Desain Ulang Jembatan Thp Kenjeran Surabaya Dengan Menggunakan Balok I Girder Bentang 40m

(1)

PROYEK AKHIR TERAPAN – RC144542

DESAIN ULANG JEMBATAN THP KENJERAN SURABAYA DENGAN MENGGUNAKAN BALOK I GIRDER BENTANG 40M

RIZKA FEBYANTI NRP. 3114 040 603

Dosen Pembimbing 1 : Ir. IBNU PUDJI R, MS NIP. 19600105 198603 1 003

Dosen Pembimbing 2 : Ir. Chomaedhi, CES

NIP. 19550319 198403 1 001

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2016

(2)

LAN JEMBATAN THP KENJERAN SURABAYA DENGAN MENGGUNAKAN BALOK I GIRDER BENTANG 40M

FINAL PROJECT - RC144542

REDESIGN THP KENJERAN SURABAYA BRIDGE USING I-BEAMS GIRDER SPAN 40M

RIZKA FEBYANTI NRP. 3114 040 603

Lecturer 1 :

Ir. IBNU PUDJI R, MS NIP. 19600105 198603 1 003

Lecturer 2 : Ir. Chomaedhi, CES.

NIP. 19550319 198403 1 001

PROGRAM STUDY OF DIPLOMA IV CIVIL ENGINEERING Civil Engineering and Planning Faculty

(3)

(4)

(5)

GIRDER BENTANG 40M.

Oleh : Nama Mahasiswa : Rizka Febyanti

NRP : 3114 040 603

Jurusan : D4 Teknik Sipil Bangunan Transportasi FTSP-ITS

Dosen Pembimbing : 1. Ir. Ibnu Pudji R. MS 2. Ir. Chomaedhi, CES

Abstrak

Jembatan Taman Hiburan Pantai Kenjeran atau yang lebih dikenal dengan Jembatan THP Kenjeran dibangun pada jalur lintas jalan Tambak Deres sampai dengan jalan Sukolilo Kenjeran, Kota Surabaya. Jembatan THP Kenjeran yang dibangun di pinggir pantai dan sekaligus menjadi tempat wisata karena dilengkapi dengan anjungan dan air mancur.

Kondisi existing jembatan saat ini yaitu terdiri dari struktur beton prategang bentang 30 m dan struktur slab on pile bentang 6 m dan 8,5 m. Jembatan THP Kenjeran direncanakan menggunakan beton prategang I-Girder dengan bentang 40 m, type struktur slab on pile bentang 6 m.

Struktur utama dari Jembatan THP Kenjeran berupa balok prategang I (PCI), dengan metode post tension dan mutu beton K-800. Untuk plat lantai menggunakan konstruksi beton bertulang dengan metode cast insitu sehingga terjadi aksi komposit antara balok precast dan plat cor. dan untuk pilar juga direncanakan menggunakan beton bertulang dengan metode cast insitu. Sedangkan untuk struktur Slab On Pile berupa plat slab tebal 35 cm direncakan dengan metode half slab yaitu setengah precast setebal 24 cm dan overtopping setebal 11 cm. Dari hasil pengujian SPT didapatkan tanah keras pada kedalaman 24 m sehingga digunakan pondasi tiang pancang.

(6)

Desain jembatan ini menggunakan acuan/pedoman dari Design Struktur Beton Prategang (T.Y Lin dan Burns, 1982), RSNI T-02-2005 (Peraturan Pembebanan untuk Jembatan), RSNI T-03-2004 (Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan) dan Bridge Design Manual (BMS BDM, 1992), Bridge Design Code (BMS BDC, 1992) Selain itu perencanaan jembatan ini juga mengambil beberapa sumber pustaka sebagai bahan referensi..

(7)

Oleh : Name of Student : Rizka Febyanti

NRP : 3114 040 603

Majors : D4 Transportation Engineering FTSP-ITS

Counsellor : 1. Ir. Ibnu Pudji R. MS 2. Ir. Chomaedhi, CES

Abstrak

Amusement Park Kenjeran Beach Bridges, better known by THP Kenjeran bridge built in Tambak Deres traffic lane road until Sukolilo Kenjeran, Surabaya . THP Kenjeran bridge built on the beach and also become a tourist spot with a pavilion and a fountain.

The existing condition of the bridge is comprised of prestressed concrete structure spans 30 m and pile on slab structure span 6 m and 8.5 m. The THP Kenjeran bridge planned using prestressed concrete I-Girder span of 40m, type pile on slab structure span 6 m.

The main structure of the THP Kenjeran bridge form prestressed I beam (PCI), a method of post-tension and quality of concrete K-800. To use the floor plate of reinforced concrete construction with cast insitu method resulting in composite action between the beams precast and cast plate. And to the pillars also structure planned to use reinforced concrete cast insitu method. As for the structure of slab on pile form of plates 35cm thick slab planned mothod that is half precast slab half as thick as 24 cm and 11 cm thick overtopping. SPT test results obtained the hard ground at a depth of 24m so used pile foundation.

(8)

Bridge Design using a references/guidelines of Prestressed Concrete Structures Design (TY Lin and Burns, 1982), SRNIT-02-2005 (Loading Regulation of Bridge), RSNIT-0302004 (Concrete Structural Design for Bridge) and Bridge Design Manual (BMS BDM, 1992), Bridge Design Code (BMS BDC, 1992). In addition, the bridge design is also taking some literature sources as references.

(9)

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... xvii

DAFTAR TABEL ... xxiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Perumusan Masalah ... 4

1.3. Batasan Masalah ... 6

1.4. Maksud dan Tujuan ... 6

1.5. Manfaat ... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 17

2.1. Data Desain Jembatan ... 17

2.2. Data Bahan ... 18

2.2.1.Beton ... 18

2.2.2.Strand Baja ... 18

2.3. Kriteria Design Jembatan Beton Prategang ... 19

2.4. Struktur Utama Prategang ... 20

2.5. Dasar Desain ... 25

2.5.1.Analisis Pembebanan Struktur Jembatan ... 25

2.5.2.Kombinasi Pembebanan ... 33

2.6. Struktur Penyusun Jembatan ... 33

2.6.1.Bangunan Atas Jembatan ... 33

2.6.1.1. Desain Sandaran ... 33

2.6.1.2. Desain Pelat ... 34

2.6.1.3. Desain Gelagar ... 35

2.6.1.4. Tahapan Desain Perletakan Elastomer ... 36

2.6.2.Bangunan Bawah Jembatan ... 39

2.6.2.1. Pilar ... 39

2.6.2.2. Kepala pilar (Hammer head) ... 40

(10)

