PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA (STUDY KASUS JEMBATAN BAYANG, UJUNG GADING)

(1)

PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA (STUDY

KASUS JEMBATAN BAYANG, UJUNG GADING)

Agus Subandi, Wardi, Taufik

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta, Padang.

E-mail : Agussubandi40@gmail.com, Wardi_ubh@yahoo.co.id, Taufikfik88@rocketmail.com

Abstrak

Dengan semakin meningkatnya pertumbuhan penduduk sehingga menuntut kebutuhan pertumbuhan akan sarana dan prasarana trasportasi yang cukup dan memadai sehingga dapat mengimbangi kebutuhan masyarakat akan sarana trasportasi yang meningkat pula. Alasan dibangunnya jembatan bayang ujung gading yang baru ini dikarenakan jembatan sebelumnya sudah tidak layak untuk dilalui kendaraan lagi sehingga tidak dapat mengimbangi arus lalu-lintas dan kendaraan berat yang akan melewatinya. Dengan dibangunnya jembatan ini diharapkan nantinya arus lalu lintas ke daerah bayang dan ujung gading menjadi lancar. Berdasarkan lebar karateristik sungai maka bentang jembatan didapat selebar 40 m dengan pemasangan gelagar melintang per 5 m. adapun Pemilihan rangka baja pada jembatan ini yakni pada gelagar utama mengunakan profil WF.400.400.13.21, sedangkan untuk gelagar memanjang dan melintang yaitu WF.600.200.11.17 dan WF.700.300.13.24. pada struktur bawah jembatan dimensi abutmen yaitu 9 m x 4 m. Dengan tinggi total abutment yaitu 6,32 m. Sedangkan pada pondasi dipilih pondasi tiang pancang karena dari hasil penyelidikan tanah tanah keras didapat pada kedalaman 20 m.

Kata kunci : Jembatan, Gelagar, Abutmen

BRIDGE DESIGN OF STEEL TRUSS (CASE STUDY OF

BRIDGE BAYANG, UJUNG GADING)

Agus Subandi, Wardi, Taufik

Civil Engineering Department, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University Padang.

E-mail : Agussubandi40@gmail.com, Wardi_ubh@yahoo.co.id, Taufikfik88@rocketmail.com

Abstract

With the increasing growth of population that demands growth needs for facilities and transportation infrastructure are sufficient and adequate to balance the needs of the community will be the means of transportation and the also increase. The reason the construction of the bridge shadows ivory new tip is due before the bridge is not feasible for cars to drive again so it can not compensate for the flow

(2)

of traffic and heavy vehicles which will pass it. With the construction of the bridge is expected later flow of traffic to the shadows and the end of the ivory to be smooth. Based on the characteristics of the river width of the bridge span width of 40 m obtained by mounting transverse girder at 5 m. As for the Selection of a steel frame on this bridge that is on the main girder using profile WF.400.400.13.21, whereas for stringer and cross girder WF.600.200.11.17 and WF.700.300.13.24. the structure of the bridge abutment dimension is 9 m x 4 m. With a total height of the abutments is 6.32 m. While the foundation selected the pile foundation because of the investigation results gained ground hard ground at a depth of 20 m.

Keywords: Bridges, girder, Abutment

PENDAHULUAN

Suatu sistem transportasi yang

memadai akan meningkatkan

kehidupan sosial dan ekonomi

masyarakat. Jaringan jalan

merupakan prasarana utama

transportasi darat yang didalamnya terdapat jembatan. Jembatan adalah struktur bangunan yang digunakan sebagai penghubung lintasan transportasi yang terputus oleh sungai, rawa, selat, danau, saluran, jalan maupun perlintasan lain.

Pembangunan jembatan ini

menghubungkan daerah Sungai Aur dan Ujung Gading Kabupaten

Pasaman Barat, pembangunan

jembatan ini merupakan jembatan baru, dimana sebelumnya merupakan jembatan lama yang sudah tidak layak untuk dilalui kendaraan lagi, sehingga diharapkan nantinya akses

transportasi menuju wilayah ini dapat ditempuh dengan dua jalur dan perekonomian wilayah ini menjadi berkembang.

METODOLOGI

Untuk memperoleh hasil

perhitungan yang dapat

dipertanggung jawabkan, maka penulis melakukan hal-hal sebagai berikut:

a. Tinjauan pustaka atau studi literatur yaitu dari buku-buku yang berkaitan dengan tugas akhir ini.

b. Dokumen perencanaan yang ada.

Pengumpulan data

Pengumpulan data merupakan sarana pokok untuk menemukan penyelesaian suatu masalah secara ilmiah. Dalam pengumpulan data peranan instansi yang terkait sangat diperlukan sebagai pendukung dalam

(3)

memperoleh data-data yang diperlukan.

a. Data Primer

Metode pengumpulan data primer dilakukan sebagai berikut:

 Metode Literatur Mengumpulkan,

mengidentifikasi dan mengolah data tertulis dan metode kerja yang digunakan.

