redesain jembatan kereta

(1)

ANALISA DAN PERENCANAAN PERKUATAN JEMBATAN KERETA API (STUDI KASUS JEMBATAN KERETA API NO. 36 KM 1 + 791

ALANG LAWEH LINTAS PADANG – MUARA) Syafril

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta

E-mail :syafrilkai@gmail.com ABSTRAK

Rencana perbaikan jalur mati antara tarandam – Pulai Aie telah dijalankan. Namun untuk rencana perbaikan jembatan no 36 Alang Laweh diperlukan perhitungan khusus karena jembatan tersebut beberapa komponen berlobang, berkarat, keropos dan hilang. Untuk tahap pertama penulis menganalisa kekuatan masing-masing komponen dengan material baru, dihitung dari beban primer yang bekerja terhadap jembatan, lendutan, momen lentur dan tegangan geser yang terjadi masih kecil dari lendutan, momen lentur dan tegangan geser ijin. Namun secara visual rasuk melintang banyak yang berlobang, kropos dan ada bagian yang hilang, jadi beban/gaya dari rasuk memanjang tidak dapat ditahan atau diteruskan oleh rasuk melintang ke rasuk utama. sehingga diperlukan perkuatan dengan memasang jembatan darurat. Rasuk memanjang jembatan darurat dipasang tepat dibawah rasuk memanjang jembatan lama. Dari perhitungan beban primer dan sekunder yang bekerja terhadap jembatan didapatkan jenis legger yang digunakan untuk rasuk memanjang jembatan darurat yaitu DIN 45 dimensi 450x300x15x28 dengan bentang 5 m dan menggunakan 3 rasuk melintang dari jenis DIN 55 dimensi 550x300x16x30 dengan bentang 5m. sambungan rasuk memanjang dan melintang menggunakan baut diameter 25.4 mm yang berfungsi sebagai pengikat. rasuk melintang akan ditumpu oleh satu unit kontruksi penyangga yang terdiri dari Gambangan sebagai tapak penyanggaan dengan dimensi 3.96x2.00 m, diatas gambangan dipasang perancah besi II & I dimana satu unit perancah mampu menahan beban 125 ton , dan selanjutnya bantalan stapling..

I. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

Saat ini PT. Kereta Api Indonesia Divre II Sumbar berencana akan menjalankan KA Penumpang Rail Bus yang melayani rute Bandara Internasional Minangkabau atau BIM menuju Pulau Aie. Sementara untuk lintas Padang sampai Muara yang merupakan jalur mati, sekarang secara bertahap telah dilakukan pembenahan. Untuk tahap pertama telah selesai dilakukan perbaikan jalan rel dan jembatan dari Padang menuju Tarandam. Untuk tahap kedua telah

dilakukan pembebasan jalan rel dari bangunan warga dan pemeriksaan terhadap kondisi Track. Dari hasil pemeriksaan ditemukan permasalahan khusus untuk jembatan yang ada di lokasi no 36 km 1+792 dengan bentang 12 meter yang berlokasi di kampung Alang Laweh.

Secara visual jembatan tersebut tidak dapat dilalui KA karena kondisi baja jembatan terutama rasuk–rasuk melintang yang sebagiannya mengalami keropos, berkarat dan berlobang. Guna mendukung program dari Divre II SB untuk menjalankan Rail

(2)

Bus dalam jangka waktu dekat pada jalur tersebut, sebagai tindak lanjut sementara mengatasi permasalahan tersebut sambil menunggu pengadaan jembatan baru, maka penulis akan melakukan analisa kekuatan jembatan yang ada sekarang dan merencanakan konstruksi jembatan darurat untuk memperkuat jembatan tersebut agar dapat dilalui KA dengan aman.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan utgas akhir ini adalah untuk menganalisa kekuatan jembatan KA yang mengalami kerusakan sekarang dan merencanakan perkuatan jembatan baja yang kuat dan aman dilalui Kereta Api .

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah

1. Beban primer meliput : beban mati, beban hidup dan beban kejut.

2. Beban Sekunder meliputi : beban angin, Gaya rem dan Gaya Traksi.

3. Beban khusus meliputi beban tumbuk. 4. Beban hidup menggunakan Lokomotif

terberat yaitu BB 204 memiliki berat 60 ton.

5. Jembatan memiliki panjang 13,46 m dan lebar 3,41 m.

1.4 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat penulisan Tugas akhir ini adalah :

1. Untuk kelancaran Kereta penumpang Divre II Sumbar. yang akan melintasi jembatan tersebut.

2 Untuk perekonomian Kota Padang. 3 Dapat menganalisa kekuatan

jembatan-jembatan lainya, dalam menentukan tindakan-tindakan perbaikan selanjutnya dari jembatan tersebut.

II. Teori Dasar

2.1 Pengertian Jembatan

Jembatan merupakan suatu struktur bangunan pelengkap jalan yang menghubungkan suatu lintas yang terputus akibat rintangan atau sebab lainnya. Lintas dapat berupa jalan aspal, rel kereta api, tempat pejalan kaki, dan saluran pipa dan rintangan dapat berupa sungai, laut, ataupun jurang.

Pokok-pokok perencanaan jembatan 1. Kekuatan dan stabiltas konstruksi 2. Daya layan

3. Keawetan

4. Kemudahan pelaksanaan 5. Ekonomis

6. Bentuk estetika yang baik

Secara umum jembatan dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis seperti berikut:

1. Klasifikasi menurut pemakaiannya, 2. Klasifikasi menurut bahan yang dipakai, 3. Klasifikasi menurut lokasi jembatan 4. Klasifikasi menurut sifat-sifat struktur 5. Klasifikasi menurut pemindahan/tetap 6. Klasifikasi menurut tahan lama.

(3)

2.2 Beban Tekan, Gaya Geser Dan Momen Lentur

1. Beban.

Gambar 2.1 Tipe Beban pada Balok Klasifikasi beban :

1. Beban terpusat (Concentrated loads) 2. Beban Terdistribusi (Distributed Loads) 3. Beban merata (Uniform load)

4. Beban yang berubah secara linear 5. Kopel (Couple)

Gaya geser secara Numerik adalah jumlah aljabar dari semua komponen vertical gaya-gaya luar yang bekerja pada segmen yang terisolasi, tetapi dengan arah yan berlawanan, dinotasikan dengan V

Momen lentur adalah jumlah aljabar dari semua komponen momen gaya luar yang bekerja pada segmen yang terisolasi, dinotasikan dengan M.

2.3 Jenis Pembebanan Jembatan

Untuk menghitung dan mempelajari tegangan-tegangan yang terjadi pada setiap bagian jembatan, perlu memperhitungan pembebanan dalam perencanaan menurut Pedoman Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPJJR, 1987), Adapun ruang lingkup pembebanan yang mempengarahi

perencanaan konstruksi jembatan adalah sebagai berikut:

a. Beban Primer

Beban primer adalah beban yang merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan dalam setiap perencanaan jembatan. Adapun yang termasuk beban primer adalah sebagai berikut:

1. Beban mati

Beban mati adalah semua beban yang berasal dari berat sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan yang merupakan satu kesatuan tetap dengannya. Dalam menentukan beban mati digunakan nilai berat isi untuk masing-masing bahan bangunan:

- Baja tuang ... 7,85 t/m3

- Besi tuang ... 7,25 t/m3

- Kayu... l,00t/m3

2. Beban hidup

Beban hidup adalah semua beban yang berasal dari berat kereta api yang bergerak yang dianggap bekerja pada jembatan. Beban hidup pada jembatan kereta api merupakan beban terpusat, dimana beban hidup terberat dari rangkaian KA adalah Lokomotif. Berikut spesifikasi lokomotif di Sumatera barat.