2.6.2.4. Plat injak ... 40

2.6.2.5. Wing Wall ... 41

2.6.3.Desain Slab on Pile ... 41

2.6.3.1. Desain Plat Slab ... 41

2.6.3.2. Desain pile head ... 42

2.6.3.3. Pondasi ... 42

BAB III METODOLOGI ... 43

3.1. Pengumpulan Data ... 43

3.2. Metode Desain Jembatan ... 44

3.3. Urutan Desain Jembatan ... 44

3.3.1. Preliminari design ... 44

3.3.2. Desain bangunan atas ... 45

3.3.3. Desain bangunan bawah ... 47

3.3.4. Desain Slab On Pile ... 47

3.3.5. Penggambaran ... 49

BAB IV BANGUNAN ATAS DAN PELENGKAPNYA ... 53

4.1 Desain Struktur Sekunder ... 53

4.1.1 Desain Pipa Sandaran ... 53

4.1.1.1 Dasar Desain ... 53

4.1.1.2 Analisa Pembebanan ... 53

4.1.1.3 Perhitungan Momen ... 55

4.1.1.4 Kontrol Tegangan Total ... 56

4.1.2 Pembebanan Tiang Sandaran ... 57

4.1.2.1 Dasar Desain ... 57

4.1.2.2 Analisa Pembebanan ... 57

4.1.2.3 Perhitungan Momen ... 59

4.1.3 Perhitungan Penulangan Tiang Sandaran ... 60

4.2 Desain Plat Lantai Kendaraan ... 63

4.2.1 Preliminary Desain Dimensi Plat Lantai Kendaraan ... 63

4.2.2 Analisa Pembebanan Plat Lantai Kendaraan.... 69

4.2.3 Perhitungan Momen ... 73 4.2.4 Penulangan Plat Lantai Kendaraan L= 1.80 m . 79 4.2.5 Penulangan Plat Lantai Kendaraan L= 1.95 m . 83

(11)

4.3.2 Perhitungan Momen ... 92

4.3.3 Penulangan Plat Lantai Kendaraan ... 93

BAB V DESAIN STRUKTUR UTAMA GIRDER ... 97

5.1. Desain Gelagar Beton Prategang ... 97

5.1.1.Spesifikasi Teknis Girder ... 97

5.1.2.Material ... 98

5.1.2.1. Beton ... 98

5.1.2.2. Kabel Baja Prategang ... 99

5.2. Analisa Penampang ... 101

5.2.1.Analisa Penampang Bagian Lapangan Sebelum Komposit ... 101

5.2.2.Analisa Penampang Bagian Lapangan Setelah Komposit ... 103

5.2.3.Analisa Penampang Bagian Tumpuan Sebelum Komposit ... 107

5.2.4.Analisa Penampang Bagian Tumpuan Setelah Komposit ... 110

5.3. Perhitungan Strand Prategang ... 113

5.3.1.Analisa Pembebanan Gelagar Tengah ... 113

5.3.2.Perhitungan Momen Gelagar Tengan ... 118

5.3.3.Menentukan Banyaknya Kabel Strand ... 121

5.4. Perhitungan Tegangan Gelagar ... 136

5.4.1.Perhitungan Tegangan Gelagar Fase Awal ... 136

5.4.1.1. Perhitungan Kehilangan Gaya Prategang Jangka Pendek ... 136

5.4.1.2. Perhitungan Kehilangan Fase Awal .. 136

5.4.1.3. Analisa Tegangan Fase Awal ... 158

5.4.2.Perhitungan Tegangan Gelagar Fase Konstruksi ... 161

5.4.2.1. Perhitungan Momen Fase Konstruksi ... 161

5.4.2.2. Perhitungan Momen Akibat Beban Tambah ... 162

(12)

5.4.2.3. Analisa Tegangan Fase Awal ... 168

5.4.3.Perhitungan Tegangan Gelagar Fase Service .. 170

5.4.3.1.Perhitungan Kehilangan Gaya Prategang Jangka Panjang ... 181

5.4.3.2.Analisa Tegangan Fase Service ... 199

BAB VI DESAIN BANGUNAN BAWAH DAN PELENGKAPNYA ... 201

6.1 Desain Pilar 5- Pilar 12 ... 201

6.1.1 Desain Dimensi Pilar 5 – Pilar 12 ... 201

6.1.2 Desain Pondasi Pilar 5 – Pilar 12 ... 202

6.1.2.1 Analisa Pembebanan Pada Pilar 5 .... 202

6.1.2.2 Perhitungan Gaya Aksial Tiang Pancang ... 207

6.1.2.3 Perhitungan Daya Dukung Tanah .... 212

6.1.2.4 Perhitungan Efisiensi Tiang Pancang ... 216

6.1.2.5 Kontrol Kekuatan Tiang Pancang .... 217

6.1.2.6 Kontrol Terhadap Gaya Aksial Vertikal ... 217

6.1.2.7 Kontrol Terhadap Beban Horizontal 218

6.1.2.8 Kontrol Tiang Pancang Miring ... 221

6.1.2.9 Kontrol Terhadap Momen ... 223

6.1.2.10 Perencanaan Poer (Pilecap) ... 225

6.1.2.11 Pehitungan Penulangan Poer (Pilecap) ... 230

6.1.3 Desain Kolom Dinding Pilar 5 – Pilar 12 ... 233

6.1.3.1 Analisis Pembebanan Kolom Dinding Pilar 5 ... 233

6.1.3.2 Perhitungan Penulangan Kolom Dinding Pilar 5 ... 235

6.1.4 Desain Longitudinal Stopper Pilar 5 ... 237

6.1.4.1 Analisis Pembebanan Longitudinal Stopper Pilar 5 ... 237

6.1.4.2 Perhitungan Penulangan Longitudinal Stopper Pilar 5 ... 240

(13)

Pilar 5 ... 244

6.2 Desain Pilar 13 ... 250

6.2.1 Desain Dimensi Pilar 13 ... 250

6.2.2 Desain Pondasi Pilar 13... 250

6.2.2.1 Analisa Pembebanan Pada Pilar 13 .. 251

6.2.2.10 Desain Poer (Pilecap) ... 271

6.2.2.11 Perhitungan Penulangan Poer (Pilecap) ... 276

6.2.3 Desain Kolom Dinding Pilar 13 ... 280

6.2.3.1 Analisis Pembebanan Kolom Dinding Pilar 13 ... 280

6.2.3.2 Perhitungan Penulangan Kolom Dinding Pilar 13 ... 282

6.2.4 Desain Longitudinal Stopper Pilar 13 ... 285

6.2.5 Desain Pier Head Pilar 13 ... 290

6.2.5.1 Analisis Pembebanan Pier Head Pilar 13 ... 290

(14)

6.2.5.2 Perhitungan Penulangan

Longitudinal Stopper Pilar 13 ... 292

6.2.6 Desain Korbel Tumpuan Plat Slab ... 297

6.2.6.1 Analisis Pembebanan Korbel Tumpuan Plat Slab Pilar 13 ... 296

6.2.6.2 Perhitungan Penulangan Korbel Pilar 13 ... 297

6.3 Desain Pilar 2 – Pilar 4 ... 301

6.3.1 Desain Dimensi Pilar 2 – Pilar 4 ... 301

6.3.2 Desain Pondasi Pilar 2 – Pilar 4 ... 301

6.3.2.10 Desain Poer (Pilecap) ... 327

6.3.3 Desain Kolom Pilar 3 ... 333

6.3.3.1 Analisis Pembebanan Kolom Pilar 3 333

6.3.3.2 Perhitungan Penulangan Kolom Pilar 3 ... 334

6.3.4 Desain Longitudinal Stopper Pilar Pilar 3 ... 337

(15)