 Metode Observasi

Dengan survey langsung ke lapangan, agar dapat diketahui kondisi real di lapangan sehingga dapat diperoleh gambaran sebagai pertimbangan dalam perencanaan desain struktur

b. Data Sekunder

Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis menggunakan Data Sekunder, yaitu data yang diperoleh dari instansi terkait.

Data yang penulis peroleh berupa: a. Data Tanah

b. Data Pendukung (gambar, dan lain-lain)

Standar Perencanaan

1. Standar Nasional Indonesia (SNI)

T-02-2005. Standar Pembebanan

Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum.

T-03-2005.Perencanaan Struktur

Baja Untuk Jembatan.

Departemen Pekerjaan Umum.

T-12-2004. Perencanaan Struktur

Beton Untuk Jembatan.

Departemen Pekerjaan Umum.

4. Standar Nasional Indonsia (SNI)

3967-2008. Pedoman perancangan

bantalan elastomer untuk

perletakan jembatan

2833-2008. Standar ketahan gempa untuk jembatan.

(4)

DASAR TEORI

Penyebaran beban “D” pada arah melintang jembatan

beban “D” harus disusun pada arah melintang sedemikian rupa

sehingga menimbulkan momen

maksimum. Penyusunan komponen-komponen BTR dan BGT dari beban arahmelintang harus sama.

Faktor beban “D”

faktor beban “D” dengan jangka waktu transien (sementara) dapat dilihat dalam tabel berikut, faktor beban akibat beban lajur “D”

Pembebanan Truk “T”

Pembebanan truk “T” terdiri dari kendaraan truk semi- trailer yang mempunyai susunan dan berat as seperti terlihat dalam gambar 3 di bawah. Berat dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupaknan bidang

kontak antara roda dengan

permukaan lantai. Jarak antara 2 as tersebut bisa diubah-ubah antara 4,0 m sampai 9,0 m untuk mendapatkan

pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan.

Posisi dan penyebaran

pembebanan truk “T” dalam arah melintang jembatan

Terlepas dari panjang

jembatan atau susunan bentang, hanya ada satu kendaraan truk “T” yang bisa ditempatkan pada satu lajur lalu lintas rencana. Kendaraan truk “T” ini harus ditempatkan ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana seperti terlihat dalam gambar 3.

Untuk pembebanan truk “T” diambil 30% .

harga FBD yang dihitung

digunakan pada seluruh bagian bangunan bawah dan fondasi yang berada dibawah garis permukaan, harga FBD harus diambil sebagai peraliahan liniar dari harga pada

(5)

garis permukaan tanah sampai nol pada kedalaman 2 meter. Untuk banguanan yang terkubur, seperti halnya gorong-gorong dan struktur baja tanah, harga FBD jangan diambil kurang dari 40% untuk kedalaman nol dan jangan kurang dari 10% untuk kedalaman 2 m. untuk kedalaman yang dipilih harus

diterapkan untuk bangunan

seutuhnya.

untuk BGT, pembebanan lajur “D”

Sumber : RSNI T 02 – 2005 Catatan : Unuk L ≤ 50 m FBD = 0,4 Untuk 50 m < L < 90 m FBD = 0,4 – 0,0025 . (L -50) Untuk L > 90 m FBD = 0,3 Gaya Rem

Bekerjanya gaya-gaya diarah memanjang jembatan, akibat gaya rem dan traksi, harus ditinjau untuk kedua jurusan lalu lintas. Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan gaya rem sebesar 5% dari jurusan

lalu lintas. Pengaruh ini

diperhitungkan senilai dengan gaya rem sebesar 5% dari beban jalur “D” yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas tanpa dikalikan dengan factor beban dinamis dan dalam satu jurusan. Gaya remtersebut dianggap bekerja horizontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m diatas permukaan lantai kendaraan. Beban lajur “D” disini jangan direduksi bila panjang bentang melebihi 30 m, digunakan rumus “D” q = 9 kPa.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Data konstruksi jembatan bayang Kelas jalan : Kelas B

Panjang total jembatan : 40 m Lebar total jembatan : 8 m Lebar lantai kendaraan : 6 m

Lebar trotoir : 2 x 0,5

m

Tinggi rangka jembatan : 5,8 meter

Jarak antar gelagar melintang : 5 m Berat jenis beton : 2,5 t/m3 Berat jenis aspal : 2,2 t/m3

Berat jenis air : 1,0 t/m3

(6)