Profil Lokomotif BB 204

Panjang body : 12600 mm Lebar body : 2800 mm Berat kosong : 52,8 ton Daya mesin : 1230 HP Kecepatan maksimum : 60 km/jam

(4)

Profil Lokomotif BB 303

Panjang body : 11200 mm Lebar body : 2800 mm Berat kosong : 39,6 ton Daya mesin : 1010 HP Kecepatan maksimum : 90 km/jam 3. Beban Kejut

Untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh getaran dan pengaruh-pengaruh dinamis lainnya, tegangan-tegangan akibat beban Lokomotif dikalikan dengan koefisien kejut yang akan memberikan hasil maksimum. 6. Beban Sekunder

Beban sekunder adalah beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Adapun yang termasuk beban sekunder adalah sebagai berikut:

 Beban angin

Besarnya beban angin yang bekerja pada beban angin horizontal terbagi rata adalah sebesar 150 kg/m2

 Gaya rem

Besarnya gaya rem ditinjau sebesar 5 % dari beban "D" tanpa koefiesien kejut. Dengan adanya gaya yang bekerja horizontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap gaya setinggi 1,8 m diatas muka lantai jembatan.

7. Beban Khusus

Beban khusus adalah beban yang merupakan khusus untuk mempertimbangkan

tegangan pada perencanaan jembatan. Adapun gaya-gaya yang mempengaruhi beban khusus adalah gaya sentrifugal, gaya tumbuk pada jembatan layang, beban dan gaya selama pelaksanaan, gaya akibat aliran air dan tumbukan benda hanyut, serta gaya angkat.

2.4 Jembatan Darurat. 2.4.1 Rel Bendel

Rel bendel adalah rel yang disusun bolak-balik, jumlahnya ≥ 3 batang, membentuk satu kesatuan yang diikat pada bantalan dengan begel rel bendel (begel dan siku). Fungsinya :

1. konstruksi penggantung 2. Jembatan Darurat. 2.4.2 Jembatan Darurat

Adalah suatu jembatan yang dibuat bersifat sementara dimana jembatan tersebut memenuhi syarat secara teknis untuk dilewati. Baut Ø 19/22 mm Bantalan di kip 1 Cm 1067 1200 Klos Kayu

Gambar 2.2 Konstruksi Pemasangan Jembatan Darurat

Jembatan darurat dibuat biasanya bila jembatan permanen rusak atau dalam

(5)

perbaikan sehingga tidak berfungsi secara normal. Untuk pembuatan jembatan darurat yang perlu diperhatikan adalah pembuatan pangkal/pilar dan jembatan darurat.

Gambar 2.3. Konstruksi Jembatan Darurat yang dipasang Sementara untuk Perkuatan

Jembatan.

Gambar 2.4. Tampak Samping Sket Konstruksi Darurat

Gambar 2.5 Tampak Atas Sket Konstruksi Darurat

Gambar 2.6 Potongan I - I Sket Konstruksi Darurat

a) Pangkal/penyangga darurat Pangkal/ penyangga darurat dapat dibuat dari : (1) Stapel bantalan atau perancah besi. (2) Jug glugu

(3) Kombinasi dari keduanya tergantung dan kondisi tanah dan situasi medan dimana jembatan tersebut ada.

Jug Glugu 80 80 80 80 3 m 5 m Sepatu Glugu 25 16 Begel Glugu 23 15 35 5 10 Sepatu Glugu 5 5 13 5 10 20 10 Cincin Glugu Pangkal 80 80 Kr ± 0.00

Gambar 2.7 Pemasangan Jug Glugu dan Bagiannya

Kekuatan jembatan darurat ditentukan berdasarkan pada 3 (tiga) beban yang diterimanya yaitu:

(1) kekuatan terhadap beban tekan (σ)

_ σ W Ms σ  dimana :

(6)

Ms = Momen + santak

W = Westan momen (logika jembatan)

diijinkan

yang

tegangan

_

σ



(2) Kekuatan terhadap gaya lintang/sesar ( τ )

_ τ I x b s x Ds τ   dimana : _

τ = tegangan sesar yang timbul

τ = tegangan sesar yang diijinkan Ds = gaya tintang + santak

S = Momen statis I = momen inersia

b = ketebalan badan rasuk

(3) Kekuatan terhadap beban lentur (ƒ)    f f I E 384 l q 5 4 dimana :

ƒ = lendutan yang timbul (cm)

_

f = lendutan yang diijinkan

q = beban (t/m atau kg/cm) I = bentang theoritis (cm) E = modulus elastisitas (21*105 kg/cm2₎ I = momen inersia (cm4) L L 600 1 . 750 1 _ d s f 

Jembatan darurat bisa dibuat dari jembatan bekas/baru leger-leger dan rel bendel yang disusun sedemikian rupa sehingga merupakan jembatan.

Apabila jembatan darurat dibuat dari leger-leger yang disusun/dijejer, maka antara leger-leger

yang satu dengan yang lain harus dikopel dan diberi klos merupakan suatu kesatuan yang kuat. Tidak dibenarkan memasang jembatan darurat dengan leger jumlah ganjil. Sutopo 2012:62)

Catatan :

Khusus untuk jembatan darurat dari bekas jembatan dinding plat (yang diambil rasuk pokoknya saja) perlu dilengkapi dengan waterpas dan selempang.

2.5 Gambangan

Konstruksi landasan yang digunakan untuk mendukung penyangga darurat terdiri dari bantalan kayu uk. 200x22x13 cm yang disusun berjajar dan rata dengan permukaan tanah tegangan tanah ijin ditetapkan = 0,5 kg/cm2. Beban yang ditahan oleh gambangan:

- beban hidup - berat jembatan - berat penyangga - berat gambangan

Gambar 2.8 Konstruksi Gambangan 1. Beban Diatas Gambangan

Apabila beban diatasnya melebihi 12 ton maka untuk meneruskan beban agar diterima oleh landasan terbagi merata

(7)

terhadap permukaan tanah, pada dasar stapling disusun gambangan yang disatukan dengan rel atau propil baja.

σ = P/A

Dimana : P = beban (kg) σ = Kekuatan tanah ( kg/cm²)

A = Luas bidang yang diperlukan (cm²) Ukuran bantalan = 22 x 13 x 200 cm 2.6 Perancah Baja/Temporary Scaffolding

Perancah baja dipergunakan untuk penyanggaan kontruksi darurat, Perancaha baja terbuat dari besi siku 70 x 70 x 7 dengan bentuk segiempat dan diperkuat dengan pertambatan angin. Satu unit perancah baja terdiri dari empat keping perancah. Perancah baja terdiri dari 3 tipe seperti gambar dibawah ini.

Gambar 2.9 Dimensi Perancah Perancah baja hanya mampu menahan beban secara vertical hingga 125.000 kg/unit. Pemasangan perancah seperti yang terlihat pada gambar, dengan menempatkan perancah tipe I dibagian bawah, terus dilanjutkan ke perancah tipe II hingga ke perancah tipe III tergantung jarak jembatan dengan dasar sungai.

III. Metodologi Penelitian 3.1 Metode Penelitian

Untuk penilaian kondisi pengamatan kerusakan dilakukan secara visual dan untuk tahap awal penelitian penilaian kondisi ditekankan untuk sistem bangunan atas jembatan. Perhitungan kerusakan , menghitung pengaruh kerusakan jembatan terhadap gaya-gaya yang diterima jembatan dan factor keamanan jembatan bila dilalui KA dan tindakan penanggulangan yang akan dilakukan.

3.2 Prosedur Pemeriksaan

1. Mengukur dimensi jembatan (panjang, lebar)dan melakukan pencatatan terhadap identitas jembatan (jenis struktur, No Jembatan, KM, tgl pemeriksaan)

2. Mengidentifikasi dan membuat skets komponen jembatan .

a. Dimensi dan jumlah rasuk pokok dan sekunder,

b. Dimensi dan jumlah pertambatan angin,

c. Jumlah perletakan/andas d. Panjang jalan rel dan jumlah

bantalan

3. Mengukur sub komponen jembatan yang keropos .

a. Dimensi dan sub komponen rasuk pokok yang keropos

b. Dimensi dan sub komponen rasuk melintang yang keropos

(8)

c. Dimensi dan sub komponen rasuk memanjang yang keropos

d. Dimensi dan sub komponen Pertambatan angin yang keropos 4. Mendokumentasikan dan mencatatkan

hasil pemeriksaan.