6.3.5.2 Perhitungan Penulangan Pier Head

Pilar 3 ... 345

6.4 Desain Pilar 1 ... 350

6.4.1 Desain Dimensi Pilar 1 ... 350

6.4.2 Desain Pondasi Pilar 1 ... 350

6.4.2.4 Perhitungan Efisiensi Tiang Pancang 368 6.4.2.5 Kontrol Kekuatan Tiang Pancang .... 369

6.4.2.7 Kontrol Terhadap Beban Horizontal . 371 6.4.2.8 Kontrol Tiang Pancang Miring ... 373

6.4.2.10 Desain Poer (Pilecap ... 375

6.4.3 Desain Kolom Pilar 1 ... 380

6.4.3.1 Analisis Pembebanan Kolom Pilar 1 380 6.4.3.2 Perhitungan Penulangan Kolom A Pilar 1 ... 381

6.4.3.3 Perhitungan Penulangan Kolom B Pilar 1 ... 384

6.4.4 Desain Longitudinal Stopper Pilar Pilar 1 ... 387

6.4.5 Desain Pier Head Pilar 1 ... 393

6.4.5.1 Analisis Pembebanan Pier Head Pilar 1 ... 393

(16)

6.4.5.2 Perhitungan Penulangan Pier Head

Pilar 1 ... 394

6.4.6 Desain Korbel Tumpuan Plat Slab ... 399

6.4.6.1 Analisis Pembebanan Korbel Tumpuan Plat Slab Pilar 1 ... 399

6.4.6.2 Perhitungan Penulangan Korbel Pilar 1 ... 400

BAB VII DESAIN STRUKTUR SLAB ON PILE ... 405

7.1. Desain Struktur Slab On Pile ... 405

7.2. Desain Struktur Atas ... 406

7.2.1.Analisa Pembebanan ... 406

7.2.2.Kombinasi Pembebanan ... 410

7.2.3.Perhitungan Plat Lantai Slab ... 411

7.2.3.1. Preliminari Desain Dimensi Plat Lantai Kendaraan ... 411

7.2.3.2. Perhitungan Penulangan Plat Lantai 416

7.2.4.Desain Pile Head ... 420

7.2.4.1. Perhitungan Penulangan Pile Head .. 421

7.2.5.Desain Balok Konsol ... 426

7.2.5.1. Analisis Pembebanan Balok konsol . 426 7.2.5.2. Perhitungan Penulangan Balok Konsol ... 428

7.2.6.Desain Plat Injak ... 429

7.2.6.1. Analisa Pembebanan Plat Injak ... 430

7.2.6.2. Perhitungan Penulangan Plat Injak .. 430

7.2.7.Desain Wing Wall ... 432

7.2.7.1. Analisa Pembebanan Wing Wall ... 432

7.2.7.2. Perhitungan Penulangan Wing Wall.. 434

7.2.8.Perhitungan Penghubung Geser (Shear Connector) ... 438

7.2.8.1. Material ... 438

7.2.8.2. Perhitungan Kekuatan Stud Connector ... 439

7.3. Desain Struktur Bawah ... 442

(17)

7.3.2.Perhitungan Gaya Aksial Tiang Pancang ... 440

7.3.3.Perhitungan Daya Dukung Tanah ... 448

7.3.4.Kontrol Kekuatan Tiang Pancang ... 451

7.3.5.Kontrol Terhadap Gaya Aksial Vertikal ... 451

7.3.6.Kontrol Gaya Terhadap Momen ... 454

BAB VIII PERLETAKAN ... 457

8.1. Dasar Desain ... 457 8.2. Analisa Pembebanan ... 458 8.2.1.Gaya Vertikal ... 458 8.2.2.Gaya Horizontal ... 458 8.2.3.Desain Elsatomer ... 459 8.3. Kontrol Perletakan ... 461 BAB IX PENUTUP ... 463 9.1 Kesimpulan ... 463 9.2 Saran ... 465 DAFTAR PUSTAKA ... 475 LAMPIRAN

(18)

(19)

Gambar 1.1 Denah lokasi Jembatan THP Kenjeran ... 3

Gambar 1.2 Layout eksisting struktur utama I Girder 30M ... 3

Gambar 1.3 Layout rencana struktur utama I Girder 40M ... 4

Gambar 1.4 Long Section ekisting slab on pile ... 8

Gambar 1.5 Cross section eksisting slab on pile ... 8

Gambar 1.6 Long section eksisting struktur beton pratekan I-Girder H170 ... 9

Gambar 1.7 Cross section eksisting struktur beton pratekan I Girder H170 bentang 30M ... 9

Gambar 1.8 Layout eksisting jembatan THP Kenjeran . 10 Gambar 1.9 Tampak memanjang eksisting Jembatan THP Kenjeran ... 11

Gambar 1.10 Layout rencana Jembatan THP Kenjeran .. 12

Gambar 1.11 Tampak memanjang rencana Jembatan THP Kenjeran ... 13

Gambar 1.12 Long section rencana struktur beton pratekan I Girder H210 bentang 40M ... 14

Gambar 1.13 Cross section rencana struktur beton pratekan I Girder H210 L=1.80 m ... 14

Gambar 1.14 Long section rencana struktur beton pratekan I Girder H210 bentang 40M ... 15

Gambar 1.15 Cross section rencana struktur beton pratekan I Girder H210 L=1.95 m ... 15

Gambar 1.16 Cross section rencana struktur slab on pile 16 Gambar 1.17 Long section rencana slab on pile ... 16

Gambar 2.1 Kedudukan Beban Lajur “D” ... 26

Gambar 2.2 Pembebanan Truk “T” ... 27

Gambar 2.3 Pembebanan untuk pejalan kaki ... 28

Gambar 2.4 Gaya rem perlajur 2,75 m (KBU) ... 31

Gambar 2.5 Penyebaran beban satu roda ... 34

Gambar 3.1 Bagan alir tahapan penyelesaian tugas akhir 50 Gambar 4.1 Beban hidup arah horizontal dan vertikal pada sandaran. ... 54

(20)

Gambar 4.2 Momen akibat beban mati pipa sandaran ... 55

Gambar 4.3 Momen arah vertikal pipa sandaran ... 55

Gambar 4.4 Momen arah horizontal pipa sandaran ... 56

Gambar 4.5 Typikal potongan tiang sandaran ... 57

Gambar 4.6 Gaya yang bekerja pada tiang sandaran ... 57

Gambar 4.7 Gaya yang bekerja pada tiang sandaran ... 59

Gambar 4.8 Tulangan tiang sandaran ... 63

Gambar 4.9 Potongan melintang bangunan atas jembatan 63 Gambar 4.10 Analisis posisi roda plat lantai kendaraan... 63

Gambar 4.11 Penyebaran beban roda pada posisi A ... 65

Gambar 4.12 Penyebaran beban roda pada posisi B ... 66

Gambar 4.13 Penyebaran beban roda pada posisi C ... 67

Gambar 4.14 Tampak melintang trotoar ... 70

Gambar 4.15 Momen negative akibat beban mati terpusat dan merata plat lantai kendaraan. ... 86

Gambar 4.16 Momen positif akibat beban mati terpusat dan merata plat lantai kendaraan. ... 87

Gambar 4.17 Gaya yang bekerja pada pelat kantilever .... 90

Gambar 5.1 Tampak melintang jembatan... 97

Gambar 5.2 Penampang gelagar beton pratekan di tumpuan dan lapangan bentang 40 m ... 97

