Laporan Tugas Besar Jembatan Sigandul II

(1)

LAPORAN TUGAS

PERANCANGAN BANGUNAN SIPIL

JEMBATAN SIGANDUL II

TKS295

DISUSUN OLEH : Aji Santiko – 21010113120008 Tri Kumala Hasan – 21010113120017

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK SIPIL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN TUGAS

PERANCANGAN BANGUNAN SIPIL

TKS295

DISUSUN OLEH : Aji Santiko – 21010113120008 Tri Kumala Hasan – 21010113120017

Disetujui Dosen Pengampu Mata Kuliah

Pada Tanggal ……… 2017

Ir. Bambang Pudjianto, M.T.

NIP. 19521205 1985 03 1 001

Disetujui Dosen Pembimbing Tugas

Pada Tanggal ……… 2017

Ir. Djoko Purwanto, M.S.

(3)

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... 2

DAFTAR ISI ... DAFTAR TABEL ... iii

DAFTAR GAMBAR ... vi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1.Latar Belakang ... 1

1.2.Maksud ... 2

1.3.Tujuan ... 2

1.4.Manfaat ... 2

1.5.Deskripsi Lokasi Perencanaan ... 3

1.5.1.Lokasi ... 3

1.5.2.Identifikasi Masalah ... 3

1.5.3.Perumusan Masalah ... 5

1.5.4.Pembatasan Masalah ... 6

1.5.5.Sistematika Penulisan ... 6

BAB II STUDI PUSTAKA ... 8

2.1.Perencanaan Geometri ... 8

2.1.1.Kecepatan Rencana ... 8

2.1.2.Landai Maksimum ... 8

2.1.3.Panjang Kritis ... 9

2.1.4.Aliyemen Horisontal ... 9

2.2.Analisa Lalu Lintas ... 11

2.2.1.Klasifikasi menurut Medan Jalan ... 11

2.2.2.Nilai Ekivalensi Mobil Penumpang ... 11

2.2.3.Analisa Kapasitas ... 12

2.3.Aspek Tanah ... 15

2.4.Hidrologi ... 17

2.4.1.Periode Ulang ... 17

(4)

2.4.3.Tinggi Muka Air Banjir ... 19

2.4.4.Gerusan ... 19

2.5.Pemilihan Lokasi Jembatan ... 20

2.6.Layout Jembatan ... 20

2.7.Pertimbangan Layout Jembatan Melintasi Sungai ... 22

2.7.1.Persilangan pada sungai (main channel) & lembah datar (valley flats) ... 23

2.7.2.Sungai & tributary ... 23

2.7.3.Sungai permanen ... 24

2.7.4.Pengalihan / perbaikan aliran sungai ... 24

2.8.Struktur Jembatan ... 25

2.8.1.Bangunan Atas ... 25

2.8.2.Bangunan Bawah ... 27

2.9.Analisa Struktur ... 32

2.9.1.Pembebanan ... 32

2.9.2.Kombinasi Pembebanan ... 32

BAB III METODOLOGI ... 37

3.1.Kerangka Pikir ... 37

3.2.Metode dan Tahapan Perencanaan ... 38

3.3.Kriteria Perencanaan ... 38

3.4.Standart Perencanaan ... 40

BAB IV PENYAJIAN DAN ANALISIS DATA ... 41

4.1.Pengembangan Alternatif Trase Jalan ... 41

4.2.Pemilihan Alternatif Trase Terbaik ... 41

4.3.Perencanaan Geometri Jalan Trase 2 (Trase Terpilih) ... 49

4.3.1.Alinyemen Horizontal ... 49

4.3.2.Alinyemen Vertikal ... 55

4.4.Perencanaan Geometri Jembatan ... 63

4.4.1.Kondisi Topografi ... 63

4.4.2.Kondisi Lalu Lintas ... 63

4.4.3.Kondisi Tanah ... 68

4.4.4.Kondisi Hidrologi ... 71

4.5.Penetapan Panjang Jembatan ... 76

(5)

5.1.Pengembangan Alternatif Tipe Jembatan ... 78

5.1.1.Jembatan Rangka Baja Lantai Bawah (Through Truss) ... 78

5.1.2.Jembatan Rangka Baja Lantai Atas (Deck Truss) ... 80

5.1.3.Jembatan Rangka Baja Melengkung ... 81

5.2.Pemilihan Tipe Jembatan ... 81

5.2.1.Kekuatan Dan Stabilitas Struktural ... 81

5.2.2.Kenyamanan Bagi Pengguna Jalan ... 82

5.2.3.Ekonomis ... 82

5.2.4.Kemudahan Pelaksanaan ... 83

5.2.5.Durabilitas ... 83

5.2.6.Kemudahan Pemeliharaan ... 84

5.2.7.Estetika ... 84

5.3.Pemilihan Tipe Komponen Jembatan Terpilih ... 85

5.3.3.Pondasi ... 87

5.3.4.Bangunan Pelengkap dan Pengaman ... 87

BAB VI PERENCANAAN DETAIL STRUKTUR JEMBATAN ... 88

6.1.Analisis Struktur ... 88

6.1.1.Pembebanan ... 88

6.1.2.Analisa menggunakan software SAP2000 ... 108

6.2.Pendimensian Komponen Jembatan ... 130

BAB VII PENUTUP ... 250

7.1.Kesimpulan ... 250

7.2.Saran ... 251

(6)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kecepatan Rencana (VR) ... 8

Tabel 2.2 Kelandaian Maksimum yang Diizinkan ... 8

Tabel 2.3 Panjang Kritis ... 9

Tabel 2.4 Klasifikasi menurut Medan ... 11

Tabel 2.5 Ekivalensi Kendaraan Penumpang (emp) untuk Jalan 2/2 ... 11

Tabel 2.6 Kapasitas Dasar Jalan Luar Kota 2/2UD ... 12

Tabel 2.7 Faktor Penyesuaian Kapasitas akibat Lebar Jalur Lalu-Lintas (FCW) ... 13

Tabel 2.8 Faktor Penyesuaian Kapasitas akibat Pemisah Arah (FCSP) ... 13

Tabel 2.9 Kelas Hambatan Samping ... 14

Tabel 2.10 Faktor Penyesuaian Kapasitas akibat Hambatan Samping (FCSF) ... 14

Tabel 2.11 Nilai - Nilai Daya Dukung Terzaghi ... 16

Tabel 2.12 Nilai Variasi Yt ... 17

Tabel 2.13 Nilai Yn ... 18

Tabel 2.14 Nilai Sn ... 18

Tabel 2.15 Faktor Penggerusan Lacey ... 19

Tabel 2.16 Kedalaman Penggerusan ... 19

Tabel 2.17 Jenis Bangunan Atas Jembatan ... 26

Tabel 2.18 Jenis Pangkal Tipikal ... 28

Tabel 2.19 Dimensi Pondasi Tipikal dan Beban Rencana Keadaan ... 31

Tabel 2.20 Kombinasi Beban & Faktor Beban... 35

Tabel 2.21 Faktor Beban untuk Berat Sendiri ... 36

Tabel 2.22 Faktor Beban untuk Beban Mati Tambahan ... 36

Tabel 4.1 Melintang Kelandaian Alternatif Trase 1 ... 42

Tabel 4.2 Melintang Kelandaian Alternatif Trase 2 ... 43

Tabel 4.3 Volume Galian & Timbunan Trase 1 STA 0+000 s.d 0+150 ... 44

Tabel 4.4 Volume Galian &Timbunan Trase 1 STA 0+240 s.d 0+548,71 ... 45

Tabel 4.5 Volume Galian & Timbunan Trase 2 STA 0+000 s.d 0+100 ... 46

Tabel 4.6 Volume Galian & Timbunan Trase 2 STA 0+180 s.d 0+446,65 ... 46

Tabel 4.7 Kriteria Pemilihan Lokasi Jembatan ... 48

(7)

Tabel 4.10 Volume Kendaraan Ruas Batas Kab. Wonosobo – Parakan ... 64

Tabel 4.11 Penentuan faktor K dan faktor F berdasarkan VLHR ... 64

Tabel 4.12 Konversi dari Satuan kend/hari ke smp/hari ... 65

Tabel 4.13 Perhitungan LHR Masa Perencanaan ... 66

Tabel 4.14 Perhitungan LHR Masa Pelaksanaan ... 67

Tabel 4.15 Perhitungan LHR Umur Rencana ... 67

Tabel 4.16 Perhitungan Periode Ulang ... 72

Tabel 4.17 Perhitungan Curah Hujan Metode Gumbel ... 73

Tabel 5.1 Hasil Analisa Lendutan Tipe Jembatan ... 82

Tabel 5.2 Hasil Analisa Kenyamanan Tipe Jembatan ... 82

Tabel 5.3 Hasil Analisa Ekonomi Tipe Jembatan ... 83

Tabel 5.4 Analisa Kemudahan Pelaksanaan Tipe Jembatan ... 83

Tabel 5.5 Analisa Durabilitas Tipe Jembatan ... 83

Tabel 5.6 Analisa Kemudahaan Pemeliharaan Tipe Jembatan... 84

Tabel 5.7 Analisa Estetika Tipe Jembatan... 84

Tabel 5.8 Komulatif Analisa Tipe Jembatan ... 85

Tabel 6.1 Pembebanan Trotoir ... 89

Tabel 6.2 Koefisien Seret (Cw) ... 96

Tabel 6.3 Kecepatan angin rencana (Vw) ... 96

Tabel 6.4 Modulus Elastisitas Young (E) dan Koefisien Panjang (ε) ... 98

Tabel 6.5 Kategori Kinerja Seismik ... 103

Tabel 6.6 Prosedur Analisis Berdasarkan Kategori Kinerja Seismik (A-D) ... 104

Tabel 6.7 Komponen Percepatan Gempa Sigandul II ... 107

Tabel 6.8 Periode dan Percepatan Gempa Sigandul II ... 107

Tabel 6.9 Definisi Lane pada Sumbu ... 115

Tabel 6.10 Spesifikasi Pipa Sandaran... 131

Tabel 6.11 Tabel Bittner untuk memperoleh Fxm ... 137

Tabel 6.12 Tabel Bittner untuk memperoleh Fym ... 138

Tabel 6.13 Section Properties of Alkadeck 1000 E0 Per Meter - Width ... 144

Tabel 6.14 Alkadeck 1000 E0 Composite Floor – Span Table for Temporary Suport ... 144