Tebal aspal : 7,5 cm Persegmen jembatan : 5 m

Momen Slab Lantai Kendaraan

momen maksimum pada slab dihitung berdasarkan metoda one way slab dengan beban sebagai berikut: QMS = 6, 25 Kn/m QMA = 2,38 Kn/m PTT = 154,69 Kn PEW = 0,44 Kn ∆T = 12,5ºC K = Koefisien momen s = 1,5 m

Untuk beban merata M= k . Q . s2 untuk beban terpusat M= k . p .s untuk beban temperatur

∆T= k . 𝛼 . ∆T . Ec. s3

Momen Akibat Berat Sendiri MS

Momen tumpuan

MMS = 1/10 . QMS .s2 = 1,41 kNm

Momen lapangan,

MMS =1/16 . QMS . s2 =0,87 kNm

Momen akibat beban mati tambahan MA

Momen tumpuan,

MMS = 1/10 . QMA .s2 =0,54 kNm

Momen lapangan,

MMS =1/16 . QMA . s2 =0,33 kNm

Momen akibat beban truck TT

Momen tumpuan,

MMS = 1/10 . PTT .s = 34,81 kNm

Momen lapangan,

MMS =1/16 . PTT . s =21,75 kNm

Momen akibat beban angin EW

Momen tumpuan

MMS = 1/10 . PEW .s= 0,09 kNm

Momen lapangan,

MMS =1/16 . PEW . s=0,06 kNm

Momen akibat temperature ET

Momen tumpuan

MMS = 1/10 . α. ∆𝑇 . Ec.s3 =1,24

Momen lapangan

MMS =1/16 . α. ∆𝑇 . Ec.s3 =0,77

Penulangan Slab Lantai Jembatan

Penulangan plat lantai jembatan berdasarkan hasil pada kombinasi 1

a. Tulangan lentur negative

Momen rencana tumpuan,Mu = 67,17 kNm

Mutu beton : K-300 fc = 25 Mpa Mutu baja : BJ U39 Fy = 245 Mpa Tebal slab beton, h = 200 mm

(7)

jarak tulangan terhadap sisi luar beton

d` = 35 mm

modulus elastisitas baja, Es = 200000 Mpa

faktor bentuk distribusi tegangan beton ß1 = 0,85 ρb = fy fc . 85 , 0 . ß . fy  600 600 = 0,05 Rmax = 0,75 . ρb . fy . (1-1/2 . 0,75 . ρb. _{0,85 .𝑓𝑐}𝑓𝑦 ) = 7,98

Faktor reduksi kekuatan lentur, φ = 0.80

momen rencana tumpuan, Mu = 67,17 kNm

Tebal efektif slab beto, d=h-d`= 165 mm

Ditinjau slab selebar, b = 1000 mm Momen nominal rencana

Mn = Mu / φ = 83,96 Kn/m Faktor tahanan momen Rn= Mn. 106/ (b.d2) =3,08 Rn < Rmax = 3.08 < 7,98 OK

Rasio tulangan yang diperlukan :

 = 0,85 𝑓𝑐`_𝑓𝑦 1 − 1 − _{0,85 𝑓𝑐`}2 . 𝑅𝑛 = 0,014

Rasio tulangan minimum

min = 1,4/fy = 0,005

Luas tulangan yang diperlukan

As = . b .d = 2310 mm2

Diameter tulangan yang digunakan D19

Jarak tulangan yang diperlukan s= 1/4 .𝜋.𝑑 2_.𝑏 𝐴𝑠 = 122,68 mm Digunakan tulangan D19-100 As = 1/4 .𝜋.𝑑 2_.𝑏 𝑠 = 2833,85 mm 2

Tulangan bagi/ susut diambil 50% dari tulangan pokok

As`=50% . As = 1155 mm2

Jarak tulangan yang diperlukan s= 1/4 .𝜋.𝑑

2_.𝑏

𝐴𝑠 = 174 mm

Digunakan tulangan D13-170 As’ = 1/4 .𝜋.𝑑_𝑠 2 .𝑏 = 1182,12 mm2

b. Tulangan Lentur Positif

Momen rencana tumpuan Mu = 41,93 kNm

Mutu beton : K-350 fc = 25 Mpa Mutu baja : BJ U39 fy = 245 Mpa tebal slab beton, h =200 mm jarak tulangan terhadap sisi luar beton

d` = 35 mm

modulus elastisitas baja, Es= 200000 Mpa

(8)

faktor bentuk distribusi tegangan beton ß1 =0,85 ρb = fy fc . 85 , 0 . ß . fy  600 600 = 0,05 Rmax = 0,75 . ρb . fy . (1-1/2 . 0,75 . ρb. _{0,85 .𝑓𝑐}𝑓𝑦 ) = 7,98