Gambar 5.3 Gambar tampak memanjang girder ... 98

Gambar 5.4 Gambar penampang lapangan girder sebelum komposit ... 101

Gambar 5.4 Gambar penampang lapangan girder setelah komposit. ... 104

Gambar 5.5 Gambar penampang tumpuan girder sebelum komposit ... 107

Gambar 5.6 Gambar penampang tumpuan girder setelah komposit ... 110

Gambar 5.7 Pemodelan beban pada girder akibat beban mati merata ... 115

Gambar 5.8 Diafragma tengah ... 116

Gambar 5.9 Diafragma ujung ... 117

(21)

Gambar 6.2 Asumsi beban hidup lalu-lintas ... 205

Gambar 6.4 Konfigurasi tiang pancang pilar 5 - pilar 12 210 Gambar 6.6 Konfigurasi tiang pancang pilar 5- pilar 12 227 Gambar 6.7 Analisis Pembebanan pada dinding pilar 5-12 ... 234

Gambar 6.8 Analisis Pembebanan pada longitudinal stopper ... 239

Gambar 6.9 Analisis pembebanan pada pier head ... 244

Gambar 6.10 Potongan melintang pilar 13 ... 252

Gambar 6.13 Konfigurasi tiang pancang pilar 13 ... 259

Gambar 6.15 Analisis Pembebanan pada dinding pilar 13 280 Gambar 6.16 Analisis pembebanan pada longitudinal stopper ... 286

Gambar 6.19 Potongan memanjang pilar 3 ... 303

Gambar 6.22 Konfigurasi tiang pancang pilar 2-4 ... 311

Gambar 6.23 Pmax tiang pancang pilar 3 kombinasi 1Layan ... 312

Gambar 6.24 Pmin tiang pancang pilar 3 kombinasi 1Layan ... 313

(22)

Gambar 6.29 Momen pilecap pilar 3 output SAP2000 .. 328

Gambar 6.30 Geser (Vu) pile cap pilar 3... 331

Gambar 6.31 Tampak atas kolom pilar 3 ... 333

Gambar 6.32 Tampak samping kolom pilar 3 ... 333

Gambar 6.33 Output PcaColomn kolom pilar 3 ... 335

Gambar 6.34 Gaya geser (Vu) kolom pilar 3 ... 335

Gambar 6.35 Analisis pembebanan pada longitudinal stopper ... 337

Gambar 6.36 Momen longitudinal stopper pilar 3 output SAP2000 ... 338

Gambar 6.37 Gaya geser (Vu) longitudinal stopper pilar 3 341

Gambar 6.39 Momen pier head pilar 3 Output SAP2000 344

Gambar 6.40 Geser (Vu) pada pier head pilar 3 ... 347

Gambar 6.41 Potongan memanjang pilar 13 ... 352

Gambar 6.42 Potongan melintang pilar 13 ... 352

Gambar 6.46 Pmax tiang pancang pilar 1 akibat kombinasi 1Layan ... 362

Gambar 6.47 Pmin tiang pancang pilar 1 akibat kombinasi 1Layan ... 362

Gambar 6.52 Momen pilecap pilar 1 Output SAP2000 .... ... 377

(23)

Gambar 6.56 Output PcaColumn kolom A pilar 3 ... 383

Gambar 6.58 Output PcaColumn kolom B pilar 3 ... 386

Gambar 6.60 Analisis pembebanan pada longitudinal stopper ... 389

Gambar 6.61 Momen pada longitudinal stopper 1U ... 390

Gambar 6.62 Geser (Vu) pada longitudinal stopper pilar 1 390

Gambar 6.64 Momen pada pier head pilar 1 ... 396

Gambar 6.65 Geser (Vu) pada pier head pilar 1 ... 399

Gambar 6.67 Momen pada korbel ... 401

Gambar 7.1 Potongan melintang Slab On Pile ... 405

Gambar 7.2 Potongan memanjang Slab On Pile ... 405

Gambar 7.5 Potongan memanjang slab on pile ... 413

Gambar 7.6 Analisis posisi roda plat lantai kendaraan. 414

Gambar 7.7 Penyebaran beban roda pada posisi A ... 415

Gambar 7.8 Penyebaran beban roda pada posisi B ... 416

Gambar 7.9 Momen negatif plat slab ... 418

Gambar 7.10 Momen positif plat slab ... 418

Gambar 7.11 Momen positif dan negatif pile head ... 423

Gambar 7.12 Gaya geser (Vu) pile head. ... 427

Gambar 7.13 Analisis pembebanan pada balok konsol . 429

Gambar 7.14 Potongan Memanjang Wing Wall ... 434

Gambar 7.15 Panjang Penjepitan Tiang Pancang ... 444

Gambar 7.16 Pmax tiang pancang akibat kombinasi 1Layan ... 447

Gambar 7.17 Pmin tiang pancang akibat kombinasi 1Layan 447

Gambar 7.18 Pmax tiang pancang akibat kombinasi 2Layan 448

(24)

Gambar 8.1 Elastomeric Bearing Pads ... 457

Gambar 9.1 Data tanah untuk menentukan jenistanah 465

Gambar 9.2 Bentuk tipikal respon spectra dipermukaan tanah 470

(25)

Tabel 2.1 Sifat-sifat Strand-Relieved dengan tujuh kawat tanpa pelapisan. (ASTM A-416) ... 20

Tabel 2.2 Faktor Beban Dinamik untuk “KEL” Lajur “D” 29 Tabel 2.4 Koefisien seret Cw ... 30

Tabel 2.5 Kecepatan angin rencana ... 30

Tabel 2.6 Faktor beban akibat gaya sentrifugal ... 33

Tabel 2.7 Tinggi pelat beton bertulang ... 35

Tabel 4.1 Data pipa sandaran ... 54

Tabel 4.2 Faktor beban dan berat jenis bahan ... 55

Tabel 4.3 Data analisa geser ponds akibat beban roda .... 65 Tabel 4.4 Data beban plat lantai kendaraan ... 70

Tabel 4.5 Daftar keterangan dimensi trotoar dan pelat lantai ... 71

Tabel 4.6 Distribusi momen plat lantai kendaraan ... 77

Tabel 4.7 Daftar keterangan dimensi trotoar dan pelat lantai ... 91

Tabel 5.1 Pembagian segmen girder ... 98

Tabel 5.2 Mutu beton girder dan plat umur 28 hari ... 98

Tabel 5.3 Perhitungan letak titik berat penampang lapangan girder ... 102

Tabel 5.4 Perhitungan momen inersia Ix lapangan sebelum komposit ... 103

Tabel 5.5 Perhitungan letak titik berat penampang lapangan girder ... 105

Tabel 5.6 Perhitungan momen inersia ix lapangan sebelum komposit ... 106

Tabel 5.7 Perhitungan letak titik berat tumpuan girder ... ... 108

Tabel 5.8 Perhitungan momen inersia Ix penampang tumpuan sebelum komposit ... 109

Tabel 5.9 Perhitungan letak titik berat tumpuan girder setelah komposit ... 111

(26)

Tabel 5.10 Perhitungan momen inersia Ix penampang tumpuam sebelum komposit ... 112