Tabel 6.15 Gaya Batang Pertambatan Angin Atas IWF 500 x 200 ... 190

Tabel 6.16 Gaya Batang Pertambatan Angin Bawah IWF 400 x 200 ... 196

Tabel 6.17 Gaya Batang Rangka Induk ... 201

(8)

Tabel 6.19 Jumlah Baut Rangka Utama ... 206

Tabel 6.20 Perhitungan Lendutan Rangka Induk ... 211

Tabel 6.21 Perhitungan Berat Sendiri Abutment ... 219

Tabel 6.22 Berat & Koordinat Titik berat ... 219

Tabel 6.23 Kombinasi pembebanan ... 226

Tabel 6.24 Kombinasi 1 ... 227

Tabel 6.30 Kontrol Terhadap Guling ... 230

Tabel 6.31 Kontrol terhadap Geser... 230

Tabel 6.32 Kontrol terhadap Eksentrisitas ... 231

Tabel 6.33 Kontrol terhadap daya dukung tanah ... 232

Tabel 6.34 Kombinasi Pembebanan Maksimum ... 233

Tabel 6.35 Perhitungan Gaya Maksimum & Minimum ... 242

Tabel 6.36 Perhitungan Akibat Beban Sendiri Wing wall ... 245

Tabel 6.37 Spesifikasi Seismic Buffer ... 249

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Alir Pemilihan Tipe Lengkung Horisontal ... 10

Gambar 2.2 Perbandingan antara Square Layout & Skewed Layout ... 21

Gambar 2.3 Layout jembatan yang melintasi sungai & lembah datar ... 23

Gambar 2.4 Perlintasan jembatan pada sungai & tributary ... 23

Gambar 2.5 Alternatif perlintasan jembatan di atas sungai permanen ... 24

Gambar 2.6 Pengalihan / perbaikan alur sungai ... 25

Gambar 3.1 Mind Map Tipe & Komponen Jembatan ... 37

Gambar 3.2 Diagram Alir Perencanaan Jembatan ... 38

Gambar 4.1 Data Bore Log 1 Jembatan Sigandul II ... 69

Gambar 4.2 Data Bore Log 2 Jembatan Sigandul II ... 70

Gambar 4.3 Daerah Aliran Sungai (DAS) Sigandul... 73

Gambar 5.1 Through Truss Tipe Baltimore ... 78

Gambar 5.2 Through Truss Tipe Howe ... 79

Gambar 5.3 Through Truss Tipe Pratt ... 79

Gambar 5.4 Through Truss Tipe K ... 79

Gambar 5.5 Through Truss Tipe Warren ... 79

Gambar 5.6 Through Truss Tipe Through Warren... 79

Gambar 5.7 Deck Truss Tipe Baltimore ... 80

Gambar 5.8 Deck Truss Tipe Howe ... 80

Gambar 5.9 Deck Truss Tipe Pratt ... 80

Gambar 5.10 Deck Truss Tipe K ... 80

Gambar 5.11 Deck Truss Tipe Warren ... 81

Gambar 5.12 Deck Truss Tipe Through Warren ... 81

Gambar 5.13 Arch Truss ... 81

Gambar 6.1 Dimensi Trotoir Jembatan ... 89

Gambar 6.2 Dimensi Railing Jembatan ... 90

Gambar 6.3 Beban Truk H dan HS ... 92

Gambar 6.4 Beban Jalur H20-44L dan HS20-44L ... 92

Gambar 6.5 Konfigurasi General Vehicle ... 93

Gambar 6.6 Beban Angin Pengaruh Kendaraan ... 97

(10)

Gambar 6.8 Ragam Getar Struktur 1 Arah Memanjang Jembatan (Tampak Depan) ... 101

Gambar 6.9 Ragam Getar Struktur 2 Arah Melintang Jembatan (Tampak Samping) ... 101

Gambar 6.10 Ragam Getar Struktur 2 Arah Melintang Jembatan (Tampak Depan) ... 101

Gambar 6.11 Peta Respon Spektra Percepatan Periode Pendek 0,2 Detik di Batuan Dasar untuk Probabilitas Terlampaui 2% dalam 50 Tahun ... 102

Gambar 6.12 Peta Respon Spektra Percepatan Periode 1 Detik di Batuan Dasar untuk Probabilitas Terlampaui 2% dalam 50 Tahun ... 102

Gambar 6.13 Koefisien Geser Dasar (C) untuk Wilayah Gempa 2 (T = 0,38334 detik) ... 103

Gambar 6.14 Koefisien Geser Dasar (C) untuk Wilayah Gempa 2 (T = 0,18159 detik) ... 105

Gambar 6.15 Tampilan Software Online Desain Spektra Indonesia ... 108

Gambar 6.16 Respon Spektrum Sigandul II dengan Berbagai Kondisi Tanah Dasar ... 108

Gambar 6.17 Denah Lantai Jembatan (Sumbu X – Y) ... 109

Gambar 6.18 Tampak Samping Jembatan (Sumbu Y - Z) ... 109

Gambar 6.19 Pemodelan Rangka Jembatan (tampak 3D) ... 109

Gambar 6.20 Define Material Baja BJ55 & Beton F'c 30 ... 109

Gambar 6.21 Frame Properties (Satuan mm) ... 110

Gambar 6.22 Define Section Area (Satuan mm) ... 110

Gambar 6.23 Cabel Capacity ... 111

Gambar 6.24 Design Jembatan ( IWF 900 x 300 Ungu; IWF 500 x 200 Biru Muda; IWF 400 x 200 Biru Tua, Kabel 70 Biru, Plat Beton 250 Hujau Tua) ... 111

Gambar 6.25 Define Load Pattern ... 112

Gambar 6.26 Beban Trotoir 12,5 kN/m ... 113

Gambar 6.27 Beban Railing 34,67 kN/m ... 113

Gambar 6.28 Beban ME 22,79 kN/m ... 113

Gambar 6.29 Beban Aspal 224 kg/m2 ... 114

Gambar 6.30 Beban Air Hujan 50,1 kg/m2 ... 114

Gambar 6.31 Beban Tiang Listrik 5 kN ... 114

Gambar 6.32 Menentukan Gelagar yang menjadi As Jalur ... 115

Gambar 6.33 Input Lanes 1A, 2A, 1B, 2B, 1C, & 2C ... 116

Gambar 6.34 Mendefinisikan Wheel Load... 117

Gambar 6.35 Mendefinisikan Lane Load ... 117

Gambar 6.36 Add Vehicle Data ... 118

(11)

Gambar 6.39 Max LL Load Cases... 119

Gambar 6.40 Input Beban Rem 4,027 kN ... 120

Gambar 6.41 Beban Pejalan Kaki 3 kN/m ... 120

Gambar 6.42 Beban Angin Kanan ... 121

Gambar 6.43 Beban Angin Kiri ... 121

Gambar 6.44 Beban Angin Pengaruh Kendaraan ... 121

Gambar 6.45 Input Temperature Load ... 122

Gambar 6.46 Beban Temperature ... 122

Gambar 6.47 Insert Quake Period and Acceleration ... 123

Gambar 6.48 Edit Load Case - Modal ... 123

Gambar 6.49 Edit Load Case GEMPA X ... 124

Gambar 6.50 Edit Load Case GEMPA Y ... 124

Gambar 6.51 Axial Forces Kuat I ... 127

Gambar 6.52 Shear 2-2 Kuat I ... 127

Gambar 6.53 Shear 3-3 Kuat I ... 127

Gambar 6.54 Moment 2-2 ... 128

Gambar 6.55 Moment 3-3 ... 128

Gambar 6.56 Stell Frame Design Overwrites ... 129

Gambar 6.57 Strees Ratio Potongan 1 ... 129

Gambar 6.58 Strees Ratio Potongan 2 ... 130

Gambar 6.59 Strees Ratio Gelagar Lantai ... 130

Gambar 6.60 Strees Ratio Keseluruhan ... 130

Gambar 6.61 Penampang Railing ... 131

Gambar 6.62 Pembebanan pada Trotoar ... 133

Gambar 6.63 Pelat Lantai Kendaraan ... 135

Gambar 6.64 Beban Truk “T” ... 136

Gambar 6.65 Penyebaran Beban “T” pada kondisi 1 ... 137

Gambar 6.66 Penyebaran Beban “T” pada kondisi 2 ... 138

Gambar 6.67 Penyebaran Beban “T” kondisi 2 Bagian 1 ... 139

Gambar 6.68 Penyebaran Beban “T” kondisi 2 Bagian 2 ... 139

Gambar 6.69 Deck Baja Alkadeck 1000 E ... 144

Gambar 6.70 Pemodelan Beban Gelagar Memanjang... 146

Gambar 6.71 Pembebanan pada Gelagar Tepi ... 147

(12)

Gambar 6.73 pembebanan akibat beban hidup pada gelagar samping ... 150

Gambar 6.74 Penampang Melintang Gelagar Tengah... 152

Gambar 6.75 Penyaluran Beban pelat pada gelagar tengah ... 153

Gambar 6.76 Beban eqivalen beban mati gelagar tengah ... 153

Gambar 6.77 Pembebanan akibat beban hidup pada gelagar tengah ... 156

Gambar 6.78 Beban Mati pada Kondisi Pre Komposit ... 160

Gambar 6.79 Beban eqivalen beban mati gelagar samping... 161

Gambar 6.81 Beban Q4 ... 162

Gambar 6.82 Beban Segitiga ... 163

Gambar 6.83 Beban pada Gelagar ... 163

Gambar 6.84 Beban Terpusat Menyebar ... 165

Gambar 6.85 Beban Terpusat di Tengah ... 166

Gambar 6.86 Beban Merata ... 166

Gambar 6.87 Dimensi Penampang IWF 300 x 900 ... 167

Gambar 6.88 Beban Mati pada Kondisi Post Komposit ... 169

Gambar 6.89 Beban eqivalen beban mati gelagar samping... 170

Gambar 6.91 Beban q4 Gelagar Memanjang ... 171

Gambar 6.92 Beban Segitiga ... 172

Gambar 6.93 Beban Terpusat & Merata Gelagar ... 172

Gambar 6.94 Distribusi Beban Hidup secara Melintang ... 174

Gambar 6.95 Distribusi Beban secara Melintang ... 175

Gambar 6.96 Penampang Profil Baja dan Beton ... 178

Gambar 6.97 Penampang Komposit Profil Baja dan Beton ... 179

Gambar 6.98 Diagram Tegangan Gelagar Komposit ... 181

Gambar 6.99 Gaya Lintang pada Gelagar ... 185

Gambar 6.100 Dimensi Struktur Komposit ... 187

Gambar 6.101 Penempatan Shear Connector ... 188

Gambar 6.102 Potongan Memanjang & Melintang Shear Connector ... 188

Gambar 6.103 Tampak Sambungan ... 189

Gambar 6.104 Jembatan Tampak Atas ... 190

(13)