Faktor reduksi kekuatan lentur, φ = 0.80

momen rencana tumpuan Mu = 41,93 kNm

Tebal efektif slab beton, d=h-d`= 165 mm

Ditinjau slab selebar, b = 1000 mm Momen nominal rencana

Mn = Mu / φ = 52,41 Kn/m Faktor tahanan momen Rn= Mn. 106/(bd2) =1,93 Rn < Rmax = 1,93 < 7,98 OK

Rasio tulangan yang diperlukan :

 = 0,85 𝑓𝑐`_𝑓𝑦 1 − 1 − _{0,85 𝑓𝑐`}2 . 𝑅𝑛 =0,0083

Rasio tulangan minimum,

min = 1,4/fy = 0,005

Luas tulangan yang diperlukan As = . b .d = 2113,5 mm2 Diameter tulangan yang digunakan D19

Tulangan bagi/ susut diambil 50% dari tulangan pokok

As`=50% . As = 1056,75

Kontrol Lendutan slab

Mutu beton : K-300 , fc = 25 Mpa Mutu baja BJ U39, fy = 245 Mpa Modulus elastisitas baja,

E = 200.000 Mpa

Moudulus elastisitas beton Ec = 0,043. W1,5 fc

= 0,043.25001,5. 24,9 = 26821,2 Mpa

Tebal slab beton, h = 200 mm

Jarak tulangan terhadap sisi luar beton d` = 35 cm

Tebal efektif slab beton, d=h-d`= 165 mm

(9)

gelagar memanjang 5 m gelagar melintang 1,50 m 1,50 m As = 2115,4 mm2

Panjang bentang slab, Lx = 1500 mm Ditinjau slab selebar b = 1000 mm Beban Terpusat, PTT = 154,69 Kn

Beban Merata,

Q= QMS + QMA= 8,63 Kn/m

Lendutan total yang terjadi δ tot < Lx/240 = 6,25 mm

Inersia bruto penampang slab (Ig) =1/12 . b. h3 = 7 x 108 mm3 Modulus keruntuhan lentur beton fr = 0,7 . 𝑓𝑐 = 3,49 Mpa

Nilai perbandingan modulus

elastisitas n= Es/Ec = 7,45 n . As =15759,73 mm2

jarak garis netral terhadap sisi atas beton c = n . As/b = 15,76 mm inersia penampang retak yang ditransformasikan kebeton : Icr= 1/3.b .c3 + As.(d – c)2 = 4,84 x 107 mm4 Yt= h/2 =100mm Momen retak Mcr = fr . Ig/ yt = 2,443 x 107 mm4

Momen maksimum akibat beban (tanpa faktor beban)

Ma = 1/8. Q. Lx2 + ¼ . P . Lx = 60,43 kNm

Ma = 6,04 x 107 Nmm

Inersia efektif untuk perhitungnan lendutan

Ie = (Mcr / Ma)3 . Ig + (1-Mcr / Ma)3)

.Icr = 2,86 x 108 mm4

Lendutan elastic seketika akibat beban mati dan beban hidup :

Q = 0,0086 N/m P = 154690 N δe = ( 5 385 𝑥 𝑄.𝐿𝑥4 𝐸𝑐 .𝐼𝑒 ) + ( 1 48 𝑥 𝑃 𝑥 𝐿𝑥3 𝐸𝑐 .𝐼𝑒 ) = 1,42 mm

rasio tulangan slab lantai jembatan ρ = As/ b .d = 0,013

Faktor ketergantungan waktu untuk beban mati (jangka waktu > 5 tahun), nilai ξ =2,0 𝜆 = 𝜉 1 + 50 . 𝑝 = 3,3

Lendutan jangka panjang akibat rangkak dan susut :

δg = 𝜆 .

5 384 .𝑄 .𝐿𝑥4

𝐸𝑐 .𝐼𝑒 = 0,0002

lendutan total pada pelat lantai jembatan : Lx/240 = 6,25 δtot < δe + δg = 1,42 1,42 < 6,25 ….OK Perhitungan Gelagar Gelagar Memanjang

Gambar Jarak Gelagar MemanjangDan Gelagar

(10)

Jarak Antara Gelagar Memanjang =1,50 m

Jarak Antara Gelagar Melintang =5,00 m Modulus Elastisitas baja(E)= 200000 Mpa

Data Perencanaan Gelagar memanjang

Tegangan leleh (fy) 410 Mpa Tegangan ultimate ( fu) 550Mpa Modulus Elastisitas ( E ) 200.000 Mpa Jarak gelagar memanjang 1,5 m Jarak gelagar melintang 5 m

Data Profil WF 600 x 200

Gambar Profil WF 600.200.11.17

Beban Hidup

Akibat beban “D”(Faktor beban =1,8

Beban tersebar merata (BTR)

L = 40 m > 30 m…(RSNI T-02-2005,hal:15) q = 9,0 x (0,5 + L 15 ) = 9,0 x       _ 40 15 5 , 0 = 7,875 Kpa = 787,5 kg/m2

Jarak antar gelagar memanjang 1,50 m.