Tabel 5.11 Perhitungan untuk mencari garis persamaan ... ... 123

Tabel 5.12 Tata letak tendon sebelum komposit ... 124

Tabel 5.13 Rekapitulasi momen ... 126

Tabel 5.14 Momen inersia dan garis netral sebelum komposit ... 130

Tabel 5.15 Posisi tendon c.g.s terhadap c.g.c sebelum komposit ... 132

Tabel 5.16 Eksentrisitas (e) terhadap c.g.c sebelum

komposit ... 134

Tabel 5.17 Perhitungan sudut pusat tendon ... 138

Tabel 5.18 Gaya setelah kehilangan akibat gesekan ... 142

Tabel 5.19 Gaya setelah kehilangan akibat gesekan pada kabel ... 145

Tabel 5.20 Tegangan beton terhadap c.g.s akibat gaya prategang ... 149

Tabel 5.21 Total tegangan beton terhadap c.g.s akibat gaya prategang ... 152

Tabel 5.22 Kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis beton ... 154

Tabel 5.23 Total gaya efektif setelah kehilangan gaya prategang fase awal ... 156

Tabel 5.24 Tegangan gelagar pada fase awal ... 158

Tabel 5.25 Momen akibat beban hidup ... 162

Tabel 5.26 Momen akibat beban mati (beton basah) ... 164

Tabel 5.27 Momen yang terjadi pada gelagar pada saat fase konstruksi ... 166

Tabel 5.28 Tegangan gelagar pada fase konstruksi ... 168

(27)

Tabel 5.31 Eksentrisitas (e) terhadap c.g.c setelah komposit 174

Tabel 5.32 Rekapitulasi momen ... 177

Tabel 5.33 Perhitungan V/S ... 181

Tabel 5.34 Perhitungan kehilangan gaya prategang akibat susut beton ... 183

Tabel 5.35 Perhitungan Fcir dan Fcds ... 186

Tabel 5.36 Perhitungan kehilangan gaya prategang

akibat rangkak ... 188

Tabel 5.37 Perhitungan kehilangan gaya prategang akibat rangkak beton ... 191

Tabel 5.38 Gaya prategang efektif setelah kehilangan total 193

Tabel 5.39 Tegangan gelagar pada fase service ... 195

Tabel 6.1 Gaya reaksi Vabt akibat beban mati bangunan atas pilar 5 – pilar 12 ... 202

Tabel 6.2 Perhitungan berat sendiri pilar 5 ... 203

Tabel 6.3 Perhitungan statis momen pilar 5 ... 204

Tabel 6.4 Perhitungan gaya dan momen pada center poer pilar 5 ... 208

Tabel 6.5 Kombinasi Beban untuk Pondasi Pilar 5 ... 209

Tabel 6.6 Perhitungan kemampuan gaya aksial per-tiang (beban layan) ... 211

Tabel 6.7 Pijintiangpancang Ø0,6 m kedalaman 24 m .... 216

Tabel 6.8 Kontrol daya dukung tanah ... 218

Tabel 6.9 Perhitungan gaya dan momen pada center poer pilar 5 ... 225

Tabel 6.10 Kombinasi beban untuk pondasi pilar 5 ... 228

Tabel 6.11 Perhitungan kemampuan gaya aksial per-tiang (beban ultimit) ... 228

Tabel 6.12 Perhitungan gaya reaksi tiang pancang ... 229

Tabel 6.13 Perhitungan momen pada poer ... 229

(28)

Tabel 6.15 Gaya dan momen pada longitudinal stopper pilar 5 ... 239

Tabel 6.16 Gaya dan momen pada pier head pilar 5 ... 245

Tabel 6.17 Rekapitulasi Tulangan Pilar 5-Pilar 12 ... 239

Tabel 6.18 Gaya reaksi Vabt akibat beban mati bangunan atas kanan ... 251

Tabel 6.19 Gaya reaksi Vabt akibat beban mati bangunan atas kiri ... 251

Tabel 6.22 Perhitungan gaya dan momen pada center poer 257

Tabel 6.24 Perhitungan kemampuan gaya aksial per-tiang 260

Tabel 6.25 Pijin tiangpancang Ø0,6 m kedalaman 24 m ... 265

Tabel 6.27 Perhitungan gaya dan momen pada center poer 271

Tabel 6.29 Perhitungan kemampuan gaya aksial per-tiang 274

Tabel 6.30 Perhitungan gaya reaksi tiang pancang ... 275

Tabel 6.31 Perhitungan momen pada poer ... 276

Tabel 6.32 Gaya dan Momen pada dinding pilar 13 ... 281

Tabel 6.33 Gaya dan momen pada longitudinal stopper pilar 13 ... 286

Tabel 6.34 Gaya dan momen pada pier head pilar 13 ... 291

Tabel 6.35 Gaya dan momen pada korbel tumpuan slab . 297

Tabel 6.36 Rekapitulasi tulangan pilar 13 ... 300

Tabel 6.37 Gaya reaksi Vabt akibat beban mati bangunan atas pilar 2 – pilar 4 ... 302

Tabel 6.40 Kombinasi pembebanan yang pada kondisi layan ... 312

Tabel 6.41 Rekapitulasi beban (P) pada pile (kondisi layan) 315

Tabel 6.42 Pijin tiangpancang Ø0,6 m kedalaman 24 m .... 320

(29)

Tabel 6.45 Geser pada poer kondisi ultimit pilar 3 (output SAP2000) ... 330

Tabel. 6.46 Momen pada longitudinal stopper pilar 3 kondisi ultimit (output SAP2000) ... 338

Tabel 6.47 Geser pada longitudinal stopper pilar 3 kondisi ultimit (output SAP2000) ... 340

Tabel 6.48 Momen pada pier head pilar 3 kondisi ultimit (output SAP2000) ... 343

Tabel 6.49 Geser pada pier head pilar 3 kondisi ultimit (output SAP2000) ... 346

Tabel 6.50 Rekapitulasi tulangan pilar 2- pilar 4 ... 349

Tabel 6.51 Gaya reaksi Vabt akibat beban mati bangunan atas kanan pilar 1 ... 351

Tabel 6.52 Gaya reaksi Vabt akibat beban mati bangunan atas kiri pilar 1 ... 351

Tabel 6.55 Kombinasi Pembebanan yang dihitung pada kondisi layan. ... 361

Tabel 6.56 Rekapitulasi beban yang bekerja pada pile (kondisi layan) ... 365

Tabel 6.57 Pijin tiangpancang Ø0,6 m kedalaman 24 m .... 369

Tabel 6.59 Momen pada poer pilar 1 kondisi ultimit (output SAP2000) ... 375

Tabel 6.60 Geser pada poer pilar 1 kondisi ultimit (output SAP2000) ... 378

Tabel. 6.61 Momen pada longitudinal stopper pilar 1 kondisi ultimit (output SAP2000) ... 388

Tabel 6.62 Geser pada poer pilar 1 kondisi ultimit (output SAP2000) ... 391

(30)

Tabel 6.64 Geser pada pier head pilar 1 kondisi ultimit (output SAP2000) ... 396

Tabel 6.66 Rekapitulasi tulangan pilar 1 ... 403

Tabel 7.1 Gaya Reaksi Vba akibat beban mati bangunan

atas ... 406

Tabel 7.2 Beban-beban pada struktur Slab On Pile dan faktor beban yang sesuai ... 412

