 kPa = 4,92 kN/m2

• Beban Hidup Garis KEL dari Beban D

– Besar beban garis yang direncanakan berdasarkan RSNI-26.3.1 adalah 49 kN/m. jembatan terdiri dari 2 jalur dan 4 lajur, setiap jalur memiliki lebar 2@3,5 m, jadi besarnya beban P untuk setiap jalur adalah :

• P = (49 x 5,5) + (50% x 49 x (7-5,5)) = 306,25 kN/jalur.

• Untuk bentang menerus, panjang bentang ekivalen diberikan:

• Dari gambar 6.3 diperoleh DLA sebesar 30%, jadi beban KEL total adalah : • P = 1,3 x 306,25 = 398,125 kN/jalur x 2 jalur = 796,25 kN.

• Faktor beban = 1,8

(17)

Analisa Struktur

Beban Truk

DLA = 30% (truk) T’ = 112,5 kN

T = T’ (1+DLA) KuTT

= 112,5 (1+0,3) 2 = 292,5 kN

Beban Hidup Trotoar

Berdasarkan BMS 2.3.9 gambar 2.10 dinyatakan besar beban hidup trotoar adalah sebesar 2 kPa untuk luas terbebani 100 m2_(q = 2 kN/m), dan beban terpusat (p) = 20 kN karena adanya kendaraan ringan yang lewat.

Beban Rem

Berdasarkan BMS 2.3.7 gambar 2.9 diperoleh untuk bentang 160 m, maka gaya rem yang terjadi sebesar 450 kN. Berdasarkan BMS 2.3.7 gambar 2.9 diperoleh untuk bentang 160 m, maka gaya rem yang terjadi sebesar 450 kN.

Beban Angin

Beban Angin pada Box Girder

Gaya nominal dan gaya layan jembatan sangat bergantung kepada kecepatan angin rencana sebagai berikut: T_EW= 0,0006 C_wV_w2_{Ab (kN)}

T_EW= 1407,67 kN

Beban Angin Tambahan Akibat Kendaraan pada Jembatan

Beban angin tambahan akibat kendaraan pada jembatan di hitung berdasarkan rumus 2.7 pada BMS 92’: T_ew = 0.0012 Cw (Vw)2 → kN/m

T_ew = 1,955 kN/m

Beban Angin pada Pylon

Beban angin yang terjadi pada pylon dihitung berdasarkan ”Japan International Standart (JIS)” menggunakan rumus : W = g C A (kg) = 54,6 / 52 m = 1,05 kN/m

(18)

Analisa Struktur

• Beban Gempa menggunakan Respon spectrum berdasarkan SNI 1726 • Dengan horizontal design spectrum, dan

• Jenis tanah sedang, • Zona gempa 3,

(19)

Analisa Struktur

• Data – data desain box

Jalur Kendaraan (2/2) Trotoar Pylon

•Analisa Tegangan Yang Terjadi

• Data – data desain box

– f’c = 50 MPa – Ec = 4700√f’c = 4700√50 = 33234,02 MPa ΣAc = 17,22 m2 = 17220100 mm2 ΣAc.yb = 25,427 m3 Yb = = = 22 , 17 427 , 25 . Ac yb Ac 1,477 m Ya = h – yb = 3 – 1,477 = 1,533 m 75 , 15 533 , 1 998 , 23 = = = Ya I Wa m3 25 , 16 477 , 1 998 , 23 = = = Yb I Wb m3 94 , 0 22 , 17 25 , 16 = = = Ac Wb Ka m 91 , 0 22 , 17 75 , 15 = = = Ac Wa Kb m

•Analisa Tegangan Yang Terjadi

•Tegangan ijin beton untuk komponen struktur lentur menurut SNI T-12-2004 pasal 4.4.1.2 :

•Saat transfer / jacking

•Tekan : s_ci = 0.6

•f_ci direncanakann pada saat umur beton 14 hari. •f_ci = 0,7 fc’ = 0,7 x 50 = 35 Mpa

•Tekan : s_ci= 0.6 fci = 0.6 x 35 = 21 Mpa. •Tarik : s_ti= 0,25 = 0,25 √f’c = - 1,768 Mpa. •Saat service

•Tekan : s_ci= 0,45 f’c = 0,45 x 50 = 22,5 Mpa. •Tarik : s_ti= 0,5 √f’c= - 3,536 Mpa.