5. Menganalisa kekuatan jembatan dengan komponen utama yang keropos terhadap keamanan jembatan bila dilalui kereta api.

6. Merencanakan tindakan perkuatan jembatan bila hasil dari analisa jembatan tidak mampu menahan beban dari KA.

7.

Merencanakan konstruksi jembatan darurat untuk perkuatan jembatan, konstruksi darurat harus kuat dilalui KA. IV. Analisa Dan Perencanaan

4.1. Analisa Kekuatan Jembatan KA no. 36.

Gambar 4.1 Jembatan KA no 36 Existing

Gambar 4.2 Jembatan KA no 36 Kondisi Baru

Gambar 4.3. Tampak Atas Jembatan KA no 36

Gambar 4.4 Tampak Depan Jembatan KA no 36

4.1. 1. Analisa Rasuk Memanjang

Gambar 4.5 Bagian-bagian Jembatan no. 36

Syarat-syarat perencanaan jembatan untuk batang lentur adalah sebagai berikut :

a. Lendutan =max <ijin

b. Tahanan = terjadi < σijin

c. Geser =τterjadi< 0,58

Jalan rel antara Padang sampai Muara selesai dibangun tahun 1891. Berdasarkan buku Perjana seri 2012 kualitas bahan yang dipergunakan untuk jembatan kereta api

Rasuk Utama Rasuk melintang

(9)

secara garis besar sebelum tahun 1900 mengunakan Wrought Iron (besi potong/cetak), Bassemer steel dan bahan baja lainnya (Baja BJ 33) dengan karakteristik sebagai berikut :

Tegangan luluh baja



_l = 200 Mpa = 2000 kg/cm2

Tegangan ijin bajaσ_ijin= 133 Mpa = 1333 kg/cm2

1. Perhitungan beban, gaya geser dan momen lentur pada rasuk memanjang Akibat Beban Mati

Berat bantalan kayu = 1.54 btg x 88 kg/m = 135,52 kg/m Berat rel R 33 = 2 btg x 33 kg/m = 66 kg/m Berat Rasuk Memanjang = 2 btg x 76 kg/m = 152 kg/m

qDL = 353,52 kg/m

Maka beban mati untuk satu batang rasuk memanjang :

½ x

q

DL = 176,76 kg/m

Gambar 4.6 Reaksi Tumpuan Rasuk Memanjang Akibat Beban Mati

Reaksi tumpuan akibat beban mati (R DL) : R DL = ½ x qDLx L

= ½ x 176,76 kg/m x 3,24 m = 286. 35 kg

Gaya geser maximum akibat beban mati (Dmax DL) :

Dmax DL = ½ x qDLx L

= ½ x 176,76 kg/m x 3,24 m = 286. 35 kg

Momen maksimum akibat beban mati (Mmax DL) :

Mmax DL = 1/8 x qDLx L2

= 1/8 x 176,76 kg/m x (3,24 m)2 = 231,94 kgm

 Akibat beban hidup

Beban hidup yang bekerja adalah beban lokomotif dan kereta penumpang. Untuk beban hidup diambil beban lokomotif terberta yaitu Lokomotif jenis BB 204 dengan spesifikasi :

- Panjang Lok : 11,2 m

- Berat lok : 60.000 kg

- Jarak Gandar : 2,28 m - Jarak gandar depan/belakang : 6,36 m - Diameter roda lok : 0,9 m Untuk menentukan gaya-gaya maksimum yang kemungkinan terjadi pada rasuk memanjang dengan mengambil beban hidup terberat yaitu lokomotif BB 204 adalah:

Gambar 4.7 Beban Gandar Lokomotif BB 204

Maka gaya dalam yang terjadi untuk satu rasuk memanjang :

Gambar 4.8 Reaksi Tumpuan Rasuk Memanjang Akibat Beban Hidup

(10)

Reaksi tumpuan akibat beban hidup (RLL) : R LL = (½ x PLLtot)

= (½ x (7500+7500) kg = 7500 kg

Gaya geser maximum akibat beban hidup (Dmax LL) :

Dmax LL = (½ x PLLtot)

= (½ x (7500+7500) kg = 7500 kg

Momen maksimum akibat beban hidup (Mmax LL) :

Mmax LL = (1/4 x PLLtotx L)

= (1/4 x (7500+7500)kg x 3.24 m) =12150 kg.m

Reaksi tumpuan total rasuk memanjang : R tot = R DL + R LL

= 286.35 kg + 7500 kg = 7786,35 kg

Gaya geser total pada rasuk memanjang : Dtot = D DL + D LL

= 286.35 kg + 7500 kg = 7786,35 kg

Momen total pada rasuk memanjang : Mtot = M DL + M LL

= 231.94 kg.m + 12150 kg.m = 12381,94 kg.m

2) Pendimensian Profil rasuk memanjang Mtot =12381,94 kgm = 1238194,45 kgcm Bj 33 = 1333 kg/cm2 Wx = σ

=

1238194,45

=

928,87 cm3 Profil yang digunakan pada rasuk memanjang jembatan KA no 36 Alang

laweh adalah baja profil I = 360 x 143 x 13 x 19,5 h = 360 mm Ix = 19610 cm4 b = 143 mm Iy = 818 cm4 t1 = 13 mm ix = 14,2 cm t2 = 19,5 mm iy = 2,9 cm F = 97,1 cm2 Wx = 1090 cm3 q = 76,2 kg/m Wy = 114 cm3

3) Kontrol terhadap bahan dan tegangan a. _{Kontrol terhadap lendutan (}δ ₎

Lendutan = <  izin max =

+

<

= , ( , ) 19610

+

( , ) 19610

<

= 0,006 + 0,258

_<

0,648 cm = 0,264 cm

_<

0,648cm …..OK b. Kontrol terhadap momen lentur yang

terjadi (σ) :

terjadi =

<

= 1309326

_<

1333 kg/cm2

= 1136

<

1333 kg/cm2_….._OK

c. Kontrol terhadap tegangan geser yang terjadi (

τ

)

Dmax = ( ½ x qtotx L) + (½ x P)

= (½ x 1,7676 kg/cm x 324 cm) + (½ x 15000 kg)

(11)

= 286.35 kg + 7500 kg = 7786,35 kg

Aweb = Aprofil– Aflens

= 97,1 – (2 x (14,3 x 1,95)) = 97.1 – 55.77 = 41.33 cm2 τ_terjadi=

_<

0,58 x = 7786,35 ,

<

0,58 x 1333 kg/cm2 = 188.39

<

773,14 kg/cm2_……OK

Secara visual kondisi seluruh rasuk memanjang jembatan KA no 36 masih dalam keadaan baik hanya saja ada beberapa bagian yang berkarat ringan karena cat yang sudah mulai menipis seperti yang terlihat pada gambar berikut :

Gambar 4.9 Rasuk Memanjang Kanan

Gambar 4.10 Rasuk Memanjang Kiri

4.1.2. Analisa Rasuk melintang

1. Perhitungan beban, gaya geser dan momen lentur pada rasuk melintang a. Akibat beban beban mati

 Beban akibat berat sendiri Berat profil baja q = 167 kg / m.