Tabel 7.3 Kombinasi pembebanan yang dihitung pada kondisi layan. ... 412

Tabel 7.4 Kombinasi pembebanan yang dihitung pada kondisi layan. ... 413

Tabel 7.5 Momen pada plat kondisi ultimate ... 414

Tabel 7.6 Momen pada pile head kondisi ultimate ... 417

Tabel 7.7 Gaya dan momen pada balok konsol tumpuan slab ... 422

Tabel 7.8 Momen dan berat pelat injak kondisi ultimate 429

Tabel 7.9 Berat Wing Wall kondisi ultimate ... 432

Tabel 7.10 Tekanan tanah kondisi ultimate ... 435

Tabel 7.11 Rekapitulasi tulangan Slab On Pile ... 436

Tabel 7.12 Rekapitulasi beban yang bekerja pada pile (kondisi layan) ... 443

Tabel 7.13 Panjang penjepitan untuk tiang pancang Slab On Pile ... 446

Tabel 7.14 Kontrol daya dukung tiang pancang ... 446

Tabel 7.15 Rekapitulasi beban yang bekerja pada pile (kondisi Layan) ... 450

Tabel 7.16 Kontrol daya dukung tiang pancang ... 454

Tabel 8.1 Beban mati bangunan atas ... 458

Tabel 8.2 Rekapitulasi gaya vertikal dan horizontal ... 459

Tabel 9.1 Data tanah nilai SPT ... 466

Tabel 9.2 Data penentuan kelas tanah ... 466

(31)

Tabel 9.5 Besarnya nilai amplifikasi untuk periode 1 detik (Fv) ... 469

Tabel 9.6 Zona Gempa ... 472

Tabel 9.7 Faktor modifikasi respon untuk bangunan bawah ... 473

(32)

(33)

1. Lembar revisi 2. Lembar asistensi

3. Tabel PC SPUN PILE WIKA Beton 4. Tabel I GIRDER WIKA Beton 5. Data Tanah

6. Perhitungan lengkung full circle 7. Output SAP2000 PIlar 1

8. Output SAP2000 Pilar 3 9. Output SAP2000 Slab on pile

(34)

(35)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Peran Transportasi dalam pengembangan suatu wilayah sangatlah penting karena dengan adanya sarana transportasi maka arus perputaran ekonomi dapat berjalan dengan lancar. Salah satu alat transportasi yang biasa digunakan adalah jalan raya tetapi, sering kali dalam proses pembangunannya mengalami banyak kendala dan halangan baik itu berupa sungai, laut, danau,waduk, jurang atau yang melintasi jalan penghalang lainnya. Oleh karena itu untuk menghubungkan dua buah jalan yang terpisahkan oleh suatu rintangan maka yang diperlukan adalah suatu sarana berupa bangunan Jembatan. Dengan adanya sarana jembatan ini akan memberikan kelancaran aktifitas gerak khususnya untuk kegiatan perekonomian yang akan memacu laju pertumbuhan suatu wilayah.

Selain sebagai penghubung antar dua buah jalan, jembatan juga dapat dijadikan sebagai sarana wisata yang layak dikunjungi dengan memberi suatu ruang khusus pada bagian jembatan atau sekitar jembatan. Sebagai contohnya adalah Jembatan THP Kenjeran yang dibangun di pinggir pantai yang sekaligus menjadi tempat wisata di Kota Surabaya karena terdapat ruang khusus yang diletakkan ditengah yaitu berupa Anjungan dan diujung bentang terdapat air mancur yang bertujuan memperindah jembatan serta dengan adanya sarana tersebut dapat mendatangkan sumber penghasilan baru bagi masyarakat sekitar karena keberadaannya menjadi penggerak ekonomi dan menggali potensi wisata disekitar jembatan.

Maka dari itu dalam merencanakan sebuah jembatan yang memiliki fungsi lebih dari sekedar penghubung dua buah jalan direncanakan mampu menahan beban lebih besar karena momen yang bekerja juga akan bertambah besar. Dan

(36)

2

juga jembatan dengan bentang panjang serta memiliki fungsi lebih dari jembatan biasa dalam ini perhitungan strukturnya akan lebih kompleks sehingga struktur-struktur lainnya mampu menahan beban-beban yang bekerja.

Dari uraian tersebut maka, desain dengan system beton prategang menjadi solusi yang tepat karena lebih kuat jika dibandingkan dengan balok beton biasa. Dan beton prategang bisa menerima beban lebih besar dikarenakan beton prategang sendiri bisa menerima gaya tarik yang sebenarnya tidak dapat diterima oleh beton biasa.

Jembatan THP Kenjeran merupakan Jembatan Taman Hiburan Pantai (THP) Kenjeran Surabaya – Jawa Timur, dimana lokasi proyek direncanakan mulai jalan Tambak Deres sampai dengan jalan Sukolilo Kenjeran. Jembatan THP Kenjeran ini direncanakan memiliki panjang total kurang lebih 780 m.

Struktur ulang jembatan THP Kenjeran direncanakan menggunakan system beton prategang dengan lebar 16 m, dimana 10 m sebagai jalan utama dan 3 meter masing – masing di sebelah kanan dan kiri jembatan sebagai fasilitas pejalan kaki dan sepeda. Alasan penggunaan system beton prategang antara lain dari segi kemampuan layanan lebih baik, design prategang lebih cocok untuk bentang yang relative panjang sebab struktur ini lebih ramping dan lebih ringan.

Data Proyek :

1. Nama Proyek : Perencanaan Rehabilitasi Jembatan THP Kenjeran

2. Pemilik Proyek : Dinas PU Bina Marga Provinsi Jawa Timur

3. Lokasi Proyek : Mulai jalan Tambak Deres sampai dengan jalan Sukolilo Kenjeran Kota Surabaya.

4. Bangunan Atas : Bentang tepi menggunakan system struktur slab on Pile dan box culvesrt

(37)

precast, bentang tengah menggunakan system beton pratekan I-Girder.

5. Bangunan Bawah : Pondasi tiang pancang.

Gambar 1.1 Denah lokasi Jembatan THP Kenjeran

Struktur eksisting jembatan THP Kenjeran ini menggunakan 2 tipe struktur diantaranya :

1. Type struktur beton pratekan I-Girder bentang 30 m

2. Type struktur slab on pile dengan 2 macam bentang yakni bentang 6 m dan bentang 8,50 m.

Gambar 1.2 Layout eksisting struktur utama I Girder 30M

(38)

4

Dalam desain ulang struktur jembatan THP Kenjeran ini direncanakan juga menggunakan 2 tipe struktur diantaranya :

1. Type struktur beton pratekan I-Girder bentang 40 M

2. Type struktur slab on pile bentang yakni bentang 6 m.

Gambar 1.3 Layout rencana struktur utama I Girder 40M

Dapat disimpulkan bahwa antara layout eksisting struktur utama I Girder 30M dan Layout rencana struktur utama I Girder 40M terdapat perbedaan dari segi penggunaan pilar. Dapat dilihat pada layout eksisting dengan I Girder Bentang 30M menggunakan pilar sebagai penopang gelagar sebanyak 17 buah sedangkan pada layout rencana jembatan dengan I Girder 40M hanya menggunakan pilar sebagai penopang gelagar sebanyak 13 buah. Maka, terdapat penghematan atau pengurangan dalam segi penggunaan pilar sebanyak 3 buah pilar.