(20)

Analisa Struktur

• Perhitungan Tendon

• Tendon atas (segmen 68)

– Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban pelaksanaan)

– Menentukan Fo :

– M_g = 122.446.700.000 Nmm – F_o= 109.929.743,6 N

– Serat Atas (Tekan)

– = 6,384 + 9,584 - 7,773 = 8,195 Mpa < 21 Mpa (OK)

Perhitungan Tendon

Tendon atas (segmen 68)

Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban pelaksanaan)

Menentukan Fo :

Md = 122.446.700.000 Nmm

Ml = 49.043.700.000

F = 0,85 Fo = 93.440.285 N

Serat Atas (Tekan) – = 6,384 + 9,584 - 7,773 = 8,195 Mpa < 21 Mpa (OK)

– Serat Bawah (Tarik)

– = 6,384 - 9,29 + 7,534 = 4,628 Mpa > -1,768 Mpa (OK)

Gambar Diagram tegangan segmen 68 saat kantilever

6,384 9,290 7,773 6,384 9,584 7,534 8,195 4,628

Serat Atas (Tekan)

5,426 + 8,146 - 10,886 = 2,686 MPa ≤ 22,5 Mpa (OK)

• Serat Bawah (Tarik)

5,426 – 7,896 + 10,552 = 8,082 Mpa ≥ -3,356 MPa (OK)

Gambar Diagram tegangan segmen 68 saat service

5,426 7,896 10,886 5,426 8,146 10,552 2,686 8,082

(21)

Analisa Struktur

• Perhitungan Tendon

• Tendon bawah (segmen 81)

– Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban pelaksanaan)

– Menentukan Fo :

– M_g = 72.690.300.000 Nmm – F_o= 58.307.738,1 N

– Serat Atas (Tekan)

– = 3,386 – 4,54 + 4,614 = 3,46 Mpa > - 1,768 Mpa

Perhitungan Tendon

Tendon Bawah (segmen 81)

Akibat beban sendiri, dan traveller form (beban pelaksanaan)

Menentukan Fo :

Md = 72.690.300.000 Nmm

Ml = 25.266.700.000

F = 0,85 Fo = 49.561.577 N

Serat Atas (Tekan) – = 3,386 – 4,54 + 4,614 = 3,46 Mpa > - 1,768 Mpa

(OK)

– Serat Bawah (Tarik)

– = 3,386 + 4,401 – 4,473 = 3,314 Mpa < 21 Mpa (OK)

Gambar Diagram tegangan segmen 81 saat kantilever

Serat Atas (Tekan)

2,878 – 3,859 + 6,218 = 5,237 MPa ≤ 22,5 Mpa (OK)

• Serat Bawah (Tarik)

2,878 + 3,741 - 6,027 = 0,591 Mpa ≥ -3,356 MPa (OK)

Gambar Diagram tegangan segmen 81saat service

3,386 4,54 4,614 3,386 4,401 4,473 3,46 3,314 2,878 3,741 6,218 2,878 3,741 6,027 5,237 0,591

(22)

Analisa Struktur

• Perhitungan Tulangan arah memanjang

• Perhitungan tulangan flens atas (Segmen 68)

– Mu = 116.710,3 x 106 _Nmm

– Øtulangan = 22 mm – F’c = 50 MPa – Fy= 400 MPa

– Ø = 0,8

– Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22 dengan As perlu (144792,4 mm2_{), dipasang tulangan utama sejarak 150}

– Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22 dengan As perlu (144792,4 mm ), dipasang tulangan utama sejarak 150 mm (D22-150).

– Perencanaan tulangan box akan dicek dengan menggunakan program bantu SAP 2000. Dari program bantu SAP 2000 didapat momen kapasitas sebesar Mn = 83.576.160.076 Nmm.