Gambar 6.107 Gaya Dalam Batang 1044 ... 194

Gambar 6.108 Jembatan Tampak Bawah ... 195

Gambar 6.111 Jembatan Tampak Samping ... 200

Gambar 6.114 Spesifikasi Penggantung ... 209

Gambar 6.115 Grafik Mutu Bahan Penggantung ... 210

Gambar 6.116 Gaya Dalam Maksimum Kabel Penggantung... 210

Gambar 6.117 Penulanngan Plat Injak ... 217

Gambar 6.118 Dimensi Rencana Abutmen ... 218

Gambar 6.119 Perhitungan Berat Sendiri Abutment ... 218

Gambar 6.120 Perhitungan Beban akibat Konstruksi Atas ... 219

Gambar 6.121 Show Influence Line / Surface ... 220

Gambar 6.122 Garis Pengaruh Beban Berjalan ... 221

Gambar 6.123 Perhitungan Beban akibat Tekanan Tanah ... 223

Gambar 6.124 Penulangan Badan Abutment ... 232

Gambar 6.125 Grafik Perhitungan Beton Bertulang untuk fy 400 MPa d'/h = 0.15 ... 235

Gambar 6.126 Penulangan Badan Abutment ... 236

Gambar 6.127 Penulangan Kepala Abutment ... 239

Gambar 6.128 Pembebanan Poer... 239

Gambar 6.129 Penulangan Poer ... 241

Gambar 6.130 Denah Rencana Pondasi Tiang Pancang pada Abument ... 243

Gambar 6.131 Dimensi Wingwall ... 244

Gambar 6.132 Akibat Beban Sendiri Wingwall ... 244

Gambar 6.133 Akibat Tekanan Tanah Aktif ... 245

(14)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara berkembang yang sedang gencar dalam melakukan pembangunan infrastruktur untuk peningkatan kesejahteraan. Kementerian PUPR RI memfokuskan dan mengalokasikan dana untuk membangun 3 Program Prioritas Nasional, yaitu: Ketahanan Air/Pangan, Konektivitas, Perumahan & Pemukiman. Dengan menekan pada konektivitas antar berbagai pusat perdagangan, industri, dan pemerintahan akan tercapainya pembangunan yang merata di berbagai daerah. Dengan adanya program tersebut, pemerintah akan terus menggenjot pembangunan nasional terutama yang berhubungan dengan konektivitas dan transportasi, salah satunya adalah pembangunan jalan dan jembatan.

Banyaknya jalan dan jembatan yang dimiliki Indonesia, tidak semuanya memenuhi kaidah persyaratan perancangan. Perlu adanya desain baru untuk menentukan alternatif lain supaya lebih aman dan nyaman untuk dilalui sesuai dengan perkembangan lalu lintas yang dilayaninya.

Salah satu jembatan yang perlu untuk dilakukan desain baru adalah Jembatan Sigandul. Jembatan Sigandul merupakan jembatan yang berada pada ruas Jalan Batas Kab. Wonosobo – Parakan Kec. Kledung Kab. Temanggung. Jembatan Sigandul yang sudah ada sekarang desain trase dan jembatannya cenderung mengikuti topografi, sehingga tidak memenuhi persyaratan geometris terutama pada tikungan tajamnya. Tikungan yang digunakan memiliki radius yang kecil sehingga jika terdapat kendaraan berat seperti bus atau truk yang mempunyai radius tikungan yang besar maka akan memakan lajur di sebelahnya. Hal ini yang akan membuat kemacetan apabila pada lajur di sebelahnya terdapat kendaraan berat yang memiliki radius tikungan yang besar pula. Belum ditambah dengan banyaknya kecelakaan yang terjadi.

(15)

Selain itu dengan kondisi aliyemen yang berliku – liku disesuaikan medan, membuat kendaraan harus menjaga kecepatan tetap pelan agar bisa dengan aman melintasinya, akibatnya pada hari – hari saat lalu lintas padat, kemacetan tak terelakkan lagi.

Jembatan Sigandul berupa jembatan gelagar baja dengan bentang 25 m. Struktur jembatan tersebut masih layak digunakan dan hanya perlu pemeliharan saja. Namun terkait dengan peningkatan kapasitas lalu lintas pada hari – hari tertentu, jembatan dengan lebar 8.5 m tersebut kurang mampu menyediakan ruang yang mumpuni.

Poin-poin itulah yang menjadikan perlunya desain baru Jembatan Sigandul II. Menyediakan berbagai alternatif pemilihan trase yang akan dipilih berdasarkan variabel-variabel penentuan alternatif trase yang memenuhi persyaratan, aman, nyaman, ekonomis, ramah lingkungan, serta memiliki nilai estetika yang tinggi sehingga bisa menjadi sebuah “icon” dan “National Pride” daerah tersebut.

1.2. Maksud

Maksud dari penulisan Tugas Perencanaan Bangunan Sipil pilihan bidang Perencanaan Jembatan adalah menunjang fungsi jalan yang dihubungkan dengan adanya jembatan untuk memecahkan persoalan atau melayani lalu lintas selama umur pelayanan tertentu.

1.3. Tujuan

Tujuan dari penulisan Tugas Perencanaan Bangunan Sipil pilihan bidang Perencanaan Jembatan adalah :

a. Memperbesar daya tampung volume lalu lintas yang ada.

b. Memicu pertumbuhan ekonomi khususnya di Kecamatan Kledung. c. Meningkatkan tingkat pelayanan jalan tersebut.

d. Memperlancar arus lalu lintas yang melewati ruas jalan tersebut.

1.4. Manfaat

Manfaat dari penulisan Tugas Perencanaan Bangunan Sipil pilihan bidang Perencanaan Jembatan adalah:

a. Dapat mengetahui tentang langkah-langkah dalam perencanaan jembatan.

(16)

c. Dapat mengetahui dasar pemilihan tipe bangunan struktur atas, struktur bawah dan bangunan pelengkap yang sesuai dengan situasi dan kondisi jembatan yang akan direncanakan.

1.5. Deskripsi Lokasi Perencanaan 1.5.1.Lokasi

Perencanaan jembatan kali ini akan mengganti jembatan eksisting yang berlokasi:

a. Kabupaten : Temanggung

b. Kecamatan : Kledung

c. Nama Jembatan : Jembatan Sigandul d. Sungai : Sungai Sigandul

e. Nama Jalan : Jalan Ajibarang-Secang f. Fungsi Jalan : Kolektor

g. Status Jalan : Jalan Provinsi h. Kelas Jalan : Kelas 1 Bina Marga

Jembatan Sigandul II yang akan didesain kali ini merupakan jembatan pengganti sekaligus menjadi shortcut untuk tikungan tajam di daerah Sigandul II, Temanggung.

Kondisi existing dari struktur jembatan yang digantikan masih cukup bagus, dengan struktur atas berupa jembatan girder beton. Kondisi jalan yang digantikan tidak mengalami kerusakan yang cukup serius, hanya beberapa bagian yang retak dan berlubang. Bangunan pelengkap yang digunakan sebenarnya sudah tersedia di jalur yang lama seperti cermin cembung tikungan, guide post, guide rail, dan barrier pengaman samping lajur jalan (karena sebelah jalan merupakan jurang)

Untuk kondisi geometri lingkungan, berada di bukit, memiliki kemiringan yang curam, dan jari-jari tikungan yang kecil, sehingga untuk kendaraan yang besar sulit melakukan manuver. Selain itu juga jarak pandang di tikungan kurang dikarenakan tikungan yang tajam

1.5.2.Identifikasi Masalah

(17)

A.Kapasitas Geometri

Jembatan yang dibangun dipengaruhi faktor geometri jalan yang melintasinya. Pengaruh tersebut di antaranya :

1) Koordinasi aliyemen horizontal dengan bentang jembatan.

Pada perencanaan jembatan yang ideal sebaiknya lengkung horizontal atau tikungan tidak terletak pada jembatan, karena akan perlu perhitungan ketahanan struktur jembatan terhadap gaya sentrifugal dari lalu lintas kendaraan yang melintasi jembatan.

2) Koordinasi aliyemen vertikal dengan bentang jembatan

Jembatan sebaiknya tidak berpotongan dengan lengkung vertikal, hal ini untuk mengantisipasi penambahan perkerasan pada jembatan. Apabila kondisi terpaksa, maka penggunaan panjang lengkung bisa diambil yang paling kecil dari beberapa perhitungan yang ada.

3) Koordinasi aliyemen horizontal dengan aliyemen vertikal

Pada perencanaan ini, titik awal dengan elevasi eksisting terhubung dengan titik akhir dengan elevasi eksisting sehingga dengan kemiringan maksimum yang didapat harus bisa menghubungkan kedua titik tersebut. Demikian juga terhadap posisi koordinat dari kedua titik yang dihubungkan dengan aliyemen horizontal. Aliyemen horizontal dan vertikal kemudian dipastikan agar tidak saling overlap.

4) Lebar Jembatan

Lebar jembatan tergantung lebar jalan yang melintasinya, di mana dipengaruhi oleh kapasitas lalu lintas yang didapat dari data LHR yang menghasilkan derajat kejenuhan yang ideal.

5) Ruang Bebas Jembatan

Ruang bebas jembatan terdiri dari ruang bebas atas dan ruang bebas bawah. Ruang bebas atas meliputi ketersediaan untuk bangunan atas jembatan di mana ruang yang tersedia tidak terdapat gangguan seperti cabang pohon atau kabel dan lain – lain. Sedangkan untuk ruang bebas bawah dipengaruhi oleh tinggi jagaan terhadap muka air banjir.

(18)

yang rangkanya ditempatkan di bawah gelagar, sehingga memiliki nilai estetika yang lebih baik.

B.Kapasitas Perlintasan

Untuk perencanaan dengan kondisi perlintasan yang memerlukan peningkatan kapasitas (misalkan kebutuhan penambahan luas penampang melintang) atau kondisi perlintasan yang tanahnya berupa tanah lunak atau pada daerah sesar bisa direncanakan dengan normalisasi pada bagian perlintasannya, karena hal tersebut pun akan menunjang kestabilan jembatannya.