Beban terpusat dari rasuk memanjang Berat rel, bantalan & rasuk memanjang = 3.24 x 353,52 = 1145,40 kg

Gambar 4.11 Reaksi Tumpuan Rasuk Melintang Akibat Beban Mati Reaksi tumpuan akibat beban mati (RDL) :

R LL = (½ x PDLtot(P1 + P2) + ( ½ x qDLx L)

= (½ x (1145,40 + 1145,40) kg + (½ x 167 kg/m x 3,4 m)

= 1145,40 kg + 283,9 kg = 1429,30 kg

Gaya geser maximum akibat beban mati (Dmax DL) : Dmax LL = (½ x PDLtot(P1 + P2) + ( ½ x qDLx L) = (½ x (1145,40 + 1145,40) kg + (½ x 167 kg/m x 3,4 m) = 1145,40 kg + 283,9 kg = 1429,30 kg

Momen maksimum akibat beban mati (Mmax DL) : Mmax DL = (1/4 x PDLtot(P1 + P2) x L) + (1/8 x qDLx L2) Rasuk memanjang kanan Rasuk memanjang kiri

(12)

=(1/4 x (1145,40+1145,40)kg x 3.4 m) + (1/8 x 167 kg/m x (3,4 m)2₎

= 1947,19 kg.m + 241,31 kg.m = 2188,50 kgm

2. Akibat beban hidup

PLL= 2 xReaksi perletakan rasuk memanjang

PLL= 2 x 7500 = 15000 kg

Gambar 4.12 Reaksi Tumpuan Rasuk Melintang Akibat Beban Hidup

Reaksi tumpuan akibat beban hidup (RLL) : R LL = (½ x 2PLL)

= (½ x (2 x 15000 kg)) = 15000 kg

Dmax LL = (½ x 2PLL)

= (½ x (2 x 15000 kg)) = 15000 kg

Mmax LL = (1/4 x 2PLLx L)

= (1/4 x (2 x 15000 kg) x 3.4 m) = 25500 kg.m

Reaksi tumpuan total rasuk melintang : R tot = R DL + R LL

= 1429,30 kg + 15000 kg = 16429,30 kg

Gaya geser total pada rasuk melintang : Dtot = D DL + D LL

= 1429,30 kg + 15000 kg = 16429,30 kg

Momen total pada rasuk melintang : Mtot = M DL + M LL

= 2188,50 kg.m + 25500 kg.m = 27688,50 kg.m

2) Pendimensian Profil rasuk melintang Mtot =27688,50 kgm = 2768850,32 kgcm Bj 33 = 1333 kg/cm2 Wx = σ

=

2768850,32

₌

2077,16 cm3

Rusuk melintang pada jembatan kereta api no 36 ini menggunakan profil gabungan besi plate dan besi siku dengan ukuran 200.550.19.30, dengan karakteristik penampang sebagai berikut:

h = 550 mm Ix = 99180 cm4 b = 200 mm Iy = 3490 cm4 t1 = 19 mm ix = 21,6 cm t2 = 30 mm iy = 4,02 cm F = 213 cm2 Wx = 3610 cm3 q = 167 kg/m Wy = 349 cm3

Lendutan = <  izin

(13)

= _{( ,}. ₎ +

(( , ) ( ))

( , ) < = 0,001 + 0,129

_<

0,648 cm = 0,131 cm

_<

0,648 cm ………OK d. Kontrol terhadap momen lentur yang terjadi

(

σ

) :

terjadi =

<

= 2768850,32

<

1333 kg/cm2

= 766,99

_<

1333 kg/cm2…..…OK e. Kontrol terhadap tegangan geser yang

terjadi (

τ

₎ Dmax = ( ½ x q x L) + (½ x Ptot) = (½ x 1,67 kg/cm x 340 cm) + ½ x ((2x1429.30) + 2x15000 kg)) = 283.9 kg + 16429.30 kg = 16713,20 kg

= 213 – (2 x (20,0 x 3,0)) = 213 – 120 = 93 cm2 τ_terjadi=

_<

0,58 x = 16713,20

<

0,58 x 1333 kg/cm2 = 179,71

_<

773,14 kg/cm2……OK Secara visual kondisi flens dan badan seluruh rasuk melintang jembatan KA no 36 keropos, berlobang dan berkarat seperti yang terlihat pada gambar.

Gambar 4.13 Kondisi Rasuk Melintang Sekarang

Jadi bisa diasumsikan seluruh rasuk memanjang tidak mampu menahan beban yang bekerja pada masing-masing tumpuan.

Rasuk melintang berlobang

Rasuk melintang berlobang & keropos

Rasuk melintang berlobang, keropos dan berkarat

(14)

4.1.3. Analisa Rasuk Utama

2. Perhitungan beban, gaya geser dan momen lentur pada rasuk Utama

a. Akibat beban mati

Rasuk utama terdiri dari gabungan besi siku dan besi plat yang membentuk profil I dengan dimensi 1100 x 240 x 10 x10

Beban akibat berat sendiri Berat profil baja I

Berat besi siku uk. 80x120x10 = 4 x 15,0 kg / m = 60 kg/m Berat besi plate tebal 10 = (1.1 x 1) x 78.6 kg / m = 86.46 kg/m

Jumlah q = 146,46 kg/m  Beban terpusat dari rasuk melintang berat rel, bantalan, rasuk memanjang dan rasuk melintang pada masing - masing tumpuan rasuk melintang = 1429.30 kg

Gambar 4.14 Reaksi Tumpuan Rasuk Utama Akibat Beban Mati

Reaksi tumpuan akibat beban mati (RDL) : R DL = (½ x 5PDL) + ( ½ x qDLx L)

= (½ x (5 x 1429.30 kg) + (½ x 146,46 kg/m x 13,5 m)

= 3573,26 kg + 988,61 kg = 4561.87 kg

Gaya geser maximum akibat beban mati (Dmax DL) : Dmax LL = (½ x 5PDL) + ( ½ x qDLx L) = (½ x (5 x 1429.30 kg) + (½ x 146,46 kg/m x 13,5 m) = 3573,26 kg + 988,61 kg = 4561.87 kg

Momen maksimum akibat beban mati (Mmax DL) : Mmax DL = (1/4 x 5PDLx L) + (1/8 x qDLx L2) =(1/4 x (5 x 1429.30 kg) x 13.5 m) + (1/8 x 146,46 kg/m x (13,5 m)2₎ = 24119,52 kg.m + 3336,54 kg.m = 27456,06 kgm

2. Akibat beban hidup

PLL= Reaksi perletakan rasuk melintang

PLL= 15000 kg

Gambar 4.15 Reaksi Tumpuan Rasuk Utama Akibat Beban Hidup

= (½ x (5 x 15000 kg)) = 37500 kg

= (1/4 x (5 x 15000 kg) x 13.5 m) = 253125 kg.m

Reaksi tumpuan total rasuk utama : R tot = R DL + R LL

= 4561,87 kg + 37500 kg = 42061,87 kg

(15)

Gaya geser total pada rasuk utama : Dtot = D DL + D LL

= 4561,87 kg + 37500 kg = 42061,87 kg

Momen total pada rasuk utama : Mtot = M DL + M LL

= 27456,06 kg.m + 253125 kg.m = 280581,06 kg.m

2) Pendimensian Profil rasuk utama : Mtot =280581,06 kgm = 28058106,04 kgcm

Bj 33 = 1333 kg/cm2

Wx = _σ

=

28058106,04

=

21048,84 cm3

Rusuk utama pada jembatan kereta api no 36 ini menggunakan profil gabungan besi plate dan besi siku dengan ukuran 240.1100.10.10, dengan karakteristik penampang sebagai berikut:

h = 1100 mm F = 186.4 cm2

b = 240 mm q = 146,46 kg/m t1 = 10 mm Ix = 3336777 cm4

t2 = 10 mm Wx = 29531 cm3

+

<

=

. ( , ) + ( , ) ( , ) < = 0,009 + 0,601

_<

2,700 cm = 0,610 cm

_<

2,700 cm ………OK

f. Kontrol terhadap momen lentur yang terjadi (

σ

) :

terjadi =

<

= 28058106,04

<

1333 kg/cm2

= 950,12

<

1333 kg/cm2……OK g. Kontrol terhadap tegangan geser yang

terjadi (

τ

₎ Dmax = ( ½ x q x L) + (½ x Ptot) = (½ x 1,46 kg/cm x 1350 cm) + (½ x 5(1429.30 + 15000 kg)) = 988.61 kg + 41073,26 kg = 42061,87 kg

= 186.4 – (2 x (25,0 x 1,0)) = 186.4 – 50 = 136.4 cm2 τ_terjadi=

_<

0,58 x = 42061,87 .