• Perhitungan tulangan flens bawah (Segmen 81)

– Mu = 69.459.200.000 Nmm – Dtulangan = 22 mm

– F’c = 50 MPa – Fy= 400 MPa

– Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22 dengan As perlu (165173,6 mm2_{), dipasang tulangan utama sejarak 150}

mm (D22-150 )

– Perencanaan tulangan box akan dicek dengan menggunakan program bantu SAP 2000. Dari program bantu SAP 2000 didapat momen kapasitas sebesar Mn = 58.977.224.312 Nmm.

(23)

Analisa Struktur

• Perhitungan Tulangan arah melintang

– Perhitungan tulangan flens atas didapat dari SAP – Mu = 15.519.750,39 Nmm

– Øtulangan = 22 mm – F’c = 50 MPa – Fy = 400 MPa

– Dari hasil perhitungan tulangan, untuk tulangan D22 dengan As perlu (14905,1 mm2_{), dipasang tulangan utama}

m Pipa Ø10cm Paving Stone 5Ø12 Lantai Kerja Ø8-200 4Ø10mm Ø10mm-90

dengan As perlu (14905,1 mm2_{), dipasang tulangan utama}

sejarak 150 mm (D22-150)

• Gambar Detail penulangan box

Tulangan Memanjang Ø22-150 Tulangan Melintang

Ø22-150

(24)

Analisa Struktur

Perencanaan Kabel (tendon)

Jenis dan karakteristik dari baja pratekan yang digunakan.

Diameter = 15,2 mm

Luas penampang strand (As) = 181,46 mm2

f = 2050 MPa fpu = 2050 MPa

fpi = 0,7 fpu = 1435 MPa

Nominal massa = 1,125 kg/m

Min breaking load = 250 kN = 250.000 N Modulus elastisitas baja Es = 200.000 MPa

(25)

Analisa Struktur

68

Diam. Luas fpu fpi Aps Strand mm mm2 mpa mpa mm2 n 1 109929.7 2 122446.7 3 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 4 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 7 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 8 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 9 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 type VSL Design Strand - Tendon

Stress Top 6-27 6-27 segmen Tendon 5 segmen 74 Tendon 1 Tendon 2 Tendon 3 Tendon 4 segmen 73 Aksial Compression Self Weight No Remarks Force 81

Diam. Luas fpu fpi Aps Strand mm mm2 mpa 0,7mpa mm2 n 1 58307.7 2 72690.3 3 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 4 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 5 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 6 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 7 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15

Design Strand - Tendon

type VSL 6-19 6-19 Tendon 5 Self Weight segmen 81 Tendon 1 Tendon 2 segmen 80 Tendon 3 Tendon 4 Aksial Compression Stress Top No Remarks Force

Tipe Strand Tendon Bawah Tipe Strand Tendon Atas

9 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 10 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 11 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 12 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 13 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 14 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 15 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 16 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 17 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 18 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 19 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 20 6870.61 15.2 181.46 2050 1435 4787.88 27 6-27 6-27 6-27 6-27 6-27 6-27 segmen 69 Tendon 13 Tendon 14 segmen 68 Tendon 15 Tendon 16 segmen 71 Tendon 9 Tendon 10 segmen 70 Tendon 11 Tendon 12 segmen 72 Tendon 5 Tendon 6 segmen 8 Tendon 7 Tendon 8 7 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 8 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 9 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 10 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 11 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 12 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 13 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 14 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 15 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 16 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 17 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 18 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 19 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 20 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 21 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 22 2915.39 15.2 181.46 2050 1435 2031.63 15 6-19 6-19 6-19 6-19 6-19 6-19 6-19 6-19 segmen 75 Tendon 17 Tendon 18 segmen 74 Tendon 19 Tendon 20 segmen 76 Tendon 13 Tendon 14 segmen 7 Tendon 15 Tendon 16 segmen 78 Tendon 9 Tendon 10 segmen 77 Tendon 11 Tendon 12 segmen 6 Tendon 5 Tendon 6 segmen 79 Tendon 7 Tendon 8