C.Kapasitas Struktur

Komponen struktur yang terdapat pada perencanaan ini di antaranya struktur atas berupa rangka baja, struktur bawah berupa abutmen dan fondasi, bangunan pengaman seperti rail, dan jaringan listrik.

D.Lingkungan

Aspek lingkungan memberi andil cukup besar pada perencanaan jembatan, seperti kondisi guna lahan, rencana tata ruang dan tata guna lahan di sekitar jembatan, ruang, tersedianya sumber daya dan fasilitas yang menunjang atau yang berpengaruh terhadap keberadaan dan rencana pembangunan jembatan seandainya jembatan perlu diganti.

1.5.3.Perumusan Masalah

Permasalahan yang dapat dirumuskan di antara sebagai berikut :

a. Apakah bentang yang digunakan (dihitung dari luar penampang sungai atau dari dalam penampang sungai) agar kebutuhan aliyemen horizontal dan vertikal terpenuhi?

b. Apakah diperlukan adanya peningkatan kapasitas aliran sungai pada jembatan Sigandul II?

(19)

d. Apakah penggunaan pilar pada perencanaan jembatan Sigandul II ini efektif dalam pelaksanaannya mengingat kondisi penampang sungai yang curam dan kedalaman tanah kerasnya?

1.5.4.Pembatasan Masalah

Kebutuhan kelengkapan bangunan atas, bawah, dan pelengkap tergantung permodelan jembatan di mana memungkinkan untuk tidak diperlukannya salah satu komponen jembatan. Sebagai contoh yaitu pilar jembatan, butuh tidaknya pilar ditentukan bentang, bahan konstruksi jembatan dan kondisi penampang sungai (perlintasan), sehingga bila dengan tidak adanya pilar tidak diperlukan perhitungan struktur pilar.

1.5.5.Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas Perencanaan Bangunan Sipil Jembatan ini dibagi menjadi beberapa bab dengan materi sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisikan latar belakang, maksud, tujuan, manfaat, diskripsi lokasi perencanaan, dan sistematika penulisan.

BAB II STUDI PUSTAKA

Bab ini berisi mengenai tinjauan umum, lalu lintas, aspek geometri, aspek tanah, aspek topografi, aspek hidrologi dan aspek konstruksi. BAB III METODOLOGI

Bab ini membahas mengenai tahapan-tahapan perencanaan yang terdiri dari tahap persiapan, perencanaan, pengumpulan data, analisa dan pengolahan data, perancangan struktur jembatan, gambar desain.

BAB IV PENYAJIAN DAN ANALISA DATA

Bab ini memuat analisa jalan eksisting, analisa data hidrologi, analisa geoteknik, pengolahan data yang terkumpul, baik itu data primer maupun data sekunder yang mendukung pada perhitungan konstruksi. BAB V PERANCANGAN TIPE JEMBATAN

(20)

BAB VI PERANCANGAN DETAIL STRUKTUR JEMBATAN

Bab ini membahas mengenai perhitungan komponen struktur atas, komponen struktur bawah dan komponen bangunan pelengkap jembatan. BAB VII PENUTUP

(21)

BAB II

STUDI PUSTAKA

2.1. Perencanaan Geometri 2.1.1.Kecepatan Rencana

Kecepatan rencana, VR, pada suatu ruas jalan adalah kecepatan yang dipilih sebagai dasar perencanaan geometrik jalan yang memungkinkan kendaraan-kendaraan bergerak dengan aman dan nyaman. VR ditetapkan dari Tabel 2.1 Kecepatan Rencana (Vr). Untuk kondisi medan yang sulit, VR suatu segmen jalan dapat diturunkan dengan syarat bahwa penurunan tersebut tidak lebih dari 20 km/jam.

Tabel 2.1 Kecepatan Rencana (Vr)

Fungsi Kecepatan Rencana, VR (km/jam)

Datar Bukit Pegunungan

Arteri 70 – 120 60 – 80 40 – 70

Kolektor 60 – 90 50 – 60 30 – 50

Lokal 50 – 70 30 – 50 20 – 30

Sumber: Tata Cara Perencanaan Geometri Jalan Antar Kota, 1997

2.1.2.Landai Maksimum

Kelandaian maksimum dimaksudkan untuk memungkinkan kendaraan bergerak terus tanpa kehilangan kecepatan yang berarti. Kelandaian maksimum didasarkan pada kecepatan truk yang bermuatan penuh yang mampu bergerak dengan penurunan kecepatan tidak lebih dari separuh kecepatan semula tanpa harus menggunakan gigi rendah. Kelandaian maksimum untuk berbagai VR ditetapkan dapat dilihat dalam tabel berikut.

Tabel 2.2 Kelandaian Maksimum yang Diizinkan

VR (km/jam) 120 110 100 80 60 50 40 < 40

Kelandaian

Maksimal (%) 3 3 4 5 8 9 10 10

(22)

2.1.3.Panjang Kritis

Panjang kritis yaitu panjang landai maksimum yang harus disediakan agar kendaraan dapat mempertahankan kecepatannya sedemikian sehingga penurunan kecepatan tidak lebih dari separuh VR. Lama perjalanan tersebut ditetapkan tidak lebih dari satu menit. Panjang kritis dapat ditetapkan dari tabel berikut .

Tabel 2.3 Panjang Kritis

Kecepatan pada awal tanjakan km / jam

Kelandaian ( % )

4 5 6 7 8 9 10

80 630 460 360 270 230 230 200

60 320 210 160 120 110 90 80

2.1.4.Aliyemen Horisontal

Alinyemen horizontal adalah proyeksi sumbu jalan pada bidang horizontal. Alinyemen horizontal terdiri dari bagian lurus (tangent) dan bagian lengkung (disebut tikungan). Bentuk tikungan terdiri atas 3 yaitu:

1. Full Circle (FC), yaitu tikungan yang berbentuk busur lingkaran secara penuh. Tikungan ini memiliki satu titik pusat lingkaran dengan jari-jari yang seragam. 2. Spiral-Circle-Spiral (SCS), yaitu tikungan yang terdiri dari 1 lengkung lingkaran

dan 2 lengkung spiral.

3. Spiral-Spiral (SS), yaitu beberapa tikungan majemuk yang memiliki bebrapa radius tikungan, yang dapat terdiri dari 3 lengkung/lebih.

Geometri pada bagian lengkung didesain sedemikian rupa dimaksudkan untuk mengimbangi gaya sentrifugal yang diterima oleh kendaraan yang berjalan pada kecepatan rencana. Untuk keselamatan pemakai jalan, jarak pandang dan daerah bebas samping jalan, maka alinyemen horizontal harus dipertimbangkan secara akurat.

(23)

Gambar 2.1 Diagram Alir Pemilihan Tipe Lengkung Horisontal

1) Aliyemen Vertikal

Alinyemen vertikal adalah proyeksi sumbu jalan tegak lurus bidang vertikal yang terdiri dari bagian landau vertikal dan bagian lengkung vertikal. Alinyemen vertikal merupakan garis potong yang dibentuk oleh bidang vertikal melalui sumbu jalan. Alinyemen vertikal ini bisa disebut dengan penampang memanjang jalan. Alinyemen vertikal terdiri atas bagian lurus dan bagian lengkung, yaitu:

Start

Input Δ, VR,

e

maks

Hitung Rmin

Tentukan Rdesain

Hitung Geometri Tikungan (Ts,

Es, θs, Lc, P, Ls

Asumsi awal S-C-S

Lc < 25 m

P < 0,25 m Tidak

Ya

S-S

Ya

FC

Tidak

e < 0,04 atau (1,5 en)

Ya

FC

Tidak

S-C-S

(24)

a. Bagian lurus dapat berupa landai positif (tanjakan), atau landau negatif (turunan), atau juga landau nol (datar)

b. Bagian lengkung vertikal dapat berupa lengkung cekung atau lengkung cembung.

2.2. Analisa Lalu Lintas

Hal - hal yang perlu dipertimbangkan dalam perencanaan jembatan ditinjau dari segi lalu lintas, antara lain :

2.2.1.Klasifikasi menurut Medan Jalan

Medan jalan diklasifikasikan berdasarkan sebagian besar kemiringan medan yang diukur tegak lurus garis kontur. Klasifikasi menurut medan jalan untuk perencanaan geometrik dapat dilihat dalam tabel di bawah ini.

Tabel 2.4 Klasifikasi menurut Medan

No Jenis Medan Notasi Kemiringan Medan (%)

1. Datar D < 3

2. Perbukitan B 3 – 25

3. Pegunungan G > 25

2.2.2.Nilai Ekivalensi Mobil Penumpang

Nilai Ekivalensi Mobil Penumpang (emp) merupakan koefisien yang digunakan untuk mengekuivalensikan berbagai jenis kendaraan kedalam satuan mobil peumpang (smp). Nilai konversi dari berbagai jenis kendaraan dilampirkan seperti pada berikut.

Tabel 2.5 Ekivalensi Kendaraan Penumpang (emp) untuk Jalan 2/2

Tipe Alinyemen

Arus total

(kend/jam) MHV LB LT

MC

Lebar jalur lalu-lintas (m) < 6 m 6 – 8 m > 8 m

(25)

Tipe Alinyemen

Arus total

(kend/jam) MHV LB LT

MC

Lebar jalur lalu-lintas (m) < 6 m 6 – 8 m > 8 m

Bukit 0 650 1100 ≥ 1600 1,8 2,4 2,0 1,7 1,6 2,5 2,0 1,7 5,2 2,0 4,0 3,2 0,7 1,0 0,8 0,5 0,5 0,8 0,6 0,4 0,3 0,5 0,4 0,3 Gunung 0 450 900 ≥ 1350 3,5 3,0 2,5 1,9 2,5 3,2 2,5 2,2 6,0 5,5 5,0 4,0 0,6 0,9 0,7 0,5 0,4 0,7 0,5 0,4 0,2 0,4 0,3 0,3 Sumber: MKJI, 1997

2.2.3.Analisa Kapasitas

Berdasarkan MKJI, 1997 perhitungan kapasitas jalan luar kota menggunakan rumus:

�= �0 × �� × ��_�� × ��_�� (��/��) (1)

Di mana

C = Kapasitas

Co = Kapasitas dasar (smp/jam)

FCW = Faktor penyesuaian akibat lebar jalur lalu-lintas FCSP = Faktor penyesuaian akibat pemisah arah