<

0,58 x 1333 kg/cm 2 = 308,37

<

773,14 kg/cm2_……OK

Secara visual kondisi rasuk utama jembatan KA no 36 mengalami keropos dan berkarat pada flens dan badan rasuk seperti yang terlihat pada gambar :

Flens rasuk utama sudah hilang karena

(16)

Gambar 4.16 Kondisi Rasuk Utama Sekarang

Gambar 4.17 Kondisi Rasuk Utama Sekarang

4.2. Perencanaan Perkuatan Jembatan KA no. 36.

Dari analisa jembatan diatas penulis berpendapat bahwa rasuk melintang dari jembatan lama tidak mampu menahan beban KA sesuai desain dan kecepatan ka yang diijinkan, hanya rasuk memanjang jembatan lama yang masih bisa dipergunakan. Oleh sebab itu penulis merencanakan perkuatan jembatan KA tersebut dengan memasang jembatan darurat untuk sementara waktu agar dapat dilalui KA dalam waktu dekat

ini.Konstruksi jembatan darurat ini penulis rencanakan dengan memasang rasuk memanjang jembatan darurat tepat dibawah rasuk memanjang jembatan lama. Antara rasuk memanjang jembatan lama dengan rasuk memanjang jembatan darurat dipasangi bantalan stapling dengan tebal 13 cm, lebar 22 cm, dan panjang 200 cm, karena antara kedua rasuk terhalang oleh rasuk melintang jembatan lama sebesar 10 cm. jenis kayu yang dipergunakan kayu kualitas tingkat 1 dengan sifat teknis sebagai berikut :

 Kekuatan lentur : 1000 kg/cm2  Kekuatan Tekan : 750 kg/cm2  Berat Jenis : 0.9 ton/cm3 Jadi beban dari rasuk memanjang jembatan lama akan menumpu bantalan stapling dan dari bantalan stapling akan langsung diteruskan ke rasuk memanjang jembatan darurat.

Gambar 4.18 Posisi Penempatan Rasuk memanjang Jembatan Darurat

Rasuk memanjang jembatan darurat akan disangga 3 rasuk melintang, dengan jarak antara rasuk melintang (bentang) 5 meter. Jembatan Darurat ini direncanakan menggunakan jenis baja BJ 37 dengan sifat mekanis sebagai berikut :

Flens rasuk utama keropos

(17)

Tegangan luluh baja



_l = 240 Mpa = 2400 kg/cm2

Tegangan ijin bajaσ_ijin= 370 Mpa = 3700 kg/cm2

1. Perhitungan beban, gaya geser dan momen lentur pada rasuk memanjang jembatan darurat.

Akibat Beban Mati

Rasuk memanjang jembatan darurat direncanakan menggunakan baja profil DIN 55 dengan Ukuran 550 x 300 x 16 x 30.

 Beban akibat berat sendiri Berat rasuk utama jembatan lama q = 146,46 kg/m

Berat rasuk memanjang jemb. darurat q = 207 kg/m

 Beban terpusat dari rasuk melintang jembatan lama.

Berat rel, bantalan, rasuk memanjang dan rasuk melintang pada masing -masing tumpuan rasuk melintang = 1429.30 kg

Gambar 4.19 Reaksi Tumpuan Rasuk Memanjang Jembatan Darurat Akibat

Beban Mati .

Reaksi tumpuan akibat beban mati (R DL) : R DL = (½ x 2PDL) + ( ½ x qDLx L) + ( ½ x qDLx L) = (½ x (2 x 1429.30 kg) + (½ x 146,46 kg/m x 6.75 m) + (½ x 182 kg/m x 5 m) = 1429,3 kg + 494,3 kg + 455 kg = 2378,61 kg

Gaya geser maximum akibat beban mati (Dmax DL) : Dmax DL = (½ x 2PDL) + ( ½ x qDLx L) + ( ½ x qDLx L) = (½ x (2 x 1429.30 kg) + (½ x 146,46 kg/m x 6.75 m) + (½ x 182 kg/m x 5 m) = 1429,3 kg + 494,3 kg + 455 kg = 2378,61 kg

Momen maksimum akibat beban mati (Mmax DL) : Mmax DL = (1/4 x 2PDLx L) + (1/8 x qDLx L2_{) + (1/8 x q} DLx L2) =(1/4 x (2 x 1429.30 kg) x 6.75 m) + (1/8 x 146,46 kg/m x (6.75 m)2₎ +(1/8 x 182 kg/m x (5 m)2₎ = 4823.9 kg.m + 834.14 kg.m + 455 kg.m = 6304.91 kgm Akibat beban hidup

PLL= 2 x Reaksi perletakan rasuk

memanjang jembatan lama PLL= 2 x 7500 kg

(18)

Gambar 4.20 Reaksi Tumpuan Rasuk Memanjang Jembatan Darurat Akibat Beban Hidup

= (½ x (2 x 15000 kg)) = 15000 kg

= (1/4 x (2 x 15000 kg) x 5 m) = 37500 kg.m

 Beban kejut

Pengaruh momen dan gaya lintang harus diperhitungkan dengan koefisien kejut fk, karena rasuk memanjang jembatan lama ditumpu langsung oleh rasuk memanjang jembatan darurat.

Beban kejut = faktor kejut x beban rata-rata kereta api.

fk = 0,25+₍ , . ._{). .} dengan :

fk = faktor kejut

k = koef. yang dipengaruhi oleh macam dan konstruksi jembatan, dalam hal ini diambil sebesar 1,5

v = batas kecepatan max kendaraan rel (km/jam)

L = bentang jembatan (m)

U = beban hidup rata-rata (ton/m)

D = diameter roda kendaraan rel, diambil 900 mm

U =

M= Mmax beban hidup

U = = 12000 kg/m = 12,000 ton/m fk = 0,25 +₍, ₎ , _, = 0.25

Beban kejut :

Q = U * fk = 12000 x 0,25 = 3040,76 kg/m

Gambar 4.21 Reaksi Tumpuan Rasuk Memanjang Jembatan Darurat Akibat Beban Kejut

Reaksi tumpuan akibat beban Kejut : R = ½ x Q x L

= ½ x 3040,76 kg/m x 5 m = 7601.89 kg

Gaya geser maximum akibat beban kejut : Dmax = ½ x Q x L

= ½ x 3040,76 kg/m x 5 m = 7601.89 kg

Momen maksimum akibat beban kejut : Mmax = (1/8 x qSLx L2)

(19)

= (1/8 x 3040,76 kg/m x (5 m)2₎

= 9502,37 kgm  Beban Tumbuk

Gaya tumbukan yang diakibatkan lokomotif dihitung hanya untuk roda terdepan pada tiap-tiap lokomotif. Untuk beban satu gandar lokomotif BB 204 (P) = 15 ton, maka gaya tumbukan :

= 10 =1500010 = 1500 Hitungan momen :

ΣMA = 0

1500 kg . 1,05 m = Q . 1,14 Q = 1381,58 kg

Gambar 4.22. Potongan melintang Beban Q merupakan kopel gaya, yang diperhitungkan dalam perencanaan adalah beban q kearah bawah.

Gambar 4.21 Reaksi Tumpuan Rasuk Memanjang Jembatan Darurat Akibat Beban

Tumbuk

Reaksi tumpuan akibat beban Tumbuk : R = ½ x Q

= ½ x 1381,58 kg = 690,79 kg

Gaya geser maximum akibat beban tumbuk :

Dmax = ½ x Q

= ½ x 1381,58 kg = 690,79 kg

Momen maksimum akibat beban Tumbuk) :

Mmax = 1/4 x Q x L

= 1/4 x 1381,58 kg x 5 m) = 1726,97 kg.m

 Gaya Traksi

Rangkaian beban lokomotif BB 204 yang masuk pada gelagar memanjang maksimum 2 gandar dengan masing-masing gandar 15 ton.