Beban yang bekerja:

qL= 787,5 x 1,5 x 1,8 = 2126,25 kg/m = 21,26 Kn/m  Beban garis P = 49,0 KN/m = 4900 kg/m L = 40 m maka FBD = 37,5 % P = 4900 x 1,50 x ( 1 + 0,375) x 1,8 = 18191,25 kg

Gambar Pembebanan Akibat Beban BTR dan Garis ML1 = ( 1 8 𝑞𝐿 . 𝐿 2_{) + (}1 4 𝑃1 . 𝐿) =(₈1𝑥2126,25 𝑥 52) + (1₄ 18191,25 .5) G 105,5 kg/m Zx 2863 cm3 Ix 77600 cm4 Zy 357 cm3 Iy 2280 cm4 H 522 mm A 134,4 cm2 t f 17 mm Ix 24,03 cm B 200 mm Iy 4.12 cm t w 11 mm

(11)

= 29383,59 kg.m

Momen akibat beban truk “T”

Menurut SNI T-02-2005, besar beban truk ”T” adalah sebesar 112.5 kN.

Gambar Pembebanan Akibat Beban Truk

ML2 = T ( 1+ 0,375) . ¼ . L . KUTT

= 112,5 (1 +0,375) . ¼ . 5. 1,8 = 348,05 Kn.m = 34805 kg.m Karena ML1 > ML2 , maka dipakai

momen akibat beban Truck “T” yaitu ML2 = 34805 Kg.m

Gelagar Melintang

Untuk perencanan awal gelagar melintang dipilih profil WF dengan dimensi : 700.300.24.13

Tabel Data Profil WF 700.300.24.13

Gambar Profil baja 700.300.24.13

a. Beban mati

Berat lapisan aspal = 0,075 x 5 x 2500 x 1,3 = 1218,75 Kg/m

Berat trotoar:

 Berat sendiri plat beton = 0,20 x 5 x 2500 x 1,3 = 3250 Kg/m

 Berat steel deck (0,91) = 10,15 x 1,1 x 5 = 55,83Kg/m +Qd = 4524,58 Kg/m Σ MB = 0 Ra = 5309,17 kg G 184,87 kg/m Ix 201000 cm4 Iy 10800 cm4 A 215,50 cm2 Ix 30,54 cm Iy 7,08 cm Zx 6249 cm3 Zy 1108 cm3 H 700 mm t f 24 mm B 300 mm t w 13 mm

(12)

MD = (Ra x 3,5) – ( 3305,83 x

0,5 x 3,25) –( 1218,75 x 1,5 x 3) = 7725,75 kg.m

Akibat beban “D”

Beban terbagi rata :

L = 40 mq = 9,0 x _      _ 40 15 5 , 0 = 4,84 Kpa = 484 kg/m2 Maka q’ = 5 x 484 x 1,8 = 4356 kg/m2 Beban 100 % → q’ = 4356 kg/m Beban 50 % → q’ = 2178 kg/m  MB = 0 Va = 𝑞2 𝑥 0,5 + 𝑞1 𝑥 5,5 + (𝑞2 𝑥 0,5)₂ = 2178 𝑥 0,5 + 4356 𝑥 5,5 + (2178 𝑥 0,5)₂ = 13068 kg Mmax = (Va x 3,5) – (q2 x 2,875 x 0,25) – (q1 x 2,75 x 0,625) = 36685,69 kg.m Beban garis P = 49 kN/m = 4900 kg/m L = 40 m maka DLA (Dinamic

Load Alloance) = 40 % Dimana jarak antar gelagar melintang = 5,00 m. P’ = (1 + 0,4) x 4900 x 1,8 = 12348 kg Beban 100 % → P’ = 12348 x 5,5 x 100 % = 67914 kg/m Beban 50 % → P’ = 12348 x 0,75 x 50 % = 4630,5 kg/m  MB = 0 RA . 7 – (67914 x 3,5) – (4630,5 x 0,625) = 0 RA= 234804 ,94 7 = 33543,56 kg ML2= (33543,56 x 3,5) – (67914 x 0) = 117402,46 kg.m

Momen total akibat beban

“D”adalah : MTotal = ML1 + ML2 =36685,69 +117402,46 = 154088,15 kg.m Gaya rem (Faktor beban = 1.8)

Panjang jembatan = 40 meter

Berdasarkan gambar untuk jembatan dengan bentang L = 40 m, maka gaya rem sebesar = 100 kN = 10000 kg