FCSF = Faktor penyesuaian akibat hambatan samping

2.2.3.1. Kapasitas dasar (Co)

Tabel 2.6 Kapasitas Dasar Jalan Luar Kota 2/2UD

Tipe Jalan / Tipe Alinyemen

Kapasitas dasar total kedua arah (smp/jam)

Dua lajur tak-terbagi

- Datar - Bukit - Gunung 3100 3000 2900

(26)

2.2.3.2. Faktor penyesuaian akibat lebar jalur lalu-lintas (FCW)

Tabel 2.7 Faktor Penyesuaian Kapasitas akibat Lebar Jalur Lalu-Lintas (FCW)

Tipe Jalan Lebar efektif jalur-lalu-lintas (Wc) (m) FCW

Empat-lajur terbagi Enam-lajur terbagi

Per Lajur

3,00 0,91

3,25 0,96

3,50 1,00

3,75 1,03

Empat-lajur tak terbagi

Per Lajur

3,00 0,91

3,25 0,96

3,50 1,00

3,75 1,03

Dua-lajur tak-terbagi

Total kedua arah

5 0,69

6 0,91

7 1,00

8 1,08

9 1,15

10 1,21

11 1,27

Sumber: MKJI, 1997

2.2.3.3. Faktor penyesuaian akibat pemisah arah (FCSP)

Tabel 2.8 Faktor Penyesuaian Kapasitas akibat Pemisah Arah (FCSP)

Pemisah arah SP %-% 50-50 55-45 60-40 65-35 70-30

FCSPB Dua-lajur 2/2 1,00 0,97 0,94 0,91 0,88 Empat-lajur 4/2 1,00 0,975 0,95 0,925 0,90

2.2.3.4. Faktor penyesuaian akibat hambatan samping (FCSF)

(27)

Tabel 2.9 Kelas Hambatan Samping

Frekuensi berbobot dari kejadian (ke dua

sisi jalan) Kondisi khas Kelas hambatan samping < 50

50 – 149

150 – 249 250 – 350

> 350

Pedalaman, pertanian / tidak berkembang; tanpa kegiatan

Pedalaman, beberapa bangunan dan kegiatan di samping jalan

Desa, kegiatan dan angkutan lokal Desa, beberapa kegiatan pasar

Hampir perkotaan, pasar/kegiatan perdagangan Sangat Rendah Rendah Sedang Tinggi Sangat Tinggi VL L M H VH

Tabel 2.10 Faktor Penyesuaian Kapasitas akibat Hambatan Samping (FCSF) Tipe jalan Kelas hambatan samping

Faktor penyesuaian akibat hambatan samping (FCSF)

Lebar bahu efektif (Ws)

≤ 0,5 1,0 1,5 ≥ 2,0

4/2 D

VL 0,99 1,00 1,01 1,03

L 0,96 0,97 0,99 1,01

M 0,93 0,95 0,96 0,99

H 0,90 0,92 0,95 0,97

VH 0,88 0,90 0,93 0,96

2/2 UD 4/2 UD

VL 0,97 0,99 1,00 1,02

L 0,93 0,95 0,97 1,00

M 0,88 0,91 0,94 0,98

H 0,84 0,87 0,91 0,95

VH 0,80 0,83 0,88 0,93

2.2.3.5. Derajat Kejenuhan

Degree of Saturation digunakan untuk mengetahui apakah

prediksi volume kendaraan yang melewati jalan apakah lebih banyak dibanding kapasitas jalan. Berdasarkan Permen PU No. 19/PRT/M/2011, derajat kejenuhan maksimal untuk jalan arteri/kolektor adalah 0,85

�� =��

(28)

2.3. Aspek Tanah

Tinjauan aspek tanah pada perencanaan jembatan ini meliputi tinjauan terhadap data-data tanah yang ada seperti : nilai kohesi, sudut geser tanah, γ tanah, nilai California Bearing Ratio (CBR), kadar air tanah dan void ratio agar dapat ditentukan jenis pondasi yang akan digunakan, kedalaman pondasi serta dimensinya. Selain data-data tanah tanah di atas juga dapat untuk menentukan jenis perkuatan tanah dan kestabilan lereng(stabilitas tanah) guna mendukung keamanan dari struktur yang akan dibuat.

Penyelidikan tanah untuk perencanaan pondasi jembatan dimaksudkan untuk mengetahui daya dukung tanah (DDT) yang dilakukan dengan penyelidikan boring atau sondir di lokasi yang direncanakan sebagai lokasi abutment.

Selanjutnya untuk mengetahui jenis, ukuran dan sifat-sifat dari tanah dilakukan pengujian tanah, baik secara visual di lapangan maupun pengetesan di laboratorium mekanika tanah.

Penyelidikan tanah untuk perencanaan pondasi jembatan dimaksudkan untuk mengetahui daya dukung tanah dasar setempat untuk perencanaan pondasi jembatan. Daya dukung tanah (DDT) dilakukan dengan penyelidikan boring atau sondir sedangkan untuk mengetahui jenis, ukuran dan sifat-sifat tanah dilakukan pengujian tanah baik dengan cara pengamatan visual di lapangan maupun dengan pengetesan tanah di laboratorium mekanika tanah. Kemudian dengan pengeboran serta pengambilan contoh tanah dari lokasi akan didapat informasi data tanah secara benar dan teliti. Secara umum hal-hal yang diperlukan untuk perencanaan pondasi jembatan antara lain sebagai berikut: a. Kemampuan tanah (daya dukung tanah)

b. Penurunan yang terjadi harus minimal c. Terjadinya penurunan harus merata

d. Tegangan yang terjadi harus lebih kecil dari daya dukung tanah

Dalam perencanaan pondasi, besaran tanah yang harus diperhitungkan adalah daya dukung tanah dan letak lapisan tanah keras. Daya dukung tanah yang telah dihitung harus lebih besar dari beban ultimat yang telah dihitung. Pada perhitungan pondasi digunakan analisa kapasitas daya dukung menurut Terzaghi, seperti yang tertera pada rumus di bawah ini.

(29)

Dimana :

Qult = daya dukung ultimate tanah dasar (t/m2) c = kohesi tanah dasar (t/m2)

γ = berat isi tanah dasar (t/m3) B = D = lebar pondasi (meter) Df = kedalaman pondasi (meter) Nγ, Nq, Nc = faktor daya dukung Terzaghi Ap = luas dasar pondasi (m2) L = panjang pondasi (m)

Tabel 2.11 Nilai - Nilai Daya Dukung Terzaghi

φ Nc Keruntuhan Geser Umum Nq Nγ N’c Keruntuhan Geser Lokal N’q N’γ

0 5.7 1.0 0.0 5.7 1.0 0.0

5 7.3 1.6 0.5 6.7 1.4 0.2

10 9.6 2.7 1.2 8.0 1.9 0.5

15 12.9 4.4 2.5 9.7 2.7 0.9

20 17.7 7.4 5.0 11.8 3.9 1.7

25 25.1 12.7 9.7 14.8 5.6 3.2

30 37.2 22.5 19.7 19.0 8.3 5.7

34 52.6 36.5 35.0 23.7 11.7 9.0

35 57.8 41.4 42.4 25.2 12.6 10.1

40 95.7 81.3 100.4 34.9 20.5 18.8

45 172.3 173.3 297.5 51.2 35.1 37.7

48 258.3 287.9 780.1 66.8 50.5 60.4

50 347.6 415.3 1153.2 81.3 65.6 87.1

Sehubungan dengan persamaan kapasitas daya dukung tanah seperti di atas,

maka γ1 kedudukan muka air tanah juga dapat dipengaruhi besarnya ultimate bearing capacity (daya dukung tanah). Apabila muka air tanah berada tepat pada dasar pondasi

maka Dr. γo diambil dengan γsub (submerged) yaitu satuan berat tanah dalam dalam keadaan jenuh air ( γsub = γsat – γair ). Apabila muka air tanah berada di atas dasar pondasi maka :

Dr. γo harus diganti dengan Df1. γo + D12. γsub

Keterangan :

(30)

. γsub = Satuan berat tanah dibawah muka air tanah

Kontrol daya dukung tanah terhadap abutment sesuai dengan persamaan berikut ini.

�= ∑ �

� ±

∑ �+∑ ��

� ≤ �� (4)

Di mana :

SF = safety factor 1.5 ~ 3 B = lebar abutment L = panjang abutment

A = Luas bidang bawah pondasi W = 1/6 x L x B2

V = gaya vertikal ( ton)

MV = jumlah momen vertical yang terjadi MH = jumlah momen vertical vertical yang terjadi

2.4. Hidrologi

Analisis hidrologi diperlukan untuk mencari besarnya nilai debit banjir rencana, elevasi banjir tertinggi, dan kedalaman penggerusan (socuring) yang nantinya digunakan untuk menentukan tinggi bebas (clearance) jembatan dari muka air tertinggi.

2.4.1.Periode Ulang

Interval yang berulang ini biasanya disebut dengan frekwensi. Dalam perhitungan periode ulang ini dipakai Metode Gumbel.

Tabel 2.12 Nilai Variasi Yt

Periode Ulang Variasi yang berkurang (Yt)

2 5 10 25 50 100

(31)

Tabel 2.13 Nilai Yn

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 20 30 40 50 60 70 80 90 0,4952 0,5225 0,5362 0,5436 0,5485 0,5521 0,5548 0,5569 0,5586 0,4996 0,5252 0,5371 0,5422 0,5489 0,5534 0,5552 0,5570 0,5587 0,5035 0,5258 0,5350 0,5448 0,5493 0,5527 0,5555 0,5572 0,5589 0,5070 0,5283 0,5388 0,5453 0,5497 0,5530 0,5555 0,5574 0,5591 0,5100 0,5296 0,5402 0,5458 0,5501 0,5533 0,5557 0,5576 0,5592 0,5128 0,5309 0,5402 0,5463 0,5504 0,5535 0,5559 0,5578 0,5593 0,5157 0,5320 0,5410 0,5468 0,5508 0,5538 0,5561 0,5580 0,5595 0,5181 0,5332 0,5418 0,5473 0,5511 0,5540 0,5563 0,5581 0,5596 0,5202 0,5343 0,5426 0,5477 0,5519 0,5543 0,5565 0,5583 0,5598 0,5220 0,5353 0,5432 0,5481 0,5518 0,5545 0,5567 0,5585 0,5599