Gambar 4.24. Pembebanan Lok BB 204 Beban gandar = 2 x 15000 kg = 30000 kg

Pengaruh traksi = 25 % x 30000 kg = 7500 kg

Gaya traksi per gelagar memanjang = . 7500 kg = 3750 kg

(20)

Gambar 4.25 Cara Kerja Gaya Traksi Reaksi tumpuan akibat Gaya Traksi :

R = ½ x Ptr = ½ x 3750 kg = 1875 kg

Gaya geser maximum akibat gaya Traksi : Dmax = ½ x Ptr

= ½ x 3750 kg = 1875 kg

Momen maksimum akibat gaya Traksi : Mmax = 1/4 x Ptr x L

= 1/4 x 3750 kg x 5 m = 4687,5 kg.m

 Gaya Rem

Beban maksimum yang masuk pada jembatan:

Berat lokomotif = 2 x 15 = 30 ton = 30000kg Berat gerbong = 46.5 ton = 46500 kg

Gaya rem (Rm) = +

= 30000 + 46500 = 9650 kg

Gaya rem per gelagar memanjang = 9650 = 4825

Gaya rem dan gaya traksi tidak akan bekerja bersama-sama. Gaya rem (4825 kg) > Gaya traksi (3750 kg). Untuk selanjutnya yang diperhitungkan hanya gaya rem.

Reaksi tumpuan akibat Gaya Rem : R = ½ x PRM

= ½ x 4825 kg = 2412.5 kg

Gaya geser maximum akibat gaya rem : Dmax = ½ x PRM

= ½ x 4825 kg = 2412.5 kg

Momen maksimum akibat gaya rem : Mmax = 1/4 x Ptr x L

= 1/4 x 4825 kg x 5 m = 6031,25 kg.m  Beban Angin.

Pasal ini tidak berlaku untuk jembatan yang besar atau penting seperti yang ditentukan oleh lnstansi yang berwenang. Jembatan-jembatan yang demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk respon dinamis jembatan.

Gaya nominal ultimit dan gaya layan jembatan akibat angin tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut :

TEW= 0,0006 CW( Vw)2Ab [ kN ]

Dengan pengertian:

Vw adalah kecepatan angin rencana (m/s)

untuk keadaan batas yang ditinjau Cw adalah koefisien seret – lihat Tabel Cw

Ab adalah luas koefisien bagian

(21)

Kecepatan angin rencana harus diambil seperti yang diberikan dalam Tabel Vw.

Tabel 4.1. Koefisien seret Cw

Tipe Jembatan Cw b/d = 1.0 b/d = 2.0 b/d > 6.0 2.1 1.5 1.25 Bangunan atas rangka 1.2 Catt ;

b = Lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d = Tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Tabel 4.2. kecepatan angin rencana Vw

Keadaan Batas Lokasi Sampai 5 km dari pantai > 5 km dari pantai Daya Layan 30 m/s 25 m/s Ultimit 35 m/s 30 m/s

Lokasi jembatan kurang dari 5 km dari pantai Vw = 35 m/s  Koefisien Seret b = 3.41 m d = 1.5 m b/d = 3.41/1.5 = 2.2 Cw =1.5 Ab= 7.4 m2+ 3 m2 = 10.4 m2 TEW = 0,0006 CW( Vw)2Ab = 0.0006 x 1.5 (35 m/s)2_{10.4 m}2 = 11,466 kN = 1146,6 kg

Gaya rem per gelagar memanjang = 1

2 1146.6 = 573.3

Reaksi tumpuan akibat beban angin: R = ½ x TEW

= ½ x 573.3 kg = 286.65 kg

Gaya geser maximum akibat beban angin : Dmax = ½ x TEW

= ½ x 573.3 kg = 286.65 kg

Momen maksimum akibat beban angin : Mmax = 1/4 x TEWx L

= 1/4 x 573.3 kg x 5 m = 716.63 kg.m

Tabel 4.3 Gaya Dalam Akibat Beban Pada Gelagar Memanjang Beban R (kg) D (kg) M (kgm) Mati (M) 2378,61 2378,61 6226,79 Hidup (H) 15000 15000 37500 Kejut (Fk) 7601.89 7601.89 9502,37 Tumbuk (Tu) 690,79 690,79 1726,97 Angin (A) 286.65 286.65 716.63 Rem (Rm) 2412.5 2412.5 6031.25

Kontrol Tegangan Yang Terjadi Tabel 4.4 Kombinasi Beban Pada Gelagar

Memanjang Kombinasi Beban Dx (kg) Mx (kgm) Kombinasi I M+H+Fk 24980,5 53229,16 Kombinasi II M+H+Fk +Tu+A 25957,94 55672,76

(22)

Kombinasi III M+H+Fk +Tu+Tr m+A 28370,44 61704,01

2) Pendimensian Profil rasuk memanjang Mtot =61704,01kgm =617040,53kgcm Bj 37 = 3700 kg/cm2 Wx = σ

=

617040,53

=

1667,68cm3

Profil yang digunakan pada rasuk memanjang jembatan darurat, Jembatan KA no 36 Alang laweh adalah baja profil DIN 45 dengan ukuran 450 x 300 x 15 x 28 : h = 450 mm Ix = 84220 cm4 b = 300 mm Iy = 12620 cm4 t1 = 15 mm ix = 19,1 cm t2 = 28 mm iy = 7,4 cm F = 232 cm2 Wx = 3740 cm3 q = 182 kg/m Wy = 841 cm3

Kontrol terhadap bahan dan tegangan a. _{Kontrol terhadap lendutan (}δ ₎

+

<

= ( , _{( ,}, ₎, ) + ( ( , ) , . ) ( , ) < = 0,155 + 0,584

_<

1.000 cm = 0.739 cm

<

1,000 cm ……OK

2. Kontrol terhadap momen lentur yang terjadi (

σ

) : terjadi =

<

= 6170400,53 3740

<

3700 kg/cm 2 =1649,84

_<

3700 kg/cm2_{... OK}

3. Kontrol terhadap tegangan geser yang terjadi (

τ

)

Dmax = ( ½ x qtotx L) + (½ x Ptot)

= (½ x (1,46 + 2,07 + 30,41) kg/cm x 500 cm) + ½ x ((2x1429,30) + (2 15000) + 1381,58 + 4825 + 573.3) = 8423.04 kg + 19819.24 kg = 28242.29 kg

= 232 – (2 x (30,0 x 2.8)) = 232 – 168 = 64 cm2 τ_terjadi =

_<

0,58 x = 28242.29

<

0,58 x 3700 kg/cm2 = 441.29

<

2146 kg/cm2_………OK

2. Perhitungan beban, gaya geser dan momen lentur pada rasuk melintang jembatan darurat.

 Akibat Beban Mati

Rasuk melintang jembatan darurat direncanakan dengan bentang 5 meter, dan

(23)

akan menumpu pada konstruksi penyangga. Rasuk melintang menggunakan baja profil DIN 55 dengan Ukuran 550 x 300 x 17 x 32 :

 Beban akibat berat sendiri Berat profil baja q = 207 kg / m.