(26)

Denah tendon pada lantai kendaraan

Denah Tendon pada Lantai Kendaraan Pilar A1 A2 A3 Tendon Kantilever Tendon Atas Tendon Bawah Denah Tendon Skala 1:150 Box Angker Pylon Wotgalih Pasirian 68 69 70 71 8 72 73 74 75 7 76 77 78 79 80 81 82 83 5 84 85 86 87 4 88 89 90 91 3 6 Skala 1:150 74 75 7 76 77 78 79 80 81 82 83 5 84 85 86 87 4 6 74 75 7 76 77 78 79 80 81 82 83 5 84 85 86 87 4 88 6 73 89 88

Detail A1 : Tendon Bawah

Skala 1 : 75 68 69 70 71 8 72 73 74 9 92 93 9495 10 96 97 20 VSL 6-19 @15 strand Angker Mati

Detail A3 : Tendon Atas

Skala 1 : 75 Pylon

Detail A2 : Tendon Kantilever

Skala 1 : 75 16 VSL 6-27 @27 strand Angker Hidup 2 VSL 6-19 @15 strand

(27)

Analisa Struktur

Loss Prestressed

Segmen 68 Perpendekan elastis Rangkak Susut Relaksasi baja

Total Loss Prestressed

(28)

Kabel penggantung

• Struktur kabel adalah struktur utama dalam konstruksi jembatan cable stayed. Kabel-kabel ini memikul berat lantai kendaraan dan beban hidup dari berbagai konfigurasi beban untuk selanjutnya disalurkan ke struktur pylon.

• Masing-masing kabel diberi gaya tarik (stressing) dahulu sebelum dibebani. Hal ini dimaksudkan untuk mengatur posisi gelagar agar sesuai dengan posisi finalnya sebelum diberi beban hidup.

(29)

Kabel penggantung

L1/R1 72 91 13040.3 16318.78

L2/R2 28 31 4442.3 5906.286

Kabel Angker Gaya

Tarikan Asc

(mm2) Jumlah

Strand

Stressing Kabel dengan Asc pakai

• Dimana :

– Berat beban mati = 689,29 kN/m

– Beban hidup (UDL) = 110,7 kN/m (dari perhitungan analisa struktur) – Beban KEL = 1433,25 kN – Asumsi P angker = 5 kN – Kabel pakai – W = (689,29 x 10m) + (110,7 x 10m) + 1433,25 + 5 = 9438,13 kN

– N kabel = Asc₀ / As = Asc₀ / 143,3 mm2

L2/R2 28 31 4442.3 5906.286 L3/R3 27 31 4442.3 5500.66 L4/R4 30 31 4442.3 5935.303 L5/R5 35 37 5302.1 7148.423 L6/R6 34 37 5302.1 6729.513 L7/R7 30 31 4442.3 5935.303 L8/R8 28 31 4442.3 5706.571 L9/R9 31 37 5302.1 6723.632

(30)

Kabel penggantung

• Perhitungan Angker kabel

– Angker kabel yang dipasang, sesuai dengan jumlah strand kabel yang telah

dihitung. Perhitungan angker ini meliputi cek tegangan beton saat stressing serta kebutuhan tulangan melintang dan tulangan pecah (spalling).

A’b

B/H

Kabel Angker P(kN) Tulangan Melintang Spalling

Ab

B

H _D

Tabel 7.14 Dimensi angker

Angker 31 37 61 91 D &&&& (mm) 280 300 380 450

B (mm) 480 530 660 810 Tpencar (N) As (Ø12) n 2% P (kN) AS (UØ12) n L1/R1 91 0.81 16319 775142.2 1937.86 9 326.376 815.94 8 L2/R2 31 0.60 5906.3 590628.6 1476.57 7 118.126 295.31 3 L3/R3 31 0.60 5500.7 550066 1375.17 7 110.013 275.03 3 L4/R4 31 0.60 5935.3 593530.3 1483.83 7 118.706 296.77 3 L5/R5 37 0.663 7148.4 603148.2 1507.87 7 142.968 357.42 4 L6/R6 37 0.663 6729.5 567802.7 1419.51 7 134.590 336.48 3 L7/R7 31 0.60 5935.3 593530.3 1483.83 7 118.706 296.77 3 L8/R8 31 0.60 5706.6 570657.1 1426.64 7 114.131 285.33 3 L9/R9 37 0.663 6723.6 567306.5 1418.27 7 134.473 336.18 3 B/H