Tabel 2.14 Nilai Sn

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 20 30 40 50 60 70 80 90 0,9496 0,0628 0,1124 0,1413 0,1607 0,1747 0,1259 0,1538 0,2007 0,9676 1,0696 1,1159 1,1436 1,1623 1,1759 1,1863 1,1945 1,2013 0,9833 1,0696 1,1159 1,1436 1,1623 1,1759 1,1663 1,1945 1,2020 0,9971 1,0811 1,1226 1,1480 1,1658 1,1782 1,1881 1,1959 1,2026 1,0095 1,0864 1,1255 1,1499 1,1667 1,1793 1,1890 1,1967 1,2032 1,0206 1,0915 1,1285 1,1519 1,1681 1,1803 1,1898 1,1973 1,2028 1,0316 1,0961 1,1313 1,1538 1,1696 1,1814 1,1906 1,1980 1,2066 1,0411 1,1004 1,1339 1,1557 1,1708 1,1824 1,1915 1,1987 1,2049 1,0493 1,1047 1,1363 1,1574 1,1721 1,1834 1,1923 1,1994 1,2055 1,0565 1,1086 1,1388 1,1590 1,1734 1,1844 1,1930 1,2001 1,2060

2.4.2.Debit Banjir

Perhitungan debit banjir yang digunakan adalah dengan metode Rasional Mononobe dengan rumus sebagai berikut :

� =� × � × �

3,6 (5)

Di mana:

C = koefisien pengaliran (run off)

I = intensitas curah hujan rata-rata (mm/jam) A = daerah pengaliran (km²)

I = 90 100×�

Xt

4� (6)

Di mana:

I = intensitas curah hujan rata-rata selama t jam (mm/jam) Xt = curah hujan 24 jam (mm)

�= �

(32)

�= 72 ×��

�� 0,6

2.4.3.Tinggi Muka Air Banjir

Untuk menentukan tinggi muka air banjir, ditentukan terlebih dahulu luas permukaan basah (A) dengan membagi debit (Q) dengan kecepatan pengaliran (V).

� =�

� (7)

2.4.4.Gerusan

Penggerusan terjadi apabila pilar di tengah sungai yang mengikis lapisan dasar sungai. Dalamnya penggerusan dihitung berdasarkan beberapa faktor, yaitu:

2.4.4.1. Faktor lempung Lacey

Tabel 2.15 Faktor Penggerusan Lacey

No Tipe Material Diameter Faktor

1. Lanau sangat halus 0,052 0,4

2. Lanau halus 0,12 0,8

3. Lanau sedang 0,233 0,85

4. Lanau 0,322 1

5. Pasir 0,505 1,25

6. Pasir kasar 0,725 1,5

7. Kerikil 0,29 2

Sumber: DPU Bina Marga Dati 1 Jawa Tengah

2.4.4.2. Kedalaman penggerusan

Tabel 2.16 Kedalaman Penggerusan

No Kondisi Aliran Penggerusan Maks

1. Aliran lurus 1,27 D

2. Aliran belok 1,5 D

3. Aliran belok tajam 1,75 D

4. Belokan sudut lurus 2 D

5. Hidung pilar 2 D

(33)

Formula Lacey:

1. Untuk L < w, d = H x (L/W) 0,6 2. Untuk L < w, d = 0,473 x (Q/f) 0,333

Keterangan :

L = Bentang jembatan W = Lebar alur sungai H = Tinggi banjir rencana F = Faktor lempung

2.5. Pemilihan Lokasi Jembatan

Penentuan lokasi & layout jembatan tergantung pada kondisi lalulintas. Secara umum, suatu jembatan berfungsi untuk melayani arus lalulintas dengan baik, kecuali bila terdapat kondisi – kondisi khusus. Prinsip dasar dalam pembangunan jembatan adalah

“jembatan untuk jalan raya, tetapi bukan jalan raya untuk jembatan” (Troitsky, 1994).

Oleh karenanya kondisi lalulintas yang berbeda – beda dapat mempengaruhi lokasi jembatan pula.

Panjang – pendeknya bentang jembatan akan disesuaikan dengan lokasi jalan setempat. Penentuan bentangnya dipilih yang sangat layak dari beberapa alternatif bentang pada beberapa lokasi yang telah diusulkan. Beberapa pertimbangan terhadap lokasi akan sangat didasarkan pada kebutuhan.

2.6. Layout Jembatan

Setelah lokasi jembatan ditentukan, variabel berikutnya yang penting pula sebagai pertimbangan adalah layout jembatan terhadap topografi setempat. Pada awal perkembangan sistem jalan raya, standart jalan raya lebih rendah dari jembatan. Biaya investasi jembatan merupakan proporsi terbesar dari total biaya jalan raya. Sebagai konsekuiensinya, struktur tersebut hamper selalu dibangun pada tempat yang ideal untuk memungkinkan bentang jembatan sangat pendek, fondasi dapat dibuat sehematnya, dan melintasi sungai dengan layout berbentuk square layout.

(34)

1) Pandangan Ahli Jembatan. Perlintasan yang tegak lurus sungai, jurang atau jalan rel

lebih sering dipilih, daripada perlintasan yang membentuk aliyemen yang miring. Penentuan ini didasarkan pada aspek teknis & ekonomi. Waddel (1916) menyatakan bahwa struktur yang dibuat pada aliyemen yang miring adalah abominasi dalam lingkup rekayasa jembatan.

2) Struktur jembatan yang sederhana. Merupakan suatu kenyataan untuk struktur

jembatan yang relatif sederhana sering diabaikan terhadap aliyemen jalan. Para ahli jalan sering menempatkan aliyemen jalan sedemikian hingga struktur jembatan merupakan bagian penuh dari aliyemen rencana jalan tersebut. Sehingga apabila melalui sungai seringkali kurang memperhatikan layout secara cermat.

3) Layout jembatan bentang panjang. Sebagai suatu struktur bertambahnya tingkat

kegunaan jalan dan panjang bentang merupakan hal yang cukup penting untuk menentukan layout. Pada kasus seperti ini, dalam menentukan bagaimana layout jembatan yang sesuai perlu diselaraskan oleh kedua ahli tersebut guna menekan biaya konstruksi. Banyak faktor yang mempengaruhinya, salah satunya adalah sudut yang dibentuk terhadap bidang aliyemen.

Dari keterangan – keterangan di atas, dapat dikatakan bahwa bentang jembatan skewed layout lebih panjang disbanding square layout. Dapat diketahui hubungan antara besarnya sudut yang dibentuk terhadap biaya konstruksi jalan dan jembatan. Untuk memberikan pengertian tentang square layout & skewed layout, lihat.

(35)

Dari gambar di atas, bila panjang bentang square layout L dengan biaca C sec ϕ,

maka pada skewed layout bentang jembatan menjadi L.sec ϕ & biaya konstruksi C.sec ϕ.

Bila melihat alternative pemilihan lokasi & layout pada Gambar 2.2 Perbandingan antara

Square Layout & Skewed Layout, perlu dikaji secara numeris perbandingan biaya

konstruksi akibat pemanjangan jalur jalan & bentang jembatan. Secara numeris dapat diberikan gambaran sebagai berikut ini.

1) Biaya konstruksi jalan per satuan panjang dinotasikan dengan KH, & biaya konstruksi jembatan per satuan panjang KB.

2) Panjang jalur alternatif I dinotasikan H1 & alternatif II, H2, & panjang jembatan pada jalur I, L1 sedangkan jalur II dinotasikan dengan L2.

Maka biaya konstruksi jalan jalur I setidak – tidaknya harus lebih kecil atau sama dengan jalur II, yang dapat dirumuskan sebagai berikut ini.

(�₁− �1)�_�+�1�_� ≤(�2− �2)�_�+�2�_�

(�₁− �₂)�_� ≤(�_�− �_�)(�₂− �₁)

bila dibagi dengan KH, menjadi : (�₁− �₂)≤ ��

��−1�(�2− �1)

bila diambil, �= ��

�� akan didapatkan :

(�₁ − �₂) ≤(� −1)(�₂− �₁) (8)

Dari persamaan di atas terlihat bahwa biaya konstruksi penambahan panjang jalur jalan masih lebih kecil dibandingkan dengan biaya penambahan panjang jembatan. Oleh karena itu dlaam hal ini perlu dibuat suatu keputusan yang cermat & seksama oleh para ahli jembatan & ahli jalan.

2.7. Pertimbangan Layout Jembatan Melintasi Sungai

(36)

2.7.1.Persilangan pada sungai (main channel) & lembah datar (valley flats)

Layout jembatan sebaiknya ditempatkan pada bagian lembah yang sempit & sungainya cukup lebar (Gambar 2.3 Layout jembatan yang melintasi sungai & lembah datar).

Persilangan antara sungai jembatan sedemikian sehingga membentuk siku (square layout). Bila layout berupa skewed layout akan terjadi gerusan pada pilar, & akibatnya dapat tererosi pada bagian dasarnya. Kondisi ini akan lebih berbahaya bila arus sungai mempunyai kecepatan yang sangat tinggi.

Gambar 2.3 Layout jembatan yang melintasi sungai & lembah datar

2.7.2.Sungai & tributary

Pada daerah ini kemungkinan akan banyak terjadi sedimentasi, jembatan sebaiknya tidak ditempatkan secara langsung di sebelah hilit mulut tributary seperti oleh Potongan I-I Gambar 2.4 Perlintasan jembatan pada sungai & tributary. Tidaklah tepat pula, bila ditempatkan dekat hulu percabangan sungai (Potongan II-II). Oleh karena itu, dipilih bagian sungai yang tidak memiliki percabangan sehingga hanya ada satu jembatan yang perlu dibangun.

(37)

2.7.3.Sungai permanen

Perubahan arus atau arus yang berkelok – kelok (meandering stream) seringkali mengharuskan persilangan jembatan lebih panjang. Sehingga biaya kontruksi biasanya lebih mahal. Selain panjangnya bentang jembatan, juga pilar yang dibuat akan sangat dalam. Pada Gambar 2.5 Alternatif perlintasan jembatan di atas sungai permanen, ditunjukkan beberapa sketsa tipikal (A & B) pada lokasi sungai yang berbeda-beda. Sketsa A adalah tipikal melintang saluran utama dengan kondisi lereng yang stabil di tepi kanannya & bantaran yang datar di sisi lainnya. Bila saluran utama sungai stabil & permanen, maka cukup dibangun dua bentang jembatan & pada sisi bantaran dihubungkan dengan viaduct. Sehingga biaya konstruksi per satuan panjang dapat lebih kecil.