(13)

Gambar Grafik Gaya Rem Per Lajur 2,75 m ( KBU )

 Gaya rem yang dipikul tiap gelagar : PR = 2 P_{x 1,8 =}10000 2 x 1,8 = 9000 kg

 Gaya rem yang dipikul tiap titik buhul tengah : PRt = buhul titik P_R  = 9000 9 = 1000 kg

 Gaya rem yang dipikul tiap titik buhul tepi : PRu = 2 Rt P ₌1000 2 = 500 kg Beban Angin

a) Pada sisi kendaraan yang terkena angin

TEW = 0,0012 x CW x VW2 x Ab

Dimana :

TEW = Gaya angin pada sisi rangka

jembatan (kg)

VW2 = Koefisien angin rencana

(m/dt) untuk keadaan batas yang ditinjau.

CW = Koefisien seret = 1,2

Ab = Luas ekivalen bagian

samping jembatan (𝑚2₎ Ab = 𝑎1+ 𝑎 2 2 x t x 30% = 40+35₂ x 6.3 x 30% = 70,87 𝑚2 TEW1 = 0,0012 x CW x VW2 x Ab = 0,0012 x 1,2 x 302 x 70,87 = 91,85 kN = 9185 kg

b) Pada sisi rangka yang terkena angin

TEW2 = 0,0006 x CW x VW2 x Ab

= 0,0006 x 1,2 x 302 x 70,87 = 45,92 kN = 4592 kg

Gambar Beban Angin Pada Sisi Kendaraan Dan Sisi Rangka Jembatan

Beban angin yang diterima oleh gelagar induk : V = 0 RA x b – TEW1 x a1 – TEW2 x a2 = 0 RA x 40 – 9185 x 1 – 4592 x 3,25 = 0 RA = 9185 ×1 +( 50841×3,25 ) ₄₀

(14)

= 602,72 kg

Beban angin yang diterima tiap titik buhul tengah : Pt = buhul titik RA  = 602,72 9 = 66,97 kg

Beban angin yang diterima titik buhul tepi (ujung):

Pu = 2 P t = 66,97 2 = 33,48 kg

c) Beban angin yang diterima ikatan angin atas

ΣMB = 0 (HA x 6,3) – (TEW1 x 1) - (TEW2 x 3, 25) (HA x 6,3) – (9185 x 1) - (4592 x 3, 25) HA = 3826,83 kg

Beban angin yang diterima titik buhul tengah : PAt = buhul titik H_A  = 3826,83 7 = 546,7 kg

Beban angin yang diterima titik buhul tepi : PAu =

2

P_At ₌546,7 2 =

273,34 kg

d) Beban angin yang diterima

ikatan angin bawah ΣH = 0

HA + HB - TEW1 - TEW2 = 0

3826,83 + HB – 9185 – 4592 = 0

HB = 9950,17 kg

Beban angin yang diterima titik buhul tengah : PAt = buhul titik Hb  = 9950,17₉ = 1105,57kg Beban angin yang diterima titik buhul ujung : PAu = 2 P At = 1105,57 2 = 552,78 kg

Perencanaan Dimensi Profil Gelagar Induk

Gelagar induk Merupakan bagian utama konstruksi bangunan atas, yang berfungsi meneruskan seluruh beban yang diterima bangunan atas dan diteruskan ke bangunan bawah. Dari hasil output SAP 2000 didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang

12-1  Pu = 71140,1 kg

Dimensi batang dicoba

menggunakan profil WF

400.400.13.21

Tabel tabel profil WF.400.400.13.21

A 218,7 cm2 Iy 11,2 cm4 Ix 66600 cm4 Wx 3670 cm3 Iy 2240 cm4 Wy 1700 cm3 ix 33,3 cm4

(15)

Gambar Penampang Profil 400.400. 13.21

Menghitung Radius Girasi (r)

g x A I rx = 7 , 218 66600 = 17,45 cm g y A I ry_ y = 7 , 218 240 2 _{= 3,2 cm} Parameter kerampingan (λc) E F . r L . K 2 y c  _  Dimana :

K = Faktor panjang efektif = 0,5

) 10 0 , 2 ( 14 , 3 0 355 2 , 3 500 5 , 0 6 2_x _x x c   = 1,05 cm

Menghitung tegangan Kritis

penampang (Fcr) λc ≤ 1,5  Fcr = ( 2 658 , 0 c ). Fy Fcr = ( 2 ) 05 , 1 ( 658 , 0 ) x 4100 = 2584,51 kg/cm2 Pn = Fcr . Ag Maka : u n c.P P  0,85 x 2584,51 x 218,7 ≥ 71140,1 kg 480447,49 kg>71140,1kg(Profil aman)