(31)

Pylon

Tabel 8.1 Momen yang terjadi pada pylon

Stage Element Momen yang terjadi (kNm)

I/J Min I/J Max

4 20 J 3.695E-09 I -129278.9 20 21 J -59782.7 I -71134.5 36 22 I -57531.6 J -58366 36 23 J -50141.9 I -56311.7 36 24 J -22383.4 I -38844.9 36 48 I -54424.1 J -57531.6 36 49 J -56311.7 I -58366 36 50 J -38844.9 I -50141.9 Pot Melintang Pot Memanjang 36 50 J -38844.9 I -50141.9 36 51 J -778.7 I -22383.4

Tabel 8.2 Gaya axial yang terjadi pada pylon

Stage Element Axial Load (kN)

I J 40 20 94082,2 90787,2 21 72564,2 70916,7 22 54480,8 52833,3 23 34473,6 32826,1 24 16018,0 14370,5 48 63542,4 61894,9 49 45255,7 43608,2 50 24689,0 23041,5 51 8581,6 6934,1

(32)

Pylon

• Penulangan pylon

• Tulangan Utama

– Menggunakan program bantu PCAcol

– Dari PCACol didapat rasio tulangan sebesar =1,45% – ρ pakai = 1,45% x Ag = 1,45% x 1,4.107_{= 203000 mm}2

– Digunakan tulangan 248D32 (As = 199453,43 mm2₎

– Digunakan tulangan 248D32 (As = 199453,43 mm ) – Sengkang Ø22 (As = 380,1 mm2₎

– Lebar decking = 80 mm

• Tulangan Geser

– Dipakai tulangan geser D22 - 600 mm.

• Tulangan Praktis

– Pemasangan tulangan praktis dengan cara pengkaitan tulangan longitudinal tepi ke tulangan dalam, dan tulangan tepi ke tepi. Menggunakan tulangan D22,

dengan diameter lengkungan sebesar 6d_b = 6 x 22 = 132 mm, dengan spasi antar tulangan praktis 300 mm.

(33)

Pylon

P ( k N ) 400000 (Pmax) Denah penulangan M x (k N -m) -100000 180000 -180000 (Pmin) fs=0.5fy fs=0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

(34)

Pylon

• Perhitungan Angker kabel

– Angker kabel yang dipasang, sesuai dengan jumlah strand kabel yang telah

dihitung. Perhitungan angker ini meliputi cek tegangan beton saat stressing serta kebutuhan tulangan melintang dan tulangan pecah (spalling).

A’b

B

Kabel Angker P(kN) H (mm) Tulangan Melintang Spalling

Ab

B

H _D

Tabel 7.14 Dimensi angker

Angker 31 37 61 91 D &&&& (mm) 280 300 380 450

B (mm) 480 530 660 810 Tpencar (N) As (Ø16) n 2% P (kN) AS (UØ16) n L1/R1 91 16318.78 810 1200 1325901 3314.75 9 326.376 815.94 5 L2/R2 31 5906.286 480 800 590628.6 1476.57 4 118.126 295.31 2 L3/R3 31 5500.66 480 800 550066 1375.17 4 110.013 275.03 2 L4/R4 31 5935.303 480 800 593530.3 1483.83 4 118.706 296.77 2 L5/R5 37 7148.423 530 800 603148.2 1507.87 4 142.968 357.42 2 L6/R6 37 6729.513 530 800 567802.7 1419.51 4 134.590 336.48 2 L7/R7 31 5935.303 480 800 593530.3 1483.83 4 118.706 296.77 2 L8/R8 31 5706.571 480 800 570657.1 1426.64 4 114.131 285.33 2 L9/R9 37 6723.632 530 800 567306.5 1418.27 4 134.473 336.18 2 B (mm)