Bila arus sungai berubah-ubah sepanjang bantaran selama perkiraan umur jembatan (life time of bridge), lebih tepat dibangun sketsa tipikal B. Kondisi ini akan lebih menguntungkan agar daerah bantaran jembatan tipikal A tidak mengalami kerusakan akibat gerusan & erosi di dasar sungai.

Gambar 2.5 Alternatif perlintasan jembatan di atas sungai permanen

2.7.4.Pengalihan / perbaikan aliran sungai

Pada sungai dengan tipikal meander sangat tidak efisien bila dibangun jembatan mengikuti jemlah sungai yang akan dilintasi. Untuk itu sebaiknya dibuat

sudetan untuk merubah arah aliran sungai yang berbelok-belok, sehingga jembatan

(38)

Pengalihan / perbaikan aliran sungai dimungkinkan pula dibuat pada persilangan yang membentuk sudut tertentu (skewed layout). Pada keadaan seperti ini, justru kebalikan dari kasus yang pertama, alur sungai dapat dibuat berkelak-kelok & pada bagian persilangan dibuat siku (square layout) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6 Pengalihan / perbaikan alur sungai (b). Pengalihan / perbaikan aliran tersebut perlu memperhatikan aspek hidraulika sungai.

Gambar 2.6 Pengalihan / perbaikan alur sungai

2.8. Struktur Jembatan

Pada jembatan baja, bentuk rangka pada jembatan secara umum terdiri dari beberapa jenis bentuk rangka, antara lain Baltimore, Howe, Pratt, K, Warren, dan

Through Warren. Jembatan beton umumnya berupa gelagar atau Prestress.

2.8.1.Bangunan Atas

Bangunan atas jembatan secara umum terdiri dari :

(39)

2. Gelagar melintang merupakan komponen jembatan yang letaknya melintang arah jembatan.

3. Lantai jembatan berfungsi sebagai penahan lapisan perkerasan yang menahan beban langsung lalu lintas yang melewati jembatan.

4. Perletakan adalah penumpu abutmen yang berfungsi menyalurkan semua beban jembatan ke abutmen diteruskan ke pondasi.

5. Pelat injak berfungsi menghubungkan jalan dan jembatan sehingga tidak terjadi perubahan ketinggian yang terlalu mencolok pada keduanya.

6. Sandaran merupakan pembatas antara daerah kendaraan dengan tepi jembatan yang berfungsi sebagai pengaman bagi pemakai lalu lintas yang melewati jembatan tersebut.

Berdasarkan Bridge Manual Design BMS 1992, bangunan atas jembatan dapat dikelompokkan sesuai jenis konstruksinya. Hal ini seperti yang ditunjukkan pada.

Tabel 2.17 Jenis Bangunan Atas Jembatan

No Jenis Bangunan Atas Variasi

Bentang

Perbandingan

H/L Tipikal Penampilan

A Konstruksi Kayu :

1 Jembatan balok dengan lantai

urug / lantai papan 5 ~ 20 m 1/15 Kurang

2 Gelagar kayu gergaji dengan

papan lantai 5 ~ 10 m 1/5 Kurang

3 Rangka lantai atas dengan papan

kayu 20 ~ 50 m 1/5 Kurang

4 Gelagar baja dengan lantai papan

kayu 5 ~ 35 m 1/17 ~ 1/30 Kurang

B Konstruksi Baja :

1 Gelagar baja dengan lantai pelat

baja 5 ~ 25 m 1/25 ~ 1/27 Kurang

2

Gelagar baja dengan lantai beton

komposit (bentang sederhana &

menerus)

15 ~ 50 m 1/20 Fungsional

3 Rangka lantai bawah dengan

pelat beton 30 ~ 100 m 1/8 ~ 1/11 Kurang

(40)

No Jenis Bangunan Atas Variasi Bentang

Perbandingan

H/L Tipikal Penampilan

C Konstruksi Beton Bertulang :

1 Pelat beton bertulang 5 ~ 10 m 1/12,5 Fungsional

2 Pelat berongga 10 ~ 18 m 1/18 Fungsional

3 Gelagar beton T 6 ~ 25 m 1/12 ~ 1/15 Fungsional

4 Lengkung beton (Parabola) 30 ~ 70 m 1/30 Estetik

D Jembatan Beton Pratekan :

1 Segmen pelat 6 ~ 12 m 1/20 Fungsional

2 Gelagar I dengan lantai

komposit, bentang menerus 20 ~ 40 m 1/17,5 Fungsional

3 Gelagar T pasca penegangan 20 ~ 45 m 1/16,5 ~

1/17,5 Fungsional

4 Gelagar boks menerus,

pelaksanaan kantilever 6 ~ 150 m 1/18 ~ 1/20 Estetik

Sumber : Bridge Manual Design BMS 1992

2.8.2.Bangunan Bawah

Bangunan bawah terdiri dari :

2.8.2.1. Pangkal / Abutment

Abutment / pangkal menyalurkan gaya vertikal dan horisontal dari bangunan atas ke pondasi dengan fungsi tambahan untuk mengadakan peralihan tumpuan dari timbunan jalan pendekat ke bangunan atas jembatan. Tiga jenis pangkal / abutment di antaranya :

A.Pangkal tembok penahan

Dinamakan demikian karena timbunan jalan tertahan dalam batas-batas pangkal dengan tembok penahan yang didukung oleh pondasi.

B. Pangkal kolom “Spill-Through”.

(41)

rangkaian kolom-kolom pada pondasi atau secara sederhana terdiri dari balok kepala yang didukung langsung oleh tiang-tiang.

C.Pangkal tanah bertulang.

Ini adalah sistem paten yang memperkuat timbunan agar menjadi bagian pangkal.Untuk lebih jelasnya, jenis pangkal/ Abutment dapat dilihat di bawah ini :

Tabel 2.18 Jenis Pangkal Tipikal

Sumber : Bridge Manual Design BMS 1992

Dalam hal ini perhitungan Abutment meliputi :

1. Menentukan bentuk dan dimensi rencana penampang abutment serta mutu beton serta tulangan yang diperlukan.

2. Menentukan pembebanan yang terjadi pada abutment :

a. Beban mati berupa rangka baja, lantai jembatan, trotoar, perkerasan jembatan (pavement), sandaran, dan air hujan.

b. Beban hidup berupa beban merata dan garis serta beban di trotoar. c. Beban sekunder berupa beban gempa, tekanan tanah aktif, rem dan

(42)

3. Menghitung momen, gaya normal dan gaya geser yang terjadi akibat kombinasi dari beban – beban yang bekerja.

4. Mencari dimensi tulangan dan cek apakah abutment cukup memadai untuk menahan gaya – gaya tersebut.

5. Ditinjau juga kestabilan terhadap sliding dan bidang runtuh tanah. 6. Ditinjau juga terhadap settlement ( penurunan tanah ).

2.8.2.2. Pondasi

Pondasi menyalurkan beban-beban terpusat dari bangunan bawah kedalam tanah pendukung dengan cara sedemikian rupa, sehingga hasil tegangan dan gerakan tanah dapat dipikul oleh struktur keseluruhan. Alternatif tipe pondasi menurut Christady. Hary, Teknik Pondasi 1, Erlangga, Jakarta, 1996 yang dapat digunakan untuk perencanaan jembatan antara lain :

A.Pondasi Telapak / Langsung

1. Termasuk pondasi dangkal (D / B < 4) D = Kedalaman alas pondasi

B = Lebar terkecil alas pondasi Jenis pondasi ini digunakan apabila :

- Letak tanah keras relatif dangkal 0,60 ~ 2 m atau maksimal 5 m.

- Kapasitas dukung ijin tanah > 2,0 kg/cm2

- Untuk pondasi jembatan kedalaman alas pondasi terletak > 3 m di bawah dasar sungai / tanah setempat dan bebas dari bahaya penggerusan vertikal maupun horisontal.

2. Bentangan jembatan sedemikian rupa sehingga tidak mengurangi profil basah sungai.

3. Penggunaan pondasi langsung/ dangkal pada jembatan sama sekali tidak disarankan pada sungai-sungai yang dapat diperkirakan perilakunya (gerusan, benda-benda hanyutan) pada waktu banjir. 4. Pondasi pangkal jembatan/ abutment

- Aman terhadap geser dan guling (n > 1,5)

- H < tinggi kritis timbunan (H)

(43)

Dimana :

- Nilai Nc berkisar 5,5 ~ 5,7

- Cu (kuat geser undrained) dari hasil sondir, direct shear test atau triaxial test.

- Faktor aman diambil 1,5 ~ 3,0

B. Pondasi Sumuran

1. Pondasi sumuran digunakan untuk kedalaman tanah keras maksimal 15 m. Daya dukung ijin tanah > 3,0 kg/cm2 atau 4 = D / B < 10. 2. Pondasi sumuran dibuat dengan cara menggali tanah berbentuk

lingkaran r minimum berdiameter 80 cm (pekerja masih dapat masuk).

3. Usahakan digunakan pondasi sumuran berdiameter > 3 m untuk lebih menjamin kemudahan mengambil tanah dan lebih mudah penanganannya bila terjadi penyimpangan dalam pelaksanaan penurunan sumuran.

4. Tidak dianjurkan pelaksanaan penurunan sumuran dengan cara penggalian terbuka karena akan merusak struktur tanah disekitar sumuran (gaya gesekan tanah dengan sumuran menjadi hilang). 5. Pada pangkal jembatan perlu diperhitungkan terhadap bahaya

penggerusan dan tinggi kritis timbunan.

6. Untuk pondasi jembatan kedalaman alas pondasi terletak > 4 m di bawah dasar sungai/ tanah setempat dan bebas dari bahaya penggerusan vertikal maupun horisontal.

C.Pondasi Bored Pile

(44)

D.Pondasi Tiang Pancang

1. Pondasi tiang pancang, umumnya digunakan jika lapisan tanah keras / lapisan pendukung beban berada jauh dari dasar sungai dan kedalamannya 8 ~ 40 m atau D / B > 10.

2. Tiang-tiang tersebut disatukan oleh poer / pile cap. Bentuk penampang tiang dapat berbentuk lingkaran, segi empat, segi delapan, atau tak beraturan.

3. Jika dalam pemancangan terdapat tanah cukup keras atau lapisan dengan nilai tahanan konus qc = 60 ~ 80 kg/cm2, agar terjadi tanah cukup keras atau besar perlu dilakukan penggalian dahulu (preboring).