Perencanaan Dimensi Batang Diagonal

a. Perencanaan Dimensi Batang Diagonal Tekan (Compression) Dari hasil output SAP 2000 didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang 31  Pu = 42220,67 kg

Dimensi batang dicoba

menggunakan profil WF 400 x 400 x 13 x 21 Tabel profil WF 400 x 400 x 13 x 21 Gambar Penampang Profil 400 x 400 x 13 x 21

 Menghitung Radius Girasi (r)

g x A I rx = 7 , 218 66600 = 17,45 cm A 218,7 cm2 iy 11,2 cm4 Ix 66600 cm4 Wx 3670 cm3 Iy 2240 cm4 Wy 1700 cm3 ix 33,3 cm4

(16)

g y A I ry_ y = 7 , 218 240 2 _{= 3,2 cm}  Parameter kerampingan (λc) E F . r L . K 2 y c  _  Dimana :

K = Faktor panjang efektif = 0,5

) 10 0 , 2 ( 14 , 3 0 355 2 , 3 500 5 , 0 6 2_x _x x c   = 1,05 cm

 Menghitung tegangan Kritis penampang (Fcr) λc ≤ 1,5  Fcr = ( 2 658 , 0 c ). Fy Fcr = ( 2 ) 05 , 1 ( 658 , 0 ) x 4100 = 2584,51 kg/cm2 Pn = Fcr . Ag Maka : u n c.P P  0,85 x 2584,51 x 218,7 ≥ 42220,67 kg 480447,49 > 42220,67 kg(Profil aman)

Sambungan Gelagar Memanjang dengan Gelagar Melintang

Gambar: sambungan gelagar memanjang dan gelagar melintang Digunakan baut A 325 Ø 5/8 inch. Ø Baut = 5/8 inch = 1,588 cm Luas Ab = 1,977 cm2 Ø lubang baut = _       8 1 8 5 = 8 6 inch = 1,905 cm

Fub = Kuat tarik baut

= 120 ksi = 8274 kg/cm2 = 1 ksi = 68,95 kg/cm2

Perhitungan Bantalan Elastomer

Data untuk satu buah elastomer Bentang jembatan = 40 m

P maksimum ( VA) = 107963,68 kg

P minimum ( Ha) = 39468,18 kg P beban garis (Pbg)= 4900 kg/jalur

= 4900/2= 2450 kg H gempa maksimum = 0,03.H = 86370,94 x 0,03 =2591,13 kg H gempa minimum= 0,03 . Pbg = 0,03 . 2450 = 73,5 kg Perubahan suhu maks = 30°C

Koefisien muai panjang = 12 . 10-6/ °C

Koefisien gesekan karet dengan baja = 0,18

(17)

Shear modulus untuk karet =12,5kg/ m2

Mutu baja = 2450 kg/m

Direncanakan bantalan elastomer sesuai SNI 3967:2008, Spesifikasi bantalan elastomer tipe polos dan tipe berlapis untuk perletakan jembatan. sebagai berikut :

Tebal elastomer (t) = 1,5 cm Tebal pelat = 0,3 cm Total tebal (T) = 8,5 cm

Panjang (b) = 70 cm

Lebar (a) = 45 cm

Tepi elastomer (te) = 5 cm

- Kontrol kekuatan elastomer: H gempa maksimum< f . P min 2591,13 < 0,18 . (39468,18) 2591,13 < 7104,27 …….OK H G.mak + H G. min < f . Pmak 2591,13+ 73,5< 0,18 (107963,68) 2664,63 kg < 19433,46 kg …….OK

- - Kontrol terhadap tegangan vertical

maksimum :

𝜎 vmak = 𝑃𝑚𝑎𝑘𝑠_𝐴 < 2 .G . SF kg/m2 A = Luas elastomer = 3150 cm2 G = Shear modulus karet =12,5 kg/m2 P = P maksimum = 179222,38 kg Safety Faktor (SF) =_{𝑇 (𝑎+𝑏)}(𝑎 .𝑏) = _{8,5 (45+70)}45𝑥 70 = 3, 22 𝜎 vmak =107963,68 ₃₁₅₀ < 2.12,5.3,22 kg/m2 = 34,27 kg/m2 < 80,5 kg/m2...OK

- - Kontrol terhadap stabilitas lapisan elastomer 𝜎 vmak = 𝑃𝑚𝑎𝑘𝑠_𝐴 < 2 .a_{3 𝑇} . G . S S = _{4 𝑡 (𝑎+𝑏)}𝑎 .𝑏 = _{4 1,5 .(45+70)}45+70 = 4,565 𝜎 vmak = 34,27 kg/m2 < 201,39 kg/m2 ...OK