(35)

Gambar Angker

Tul. Melintang 8Ø12

Tul. Pecah 4Ø12-150 Tul. Lentur Gelagar

Flens Atas Gelagar Box

DETAIL ANGKER 31 STRAND

Tul. Melintang 10Ø12

Tul. Pecah 8Ø12-150 Tul. Lentur Gelagar

Flens Atas Gelagar Box

DETAIL ANGKER 91 STRAND

Angker Pada Box

DETAIL A : ANGKER 31 SKALA 1:100 DETAIL B : ANGKER 37 SKALA 1:100 DETAIL C : ANGKER 91 SKALA 1:100

Angker Pada Box

(36)

Analisa dinamik

• Analisa dinamis ini meliputi analisa stabilitas aerodinamis yaitu vortex-shedding (yang berkaitan langsung dengan efek psikologis) dan flutter.

– f_B= = 1,848 Hz – f_T= = 7,831 Hz

• Efek Vortex-Shedding

– Vortex-shedding adalah osilasi gaya akibat pusaran angin atau turbulensi. Pada kecepatan angin

tertentu yang disebut kecepatan kritis, akan terjadi vortex-shedding. Untuk mendapatkan

kecepatan kritis yang akan menyebabkan vortex-shedding, digunakan persamaan angka Strouhal (S).

– Penurunan logaritmik (koefisien peredaman) ditentukan berkisar 0,05 [Walther, 1999]. Fleksibilitas lantai kendaraan didefenisikan sebagai rasio antara beban dan deformasi yang yang dihasilkan. Berat sendiri lantai kendaraan yaitu berat box girder adalah : 43050 kg/m atau 430,5 kN/m’.

vˆ = _v_max m F_o δ π = 3 3 0,088 10 10 5 , 430 1 , 899 05 , 0 × × π = 11,55 mm

(37)

Analisa dinamik

Amplitudo getaran sebesar 11,55 mm dengan frekuensi sebesar fb = 1,848 Hz, masuk dalam zona accaptable (zona A), berikut gambar grafik berikut [Walther,1999] :

Percepatan sebesar 1,56 m/s2 _dengan

frekuensi 1,848 Hz masuk dalam zona accaptable (zona A). Hal ini dapat dilihat dari grafik berikut [Walther, 1999] :

(38)

Analisa dinamik

Efek Flutter

Fenomena flutter terjadi jika muncul ayunan lentur dan ayunan torsi akibat terpaan angin, dan keduanya memilik perbedaan fase sebesar π/2. Pada kecepatan angin tertentu yang disebut kecepatan kritis, akan

menghasilkan efek ini. Gabungan antara ayunan lentur dan ayunan torsi ini semakin lama akan semakin besar walaupun kecepatan kritis tetap dan akan menyebabkan runtuhnya struktur (Walther, 1999).

(39)

Analisa dinamik

• Untuk mendapatkan kecepatan kritis teoritis, digunakan metode Klöeppel, yang didasarkan pada teori Theodorsen yang meneliti efek flutter pada sayap pesawat. Metode ini menggunakan grafik berikut (Walther, 1999):

• V = h x Vcrit act = 0,264 x 2442,38 = 645 • V_{crit actual} = h x Vcrit act = 0,264 x 2442,38 = 645

km/jam

– Hal ini berarti, bila angin di lapangan bertiup dengan kecepatan 645 km/jam, maka akan mulai terjadi efek flutter. Sedangkan untuk perencanaan, telah digunakan kecepatan angin 50 - 60 km/jam, sehingga analisa efek flutter memenuhi.

(40)

Metode pelaksanaan

• Metode pelaksanaan konstruksi jembatan cable stayed ini dibuat kantilever bebas dan dipengaruhi langsung oleh beban form traveller.

• Metode analisis struktur dibuat dengan metode cantilevering procedure melalui forward

process analysing. Dimulai dari awal hingga sampai akhir di perletakan.