 Beban terpusat dari rasuk memanjang jembatan darurat = 2378.61 kg

Gambar 4.26 Reaksi Tumpuan Rasuk Melintang Jembatan Darurat Akibat Beban Mati

Reaksi tumpuan akibat beban mati (R DL) : R DL = (½ x 2PDL) + ( ½ x qDLx L)

= (½ x (2 x 2378.61 kg) + (½ x 207 kg/m x 5 m)

= 2378,61 kg + 517,50 kg = 2896,11 kg

Gaya geser maximum akibat beban mati (Dmax DL) : Dmax DL = (½ x 2PDL) + ( ½ x qDLx L) = (½ x (2 x 2378.61 kg) + (½ x 207 kg/m x 5 m) = 2378,61 kg + 517,50 kg = 2896,11 kg

Momen maksimum akibat beban mati (Mmax DL) : Mmax DL =(1/4 x 2PDLx L) + (1/8 x qDLx L2) =(1/4 x (2 x 2378,61kg) x 5 m) + (1/8 x 207 kg/m x (5 m)2₎ = 5946,52 kg.m + 646,88 kg.m = 6593,39 kgm

 Akibat beban hidup

PLL= 2 x Reaksi perletakan rasuk

memanjang jembatan Darurat PLL= 2 x 7500 kg

PLL= 15000 kg

Gambar 4.26 Reaksi Tumpuan Rasuk Melintang Jembatan Darurat Akibat Beban Hidup

= (½ x (2 x 15000 kg)) = 15000 kg

= (1/4 x (2 x 15000 kg) x 5 m) = 37500 kg.m

(24)

 Akibat pengaruh kejut (Fk)

P = 2 x Reaksi perletakan gelagar memanjang

P = 2 x 7601,89 = 15203,79 kg

Gambar 4.28 Reaksi Tumpuan Rasuk Melintang Jembatan Darurat Akibat Beban Kejut.

Reaksi tumpuan akibat beban kejut : R = (½ x 2P)

= (½ x (2 x 15203,79 kg)) = 15203,79 kg

Gaya geser maximum akibat beban kejut) : Dmax = (½ x 2P)

= (½ x (2 x 15203,79 kg)) = 15203,79 kg

Momen maksimum akibat beban kejut) : Mmax = (1/4 x 2P x L)

= (1/4 x (2 x 15203,79 kg) x 5 m) = 38009,47 kg.m

 Beban Tumbuk (Tu)

P = 2 x 690.79 = 1381,58 kg

Gambar 4.29 Reaksi Tumpuan Rasuk Melintang Jembatan Darurat Akibat Beban Tumbuk.

Reaksi tumpuan akibat beban tumbuk : R = (½ x 2P)

= (½ x (2 x 1381,58 kg)) = 1381,58 kg

Gaya geser maximum akibat beban tumbuk :

Dmax = (½ x 2P)

= (½ x (2 x 1381,58 kg)) = 1381,58 kg

Momen maksimum akibat beban tumbuk) : Mmax = (1/4 x 2P x L)

= (1/4 x (2 x 1381,58 kg) x 5 m) = 3453,95 kg.m

 Gaya Traksi

(25)

Gambar 4.30 Reaksi Tumpuan Rasuk Melintang Jembatan Darurat Akibat Gaya Traksi.

Reaksi tumpuan akibat gaya traksi : R = (½ x 2P)

= (½ x (2 x 3750 kg)) = 3750 kg

Gaya geser maximum akibat gaya traksi: Dmax = (½ x 2P)

= (½ x (2 x 3750 kg)) = 3750 kg

Momen maksimum akibat gaya traksi) : Mmax = (1/4 x 2P x L)

= (1/4 x (2 x 3750 kg) x 5 m) = 9375 kg.m

 Gaya Rem

P = 2 x 2412.5 = 4825 kg

Gambar 4.32 Reaksi Tumpuan Rasuk Melintang Jembatan Darurat Akibat Gaya Rem..

Reaksi tumpuan akibat gaya rem : R = (½ x 2P)

= (½ x (2 x 4825 kg)) = 4825 kg

Gaya geser maximum akibat gaya rem: Dmax = (½ x 2P)

= (½ x (2 x 4825 kg)) = 4825 kg

Momen maksimum akibat gaya rem) : Mmax = (1/4 x 2P x L)

= (1/4 x (2 x 4825 kg) x 5 m) = 12062.5 kg.m

Gaya rem dan gaya traksi tidak akan bekerja bersama-sama. Gaya rem (4825 kg) > Gaya traksi (3750 kg). Untuk selanjutnya yang diperhitungkan hanya gaya rem.

 Beban Angin

P = 2 x 286.65 = 573.3 kg Reaksi tumpuan akibat beban angin : R = (½ x 2P)

= (½ x (2 x 573.3 kg)) = 573.3 kg

Gaya geser maximum akibat beban angin: Dmax = (½ x 2P)

= (½ x (2 x 573.3 kg)) = 573.3 kg

Momen maksimum akibat beban angin) : Mmax = (1/4 x 2P x L)

= (1/4 x (2 x 573.3 kg) x 5 m) = 1433.25 kg.m

Tabel 4.5 Gaya Dalam Akibat Beban Pada Gelagar Melintang Beban R (kg) x (kg) M (kgm) Mati (M) 2896,11 2896,11 6593,39 Hidup (H) 15000 15000 37500

(26)

Kejut (Fk) 15203,79 15203,79 38009,47

Tumbuk (Tu) 1381,58 1381,58 3453,95

Angin (A) 573.3 573.3 1433,25

Rem (Rm) 4825 4825 12062,5

Kontrol Tegangan Yang Terjadi Tabel 4.6.Kombinasi Beban Pada Gelagar

Melintang Kombinasi Beban Dx (kg) Mx (kgm) Kombinasi I M+H+Fk 33099,89 82102,86 Kombinasi II M+H+Fk +Tu+A 35054,77 1433,25 Kombinasi III M+H+Fk +Tu+Tr m+A 39879.77 99052,56

2) Pendimensian Profil rasuk melintang Mtot =99052,56kgm =9905256,03kgcm Bj 37 = 3700 kg/cm2 Wx = σ

=

9905256,03

=

2677,1 cm3 Profil yang digunakan pada rasuk melintaang jembatan darurat, Jembatan KA no 36 Alang laweh adalah baja profil DIN 55 dengan ukuran 550 x 300 x 16 x 30 : h = 550 mm Ix = 140300 cm4 b = 300 mm Iy = 13530 cm4 t1 = 16 mm ix = 23.1 cm t2 = 30 mm iy = 7,2 cm F = 263 cm2 Wx = 5100 cm3 q = 207 kg/m Wy = 902 cm3

Kontrol terhadap bahan dan tegangan a. _{Kontrol terhadap lendutan (}δ ₎

Lendutan = <  izin max = + < = _{( ,} , ₎ + ( ( , , , , ) ( , ) < = 0,006 + 0,696

_<

1.200 cm = 0.702 cm

_<

1,000 cm ………OK b. Kontrol terhadap momen lentur yang

terjadi (

σ

) :

terjadi =

<

= 9905256,03

<

3700 kg/cm2

= 1942.21

_<

3700 kg/cm2_{….. OK}

c. Kontrol terhadap tegangan geser yang terjadi (

τ

)

Dmax = ( ½ x qtotx L) + (½ x Ptot)

=(½ x 2.07 kg/cm x 500 cm) + (½ x 2

(2378,61 + 15000 + 15203,79 +

1381,58 + 4825 + 573,3kg)

= 517,5 kg + 39362,27 kg = 39879,77 kg

= 263 – (2 x (30,0 x 3.0)) = 263 – 180 = 83 cm2 τterjadi=

<

0,58 x = 39879,77

_<

0,58 x 3700 kg/cm2 = 480.48

<

2146 kg/cm2_………OK

(27)

4.3 Sambungan Gelagar Melintang dan Gelagar Memanjang

Untuk penyambungan antara rasuk melintang dan memanjang jembatan darurat direncanakan menggunakan baut φ 2,54 cm. karena rasuk memanjang tidak terputus dan posisinya ditumpu langsung rasuk melintang jembatan darurat jadi baut sambung tidak menahan gaya vertikal hanya berfungsi sebagai pengikat agar tidak terjadi pergeseran posisi dari rasuk memanjang. Masing-masing titik dipasang 4 Baut sambung :

 Jarak antar baut : 3 d < a < 6 d 60 d < a < 120 a diambil jarak 120

 Jarak baut ke tepi sambungan : c > 2d

c > 50

S1diambil jarak 50

Jenis baut yang digunakan Baut Pass yaitu baut dari baja mutu tinggi ( St-42 ) yang biasa dipakai untuk konstruksi berat atau beban bertukar seperti jembatan jalan raya, diameter lubang dan diameter batang baut relatif pass yaitu kelonggaran0,1 mm.