Sehingga dalam tugas akhir ini akan dibahas lebih lanjut bagaimana Desain Ulang Jembatan THP Kenjeran dengan Menggunakan Balok I Girder Bentang 40M.

1.2 Perumusan Masalah

Dalam tugas akhir ini, membahas tentang desain ulang Jembatan THP Kenjeran. Jembatan THP Kenjeran ini masih

(39)

dalam tahap pembangunan oleh Dinas Bina Marga Provinsi Jawa Timur.

Untuk desain ulang suatu bangunan jembatan harus memperhatikan beberapa factor yang akan mempengaruhi kualitas, kekuatan, kelayakan, dan kenyamanan dari suatu struktur bangunan yang akan dibuat. Jembatan THP Kenjeran ini mempunyai bentang yang cukup lebar. Selain itu, Jembatan Kenjeran ini dibangun di pinggir pantai. Yang harus diperhatikan adalah kondisi tanah sekitar dan beberapa factor lingkungan lainnya, sehingga diperlukan perencanaan cukup matang.

Masalah-masalah khusus yang uraikan pada tiap pokok tersebut:

1. Bagaimana prosedur desain dan cara menghitung bangunan atas jembatan yang meliputi:

- Desain tiang sandaran. - Desain trotoar.

- Desain dimensi dan penulangan pelat lantai kendaraan.

- Desain system beton prategang. - Desain dimensi diafragma. - Desain elastomer

2. Bagaimana prosedur desain serta perhitungan bangunan bawah jembatan, meliputi :

- Desain pilar

- Desain pondasi tiang pancang (spun pile)

3. Bagaimana prosedur desain dan perhitungan bangunan slab on pile, meliputi :

- Desain slab lantai kendaraan - Desain pile head

- Desain pondasi tiang pancang (spun pile) - Desain wing wall

- Desain plat injak.

4. Berapa hasil perhitungan struktur jembatan yang dititik beratkan pada desain dimensi, analisis struktur beserta kontrolnya dan bagaimana bentuk gambar teknisnya.

(40)

6

1.3 Batasan Masalah

Batasan tentang Desain konstruksi bangunan jembatan THP Kenjeran meliputi sebagai berikut :

- Desain beban meliputi : beban mati, beban hidup, beban angin, beban rem, beban gempa dan tekanan tanah.

- Menghitung struktur jembatan yang dititik beratkan pada desain dimensi, analisis struktur beserta kontrolnya.

- Menggunakan rumus dalam perhitungan sesuai dengan literature yang ada sehingga tidak ada penurunan rumus. - Merencanakan struktur bangunan atas, bangunan bawah dan

bangunan pelengkap.

- Menggambar hasil desain struktur jembatan. - Tanpa meninjau anggaran biaya.

1.4 Maksud dan Tujuan

Maksud penulis melaksanakan proyek tugas akhir secara umum adalah untuk memenuhi syarat kelulusan pendidikan dan khususnya untuk mengetahui lebih jauh tentang disiplin ilmu yang sudah didapat sebelumnya, sedangkan secara khusus ialah dalam perencanaan dan perhitungan jembatan dengan menggunakan system beton prategang, serta mengatasi masalah-masalah yang mungkin timbul khususnya dalam penerapan beton prategang pada gelagar-gelagar jembatan.

Adapun tujuan-tujuan yang hendak dicapai dari desain ini adalah :

1. Mendesainkan dimensi struktur bangunan atas yang meliputi : a. Plat lantai kendaraan dan menghitung kebutuhan

penulangannya,

b. Gelagar memanjang dan diafragma. c. Tiang sandaran,

d. Trotoar,

2. Mendesainkan dimensi struktur bangunan bawah yang meliputi :

a. Pilar

b. Pondasi tiang pancang

(41)

a. Plat slab lantai kendaraan b. Pile head

c. Pondasi tiang pancang d. Plat injak,

e. Wing wall

4. Menggambar detail dari struktur yang direncanakan tersebut.

1.5 Manfaat Desain

Dalam penyusunan tugas akhir ini, mahasiswa diharapkan mampu dan kreatif dalam menyusun tugas akhir. Penyusunan tugas akhir ini sangat bermanfaat bagi mahasiswa, yaitu menambah wawasan dan ilmu pada mahasiswa sendiri. Dikarenakan tugas akhir ini diharapkan mampu menyajikan karya yang orisinil dalam merencanakan ulang suatu proyek yang telah dikerjakan. Serta dapat mengembangkan dan meningkatkan kreatifitas, keahlian dan profesinya.

(42)

8

Gambar Eksisting Jembatan THP Kenjeran

Gambar 1.4 Long section eksisting slab on pile

(43)

Gambar 1.6 Long section eksisting struktur beton pratekan I-Girder H170

Gambar 1.7 Cross section eksisting struktur beton pratekan I Girder H170 bentang 30M

(44)

10

(45)

(46)

12

Gambar 1.10 Layout rencana Jembatan THP Kenjeran

(47)

(48)

14

Gambar 1.12 Long section rencana struktur beton pratekan I Girder H210 bentang 40M

Gambar 1.13 Cross section rencana struktur beton pratekan I Girder H210 L=1.80 m.

(49)

Gambar 1.14 Long section rencana struktur beton pratekan I Girder H210 bentang 40M

Gambar 1.15 Cross section rencana struktur beton pratekan I Girder H210 L=1.95 m.

(50)

(51)

Gambar 1.16 Cross section rencana struktur slab on pile.

(52)

(53)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Data Desain Jembatan

Kondisi eksisting Jembatan THP Kenjeran memiliki panjang 762 meter lebar 16 meter dengan lebar jalur kendaraan 10 meter, lebar jalur pejalan kaki 3 meter disebelah kanan dan kiri. Bangunan utama jembatan terdiri dari 4 bagian yaitu bagian tepi/awal dengan panjang 96 meter menggunakan konstruksi slab on pile, bagian tengah dengan panjang 640 meter menggunakan konstruksi balok pratekan, bagian ujung dengan panjang 107 meter dan menggunakan konstruksi slab on pile.

Data-data desain ulang Jembatan THP Kenjeran: a. Struktur slab on pile

 Betang : 6 meter

 Lebar jembatan : 16 meter

 Lebar trotoar : 2 x 3.00 meter

 Lebar jalan raya : 10 meter

 As ke as pile : 3.50 meter

 Tebal aspal : 0.05 meter

 Tebal plat lantai : 0.35 meter

 Pipa sandaran : 3 inch (76.3 mm) b. Struktur beton pratekan I girder

 Bentang : 40 meter

 Lebar jembatan : 16 meter

 Lebar trotoar : 2 x 3.00 meter

 Lebar jalan raya : 10 meter

 As ke as girder : 1.80 meter

 Tebal aspal : 0.05 meter

 Tebal plat lantai : 0.25 meter

(54)

18

2.2 Data Bahan 2.2.1 Beton

1) Berdasarkan Bridge Design Code tabel 6.3 hal 6-24 didapatkan bahwa perkerasan dan lantai jembatan yang berhubungan dengan lalu lintas menengah atau berat (kendaraan mempunyai masa kotor lebih dari 3 ton), kuat tekan karajteristik minimum untuk beton f’c adalah 25 MPa.