Pylon Traveler Form Balok Peluncur Tendon Kantilever Pylon Pemasangan kabel Tendon Kantilever Tendon Kantilever Tendon Bawah Kabel Penggantung Pylon

(41)

Metode pelaksanaan

Dengan langkah – langkah sebagai berikut

Pendirian pylon, abutment, pier dan dapat menahan beban sendiri

Pemasangan box girder pertama di kanan kiri bentang segmen 68/9 di tengah bentang. Box langsung dapat menahan beban sendiri. Tendón kantilever dipasang.

Dilanjutkan pemasangan box secara bertahap dan pada segmen 8, 74, 7, 78, 6, 82, 5, 86, dan 4 kabel penggantung mulai di pasang dan dihubungkan dengan pylon.

Stressing kabel L1/R1 (segmen 8) sebesar 16318,78 kN. Stressing kabel L2/R2 (segmen 74) sebesar 5906,286 kN.

Setelah pemasangan kabel L2/R2, mulai pemasangan tendón bawah yang dipasang sampai Setelah pemasangan kabel L2/R2, mulai pemasangan tendón bawah yang dipasang sampai

segmen 81. Tendón kantilever terus dipasang.

Stressing kabel L3/R3 (segmen 7) sebesar 5500,66 kN. Stressing kabel L4/R4 (segmen 78) sebesar 5935,303 kN. Stressing kabel L5/R5 (segmen 6) sebesar 7148,423 kN. Stressing kabel L6/R6 (segmen 82) sebesar 6729,513 kN. Stressing kabel L7/R7 (segmen 5) sebesar 5935,303 kN. Stressing kabel L8/R8 (segmen 86) sebesar 5706,571 kN. Stressing kabel L9/R9 (elemen 4) sebesar 6723,632 kN.

Setelah pemasangan kabel terakhir (L9/R9) diteruskan pemasangan box sampai pada sisi

(42)

Kesimpulan

• Panjang total jembatan 320m = 40+120+120+40 m

• Hasil analisa struktur didapatkan desain rencana struktur seperti lantai kendaraan berupa box girder pratekan dengan menggunakan tendon lurus yang terletak di flens atas dan flens bawah dengan lebar 21,4 m 4 lajur 2 arah (4/2D).

• Konfigurasi kabel penopang berupa Harp pattern berjumlah 9 kabel penopang yang masing – masing jarak antara kabel penopang sebesar 20 m dari pylon dan tiap 10 masing – masing jarak antara kabel penopang sebesar 20 m dari pylon dan tiap 10 m arah horizontal, 10 m dari permukaan lantai kendaraan dan selanjutnya 5 m arah vertikal dengan membentuk sudut sebesar 26,5º dari horizontal.

• Desain pylon berupa beton bertulang dengan penampang pylon sebesar 5 x 2,8 m dengan tinggi pylon setinggi 52 m dari permukaan lantai kendaraan.

• Hasil analisa stabilitas aerodinamis menunjukkan frekuensi alami (lentur (fB) = 1,848 Hz dan torsi(fT) = 7,831 Hz), efek vortex-shedding masuk kategori daerah A (dapat diterima) dan Efek flutter menghasilkan Vcritical actual = 645 km/jam ≥ Vangin renc = 60 -80 km/jam artinya ayunan/flutter sudah aman.

(43)

Saran

• Banyaknya macam konfigurasi beban kalau perlu ditambah untuk antisipasi keadaan yang memungkinkan terjadi di masa depan.

• Ketelitian dalam menghitung berat beban pelaksanaan (form traveller) perlu diperhatikan, karena beratnya menentukan perilaku struktur saat pelaksanaan konstruksi.

• Untuk proyek yang sebenarnya, analisa dinamis yang ditinjau tidak cukup hanya • Untuk proyek yang sebenarnya, analisa dinamis yang ditinjau tidak cukup hanya

dengan perhitungan manual saja, tetapi harus menggunakan model penuh menggunakan terowongan angin agar diketahui lebih akurat mengenai perilaku aerodinamis struktur.