- Kontrol tebal lapisan baja (ts): ts > 4𝑡 ( 𝑃𝑚𝑖𝑛 +1,5 𝑃𝑏𝑔)_𝐴𝜎

0,3 > 4 (1,5)(39468,18 +(1,5 x 2450 ))_{3150 (2450)} 0,3 > 0,033 cm …….OK

Maka elastomer yang direncanakan aman terhadap beban vertical dan beban horizontal

PERHITUNGAN STRUKTUR BAWAH

Abutment jembatan terbebani oleh jembatan rangka baja bentang 40 m,

(18)

sehingga analisa kekuatan abutment berdasarkan beban-beban yang

Gambar : Penampang Abutment

Data-data perencanaan fondasi adalah sebagai berikut :

1. Tanah Asli

γ

= 1.8 t/m3 = 18.00 kN/m3 Φ = 30°

C = 0

2. Bahan struktur

Mutu beton fc’ = 35 Mpa Mutu baja fy = 410 Mpa Berat beton = 2,5 ton/m3 Beban-beban yang terjadi terdiri dari beban vertikal dan beban horizontal.

Beban vertikal

a. Beban mati struktur

1. Beban mati struktur atas ΣG =355183,92 kg Momen terhadap titik S =355,184x4,92 = 1747,51 ton.m

2. Berat sendiri abutment (Wabt)

Tabutmen = 185,535 + 13,95 +

16,7192+258,813=475,0172 ton

Total berat sendiri beban mati = Beban mati struktur atas + Tabutment =

Ms

Ms = 355,184 + 475,0172 = 830,201 ton

Total momen = 1747,51 + 843,941 = 2591,45 ton.m

3. Beban mati tambahan Tiap tumpuan = 0,641 KN MA = 0,0641 ton x 2 = 0,1283 ton

Momen terhadap titik S = 0,1283 x 4,92 = 0,6312 ton.m

Beban horizontal

Beban yang terjadi diatas abutment adalah : a. Beban rem (TTB) = 7,768 ton Momen terhadap S = 7,768 x 4,92 = 38,22 ton.m b. Beban angin = 9,568 ton Momen = 9,568 x 6,32 = 60,4698 ton.m c. Beban akibat gesekan pada

(19)

= 26,639 ton

Momen = 26,639 x 6,32 = 168,3585 ton.m d. Beban akibat tekanan tanah

e. Beban suhu

TET = α x LT x k x L/2 x n

= 4,125 ton

Momen pada fondasi akibat temperatur,M’ET = TET x YET = 4,125 x 3,96 = 16,335 ton.m f. Beban gempa TEQ = 0,23 x 1 x 475,0172 =109,2539 ton

Momen terhadap titik S Lengan terhadap titik S = ½ tinggi abutment

Momen = 109,2539 x 3,16 =345,2423 ton.m

Penulangan Pada Abutment

1. Pada kepala abutment

Tulangan Utama = D19 – 150 Tulangan geser = D 13 – 250 2. Pada Corbel Tulangan Utama = D25 – 150 Tulangan geser = D 19 – 175

3. Pada Breast wall

Tulangan Utama = D22 – 100 Tulangan geser = D22 – 150

4. Pada pile cap

5. Pada wing wall

KESIMPULAN

Panjang jembatan dalam

perencanaan jembatan ini adalah 40 m. Dari analisis jembatan didapatkan beberapa kesimpulan :

 Hasil perencanaan struktur atas a. Perencanaan jembatan rangka :

1. Rangka baja bentang 40 m 2. Gelagar melintang memakai

profil WF.700.300.13.24 3. Gelagar Memanjang

memakai profil WF.600.200.11.17

(20)

4. Gelagar utama memakai profil WF.400.400.13.21 b. Software analisis dan

perancangan struktur SAP 2000 (”Struktural Analisys Programs 2000”) sangat membantu dalam menganalisis dan merancang untuk

menghasilkan data – data yang diperlukan untuk melakukan perancangan struktur.

 Hasil perancangan struktur bawah Perencangan struktur bawah dilakukan dengan menganalisis beban struktur atas, yang disalurkan ke abutment dan fondasi. Fondasi pada tugas akhir ini memakai fondasi tiang

pancang.

DAFTAR PUSTAKA

Asiyanto. 2005, Metode Konstruksi

Jembatan Rangka Baja, Universitas Indonesia

BMS, 1992, Bridge Management

System : Bridge Design Code, Directorate General, of Highways Ninistry of Public Works Republic of Indonesia and Australian

International Development Assastance Bureau.

Gurki, J. Thambah Sembiring.

2010, Beton Bertulang Edisi Revisi, Rekayasa Sains

http://thamrinnst.wordpress.com/mod ul2 pembebanan-jembatan-baja

Sunggono kh. 1995, Teknik Sipil,

Nova