Menurut BMS 1992 jenis pondasi yang dapat digunakan ditunjukkan dalam tabel di bawah ini :

Tabel 2.19 Dimensi Pondasi Tipikal dan Beban Rencana Keadaan

Butir Pondasi

Langsung Sumuran

Tiang Pancang Baja Tiang H Baja Tiang Pipa Tiang Beton Bertulang Pracetak Tiang Beton Pratekan Pracetak Diameter Nominal (mm)

- 3000

100 x 100 sampai 400 x 400

300 sampai 600 300 sampai 600 400 sampai 600 Kedalaman Maksimum (m)

5 15 Tidak

terbatas

Tidak

terbatas 30 60

Kedalaman Optimum (m) 0,3 sampai 3 7 sampai 9 7 sampai 40 7 sampai 40 12 sampai 15 18 sampai 30 Beban Maksimum ULS (kN) untuk keadaan biasa

20000 + 20000 + 3750 3000 1300 13000

Variasi optimum beban ULS (kN) - - 500 sampai 1500 600 sampai 1500 500 sampai 1000 500 sampai 5000

(45)

2.9. Analisa Struktur

Perencanaan struktur jembatan yang ekonomis dan memenuhi segi aspek keamanan serta rencana penggunaannya, merupakan hal yang sangat penting. Oleh karena itu diperlukan analisis struktur yang akurat dengan metode yang tepat, guna mendapatkan hasil perencanaan yang optimal. Metode perencanaan struktur yang digunakan ada dua macam, yaitu:

A.Metode perencanaan ultimit dengan pemilihan faktor beban ultimit sesuai peraturan yang berlaku, yaitu:

- SNI-1725-2016 : Pembebanan untuk Jembatan

- SNI-2833-2008 : Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan - Pd. T-04-2004-B : Pedoman Perencanaan Beban Gempa untuk Jembatan B.Metode Perencanaan tegangan ijin dengan beban kerja

Perhitungan struktur jembatan rangka baja melengkung dilakukan dengan software berbasis elemen hingga (finite element) untuk berbagai kombinasi pembebanan serta dimodelkan dengan struktur 3-D (space frame). Metode analisis yang d ilakukan adalah analisis linier metode matriks kekakuan langsung (district

stiffness matrix) dengan deformasi struktur kecil dan material isotropic. Program

computer yang digunakan untuk analisis adalah SAP2000 V-14. Dalam program tersebut berat sendiri struktur dihitung secara otomatis.

Perencanaan struktur jembatan di antaranya terdiri dari :

2.9.1.Pembebanan

Dalam analisis struktur jembatan, ditentukan terlebih dahulu jenis-jenis pembebanan yang berpengaruh pada jembatan. Beban yang berpengaruh antara lain beban mati struktur, beban mati tambahan, beban kendaraan, beban akibat gaya rem, beban pejalan kaki, beban angin, beban akibat pengaruh temperatur, dan beban gempa. Beban-beban tersebut mempunyai perilaku dan penempatan yang berbeda-beda dalam komponen jembatan. Diperlukan kecermatan yang tinggi agar jembatan yang kita desain kuat terhadap beban yang berpengaruh pada jembatan sehingga tetap mantap pada umur yang direncanakan.

2.9.2.Kombinasi Pembebanan

(46)

bersangkutan dinaikan terhadap tegangan yang diijinkan sesuai dengan keadaan elastis.

Komponen dan sambungan pada jembatan harus aman terhadap kombinasi beban-beban ekstrem seperti yang ditentukan pada setiap keadaan batas sebagai berikut:

a. Kuat I

Kombinasi pembebanan yang memperhitungkan gaya-gaya yang timbul pada jembatan dalam keadaan normal tanpa memperhitungkan beban angin. Pada keadaan batas ini, semua gaya nominal yang terjadi dikalikan dengan faktor beban yang sesuai.

b. Kuat II

Kombinasi pembebanan yang berkaitan dengan penggunaan jembatan untuk memikul beban kendaraan khusus yang ditentukan pemilik tanpa memperhitungkan beban angin.

c. Kuat III

Kombinasi pembebanan dengan jembatan dikenai beban angin berkecepatan 90 km/jam hingga 126 km/jam.

d. Kuat IV

Kombinasi pembebanan untuk memperhitungkan kemungkinan adanya rasio beban mati dengan beban hidup yang besar.

e. Kuat V

Kombinasi pembebanan berkaitan dengan operasional normal jembatan dengan memperhitungkan beban angin berkecepatan 90 km/jam hingga 126 km/jam.

f. Ekstrem I

(47)

g. Ekstrem II

Kombinasi pembebanan yang meninjau kombinasi antara beban hidup terkurangi dengan beban yang timbul akibat tumbukan kapal, tumbukan kendaraan, banjir, atau beban hidrolika lainnya, kecuali untuk kasus pembebanan akibat tumbukan kendaraan (TC). Kasus pembebanan akibat banjir tidak boleh dikombinasikan dengan beban akibat tumbukan kendaraan dan tumbukan kapal.

h. Layan I

Kombinasi pembebanan yang berkaitan dengan operasional jembatan dengan semua beban mempunyai nilai nominal serta memperhitungkan adanya beban angin berkecepatan 90 km/jam hingga 126 km/jam. Kombinasi ini juga digunakan untuk mengontrol lendutan pada gorong-gorong baja, pelat lapis terowongan, pipa termoplastik serta untuk mengontrol lebar retak struktur beton bertulang, dan juga untuk analisis tegangan tarik pada penampang melintang jembatan beton segmental. Kombinasi pembebanan ini juga harus digunakan untuk investigasi stabilitas lereng.

i. Layan II

Kombinasi pembebanan yang ditujukan untuk mencegah terjadinya pelelehan pada struktur baja dan selip pada sambungan akibat beban kendaraan.

j. Layan III

Kombinasi pembebanan untuk menghitung tegangan tarik pada arah memanjang jembatan beton pratekan dengan tujuan untuk mengontrol besarnya retak dan tegangan utama tarik pada bagian badan dari jembatan beton segmental.

k. Layan IV

Kombinasi pembebanan untuk menghitung tegangan tarik pada kolom beton pratekan dengan tujuan untuk mengontrol besarnya retak.

l. Fatik

(48)

Tabel 2.20 Kombinasi Beban & Faktor Beban Keadaan Batas MS MA TA PR PL SH TT TD TB TR TP

EU EWS EWL BF EUN TG ES

GUNAKAN SALAH SATU

EQ TC TV

Kuat I γP 1,8 1,0 - - 1,0 0,5/1,2 γTG γES - - -

Kuat II γP 1,4 1,0 - - 1,0 0,5/1,2 γTG γES - - -

Kuat III γP - 1,0 1,4 - 1,0 0,5/1,2 γTG γES - - -

Kuat IV γP - 1,0 - - 1,0 0,5/1,2 - - - - -

Kuat V γP - 1,0 0,4 1,0 1,0 0,5/1,2 γTG γES - - -

Ekstrem

I γP γEQ 1,0 - - 1,0 - - - 1,0 - -

Ekstrem

II γP 0,5 1,0 - - 1,0 - - - - 1,0 1,0

Daya

Layan I 1,0 1,0 1,0 0,3 1,0 1,0 0,5/1,2 γTG γES - - -

Daya

Layan II 1,0 1,3 1,0 - - 1,0 0,5/1,2 - - - - -

Daya

Layan III 1,0 0,8 1,0 - - 1,0 0,5/1,2 γTG γES - - -

Daya

Layan IV 1,0 - 1,0 0,7 - 1,0 0,5/1,2 - 1,0 - - -

Fatik (TD dan TR)

- 0,75 1,0 - - - -

Catatan : γPdapat berupa γMS, γMA, γTA, γPR, γPL, γSH tergantung beban yang ditinjau

γEQ adalah faktor beban hidup kondisi gempa

sumber : SNI-1725-2016 Pembebanan untuk Jembatan

Dimana :

MS = beban mati komponen struktural dan non struktural jembatan MA = beban mati perkerasan dan utilitas

TA = gaya horizontal akibat tekanan tanah

PL = gaya-gaya yang terjadi pada struktur jembatan yang disebabkan oleh proses pelaksanaan, termasuk semua gaya yang terjadi akibat perubahan statika yang terjadi pada konstruksi segmental

PR = prategang

SH = gaya akibat susut/rangkak TB = gaya akibat rem

TR = gaya sentrifugal

(49)

TV = gaya akibat tumbukan kapal EQ = gaya gempa

BF = gaya friksi TD = beban lajur “D” TT = beban truk “T” TP = beban pejalan kaki SE = beban akibat penurunan

ET = gaya akibat temperatur gradien EUn = gaya akibat temperatur seragam EF = gaya apung

EWS = beban angin pada struktur EWL = beban angin pada kendaraan EU = beban arus dan hanyutan

Tabel 2.21 Faktor Beban untuk Berat Sendiri

Tipe Beban

Faktor beban ()

Keadaan Batas Layan () Keadaan Batas Ultimit ()

Bahan Biasa Terkurangi

Tetap

Baja 1,00 1,10 0,90

Aluminium 1,00 1,10 0,90

Beton pracetak 1,00 1,20 0,85

Beton dicor di tempat 1,00 1,30 0,75

Kayu 1,00 1,40 0,70

sumber : SNI-1725-2016 Pembebanan untuk Jembatan

Tabel 2.22 Faktor Beban untuk Beban Mati Tambahan

Tipe Beban

Faktor beban ()

Keadaan Batas Layan () Keadaan Batas Ultimit ()

Bahan Biasa Terkurangi

Tetap Baja 1,00 1,10 0,90

Aluminium 1,00 1,10 0,90

Catatan (1) : Faktor beban layan sebesar 1,3 digunakan untuk beban utilitas

(50)

BAB III METODOLOGI

3.1. Kerangka Pikir

Suatu kegiatan perencanaan jembatan merupakan proses yang kait mengkait antar proses kegiatan dan analisis yang terstruktur ( mengikuti pola hubungan sebab akibat ) menuju suatu hasil perencanaan yang komprehensif. Hal tersebut dapat dilihat pada Error! Reference source not found. :

Gambar 3.1 Mind Map Tipe & Komponen Jembatan

Aspek Pemeliha raan Regulasi Kondisi Lingkungan Perencanaan

Tipe dan Komponen Jembatan Debit Tinggi Muka Air Banjir Volume Lalu lintas

Kapasitas Kondisi Perlintasan Kondisi Topografi Sumber Daya Material Kriteria Perencanaan Norma, Standar, Peraturan, dan Manual Aspek Pelaksana an Dampak Lingkungan Aspek Biaya Aspek

Waktu Aspek Kebijaka

n

(51)