4.4. Perhitungan perletakan

Secara perhitungan telah didapatkan dimensi dari rasuk melintang dan memanjang dari jembatan darurat. Sesuai dengan data dilapangan, jarak terdalam antara dasar sungai dengan tapak rasuk melintang

jembatan darurat ± 2.8 m seperti yang terlihat pada gambar

. Gambar 4.32 Kedalaman Dasar Sungai Dari data tersebut penulis merencanakan/menggambarkan konstruksi penyangga untuk rasuk melintang jembatan darurat. Menggunakan material konstruksi darurat yang ada, penulis merencanakan rasuk melintang akan disangga oleh 2 unit konstruksi penyangga. Penyangga tersebut secara berurutan dari atas ke bawah terdiri dari :

 Bantalan stapling.  Perancah tipe II.  Perancah tipe I dan  Gambangan.  Gambangan

konstruksi landasan yang digunakan untuk mendukung penyangga darurat terdiri dari bantalan kayu uk. 200 x 22 x 13 cm yang disusun berjajar dan rata dengan permukaan tanah

tegangan tanah ijin ditetapkan = 0,5 kg/cm2 beban:

- Beban Primer : 32582,4 kg - Beban Sekunder : 6779.88 kg - Berat penyangga : 986.00 kg

(28)

Rincian berat penyangga :

 Bantalan Stapling

Ukuran bantalan stapling : Tebal 22 cm,

lebar 13 dan Panjang 200 cm

Ukuran kepala perancah 134 x 134 cm Jadi,

134 cm / 13 cm = 10 btg x 39 kg = 390 kg  Perancah tipe II per unit = 352 kg

 Perancah tipe I per unit = 244 kg Jumlah = 986 kg Luas gambangan: a = p / σ ijin = 40348,28 kg/ 0,5 kg/cm2 = 80696 cm2 Jumlah bantalan: = 80696/(200x22) = 80696/ 4400 = 18 batang Panjang gambangan = 18 x 22 = 396 cm Maka ukuran gambangan = 3.96 x 2.00 meter

Gambar 4.33 Dimensi Gambangan  Perancah Baja/Temporary Scaffolding

Perancah baja yang dipergunakan untuk menyangga rasuk melintang jembatan darurat 1 adalah Perancah tipe I karena jarak

antara tapak bawah rasuk melintang jembatan darurat dengan dasar permukaan sungai yang keras ± 1.26 m.

Untuk menyangga rasuk melintang jembatan darurat 2 dan 3 adalah Perancah tipe I dan II karena jarak antara tapak bawah rasuk melintang jembatan darurat dengan dasar permukaan sungai yang keras ± 3.26 m perancah baja hanya mampu menahan beban secara vertical hingga 125 ton/1 unit perancah (Konsrtruksi Darurat : 2012, BPTP bekasi). Sehingga Perancah baja sangat mampu untuk menahan beban dari jembatan darurat karena beban pada masing – masing tumpuan sebesar 39362,28 kg

 Stapling Bantalan

Jenis kayu yang dipergunakan untuk bantalan stapling adalah kayu kualitas tingkat satu, berbentuk balok dengan tebal 22 cm, lebar 13 cm dan panjang 150 cm, menyesuaikan luas permukaan dari satu unit perancah baja. Bantalan stapling tersebut disusun secara sejajar dan dirapatkan.

Untuk mengokohkan konstruksi jembatan terhadap gaya – gaya yang bekerja terhadap jembatan, antara satu unit penyanggaan dengan peyangga lain diberi pertambatan angin/salempang dan water pass yang terbuat dari rel R.25.

(29)

Gambar 4.34. Potongan memanjang Perkuatan jembatan no 36

Gambar 4.35 Tampak atas Perkuatan jembatan no 36

Gambar 4.36. Potongan Melintang Perkuatan jembatan no 36

V. Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa yang dilakukan terhadap jembatan yang diperkuat, dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut :

1. Rasuk mamanjang jembatan lama secara analisa maupun realita di lapangan penampangnya masih kompak dan dapat dipergunakan.

2. Rasuk melintang jembatan lama secara analisa penampangya harus diganti dengan material yang baru.

3. Rasuk Utama jembatan lama secara analisa penampangya dapat digunakan

apabila kerusakan berupa lobang-lobang dan bagian yang keropos diperbaiki. 4. Dari realita dilapangan hanya rasuk

memanjang yang masih bisa dipergunakan, sedangkan untuk rasuk melintang tidak bisa meneruskan gaya-gaya dari rasuk memanjang. Oleh sebab itu perlu perkuatan jembatan agar dapat dilalui KA dengan membuat jembatan darurat dan penyanggaannya.

5. Untuk dapat digunakan perlu dipasang rasuk memanjang jembatan darurat tepat dibawah rasuk memanjang jembatan lama sehingga gaya-gaya dari rasuk memanjang jembatan lama langsung diteruskan ke rasuk memanjang jembatan darurat. Untuk jembatan darurat dipilih bahannya baja BJ 37 dan secara teoritis didapatkan legger yang digunakan untuk rasuk memanjang jembatan darurat adalah jenis legger DIN 45 dimensi 450 x 300 x 15 x 28 mm dengan panjang bentang 5 m dan untuk rasuk melintang jembatan darurat adalah jenis legger DIN 40 dimensi 550 x 300 x 16 x 30 mm dengan panjang bentang 5 m

6. Untuk menahan tumpuan rasuk melintang sebesar 39362,28 kg dan menyesuaikan jarak antara jembatan darurat dengan dasar sungai, dipergunakan penyangga yang terdiri dari bantalan stapling dengan ukuran meyesuaikan luas permukaan perancah sebesar 134 cm x134 cm, selanjutnya

(30)

akan ditahan oleh perancah tipe II dan I yang mampu menahan baban sampai 125.000 kg/unit dan gaya beban aken diteruskan ke gambangan. dengan luas 396 cm x 200 cm.

7. Untuk memperkokoh konstruksi jembatan terhadap gaya – gaya yang bekerja terhadap jembatan, antara satu unit penyanggaan dengan peyangga lain diberi pertambatan angin/salempang dan water pass yang terbuat dari rel R.25 5.2 Saran

Untuk setiap perencanaan sebuah pekerjaan konstruksi perkuatan jembatan, haruslah didasari dengan analisa – analisa yang jelas dan bisa dipertanggungjawabkan secara ilmiah/teori. Bukan hanya berdasarkan pengalaman dan perkiraan saja tanpa dan tidak bisa dipertanggungjawabkan secara teori/ekonomis.

DAFTAR PUSTAKA

Agus Setiawan.2008. “Perencanaan Struktur Baja LRFD (Load and Resistance Factor Design) SNI 03-1729-2002”.Semarang

Angry. 2010. Tabel Profil Wide flange berdasarkan metode Load resistant

factor design ( LRFD) Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh November Federal Highway Administration (FHWA), 2001, Load and Resistance Factor Design (LRFD)for Highway Bridge Substructures, Report No.FHWA-HI-98-032, U.S. Department of Transportation.

Kereta Api.2012. Standar Kerusakan dan Proses Inspeksi Bangunan Hikmat.Bandung: Track dan Bridge. Kereta Api. 2007. Pemeriksaan Jembatan

Kereta api.Bandung: Sub Direktorat Jalan Rel dan Jembataan.

Mulyati.2011.”Diktat Kuliah Konstruksi Rangka Baja”.Padang

Surjamanto dan aswin Indraprastha.2012. AR-2221 Struktur, Konstruksi, dan Bahan 2. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Sindur P.Mangkoesoebroto.”Diktat Kuliah Struktur Baja I”.

Tristanto, Lanneke, N. Retno Setiati, dan Redrik Irawan.200. Standar Pembebanan Untuk Jembatan: Puslitbang Prasarana Transportasi. V. Sunggono KH 1984. “Buku Teknik Sipil”