2) Modulus elastisitas beton (Ec) berdasarkan Bridge Design Code, BMS 1992 pasal 6.4.1.2 hal 30 pada umur tertentu mutu beton bias diambil :

Ec = Wc1.5(0.043√f’c) …(2.1)

Dimana:

Wc = berat volume beton ≥ 24 MPa f’c = 25 MPa

3) Tebal selimut beton

Tebal selimut beton direncanakan berdasarkan Bridge Design Code Tabel 6.6 hal 6-28.

2.2.2 Baja

Mutu tulangan yang digunakan adalah :

1) Untuk tulangan dengan D < 12 mm, maka fsy = 240 MPa (Grade U24), Bridge Design Code, tabel 6.12 hal 35. 2) Untuk tulangan dengan D ≥ 13 mm, maka fsy = 400 MPa

(Grade U39), Bridge Design Code, tabel 6.12 hal 35.

3) Modulus elastisitas baja adalah 2.103 MPa. Bridge Design Code, tabel 6.12, pasal 2.2 hal 35.

2.2.3 Strand Baja

Untuk konstruksi beton prategang pratarik menggunakan strand dengan 7 kawat yaitu mempunyai sebuah kawat ditengah yang sedikit lebih besar dari keenam kawat sebelah luarnya yang membungkusnya dengan erat. Untaian tujuh kawat biasa digunakan untuk system prategang menurut spesifikasi ASTM A-416 yang mempunyai kekuatan batas 1720 MPa atau 1860 MPa.

(55)

Sifat-sifatnya seperti terdapat dalam tabel. (Lin dan Burns, 1982 hal 49).

Tabel 2.1 Sifat-sifat Strand-Relieved

Dengan tujuh Kawat Tanpa Pelapisan. (ASTM A-416)

Diameter nominal (mm) Kekuatan Putus (kN) Luas Nominal Strand (mm2) Beban Minimum pada Pemuaian 1% (kN) 6,35 7,94 9,35 11,11 12,70 15,24 9,53 11,11 12,70 15,24 40,0 64,5 89,0 120,1 160,1 240,2 102,3 137,9 183,7 260,7 Derajat 1720 MPa 23,22 37,42 51,61 69,68 92,90 139,35 Derajat 1860 MPa 54,84 74,19 98,71 140,00 34,0 54,7 75,6 102,3 136,2 204,2 87,0 117,2 156,1 221,5 Kata derajat yang terdapat pada tabel 2.1 menunjukkan tegangan putus yang dijamin.

2.3 Kriteria Design Jembatan Beton Prategang

Dalam desain perhitungan pada Jembatan THP Kenjeran dengan system beton prategang digunakan acuan/pedoman sebagai berikut:

1) BRIDGE DESIGN MANUAL (BMS BDM, 1992)

(56)

20

3) Tata Cara Perhitungan Struktur Beton (SNI Beton, 2005).

4) Design Struktur Beton Prategang (T.Y Lin dan Burns, 1982).

2.4 Struktur Utama Prategang

Mengingat panjang bentang total jembatan 762 meter maka memerlukan suatu struktur yang memiliki ketahanan yang kuat dan dalam hal ini system pratekan menjadi salah satu pilihan dan pertimbangan pemakaian, beberapa kelebihan antara lain:

1. Kekuatan beton lebih kuat dibandingkan beton bertulang, beton pratekan menggunakan beton dan baja mutu tinggi. 2. Lebih efektif untuk bentang panjang dengan beban besar

karena beton sudah terlebih dahulu mengalami tegangan dari dalam sebelum terbebani gaya dari luar.

3. Karena beton mengalami gaya internal akibat fase, penarikan hal inilah yang menyebabkan retak jarak terjadi.

4. Pada beton prategang retak yang sudah dahulu tertekan akibat penarikan.

5. Lebih ekonomis dibandingkan beton bertulang pada bentang panjang beton bertulang membutuhkan dimensi yang besar dengan tambahan tulangan yang tidak sedikit sedangkan beton pratekan yang memiliki beton dan baja mutu tinggi.

6. Pemeliharaan beton pratekan tidak memerlukan biaya yang mahal.

Beton prategang merupakan kombinasi antara beton berkekuatan tinggi dan baja mutu tinggi dengan cara menarik baja dan menahannya ke beton sehingga membuat beton dalam keadaan pratekan. (T.Y Lin Ned – H.Burns: Design Struktur Beton Prategang), sedangkan menurut Komisi ACI beton dengan besar dan distribusi sedemikian sehingga dapat

(57)

mengimbangi sampai batas tertentu tegangan yang terjadi akibat beban eksternal.

Beton prategang dapat digambarkan sebagai beton yang ditransformasikan dari bahan yang getas menjadi bahan yang elastic dengan memberikan tekanan terlebih dahulu pada beton. Tekanan tersebut dapat terjadi saat penarikan tendon (untaian kawat mutu tinggi, kabel). Dari hasil penarikan tersebut diharapkan tegangan yang terjadi masih kurang atau sama dengan tegangan ijin yang telah ditentukan.

Adapun tegangan ijin beton prategang untuk batang-batang lentur sesuai dengan peraturan ACI atau dapat dilihat pada

(“Edward G Nawy:Beton Prategang.Erlangga, hal 59”),

tegangan baja tidak boleh melampaui nilai-nilai berikut:

a. Akibat gaya pendongkrak yang bekerja pada kabel :

0.80 fpu atau 0.94 fpy

Mana yang lebih kecil, tetapi tidak lebih besar dari nilai maksimum yang diusulkan oleh pembuat kabel prategang atau angkur. b. Tendon penarik “segera setelah peralihan”

gaya prategang atau tendon-tendon pasca tarik setelah panjangkaran/pengangkuran, 0.70 fpu.

Tegangan beton tidak boleh melampaui nilai-nilai berikut ini:

a. Segera setelah peralihan gaya prategang (sebelum kehilangan), tegangan serat-serat terluar

Tekan = 0.60 f’ci

Tarik = 0 (tidak boleh ada tegangan tarik, apabila ada harus diberi tulangan lekatan dan tarik maksimum tidak boleh melebihi 7.5 √f’c).

(58)

22

b. Pada beban kerja setelah terjadi seluruh kehilangan gaya prategang

Tekan = 0.45 f’c Tarik =3 √f’c

Desain menggunakan konsep Sistim Pratekan Untuk Mengubah Beton Menjadi Bahan Yang Elastis, yaitu mengubah bahan yang getas menjadi elastic dengan member tekanan (desakan) terlebih dahulu. Setiap tegangan beton prategang diperiksa pada fase sesaat transfer gaya prategang saat masa konstruksi, dan saat pemakaian jembatan (sevice).

Pada ketiga fase diatas beton prategang mengalami apa yang disebut kehilangan gaya yang diakibatkan oleh beberapa sebab diantaranya adalah:

- Kehilangan gaya akibat Gesek atau Friction

- Kehilangan gaya akibat slip angkur

- Kehilangan gaya akibat perpendekan Elastisitas Beton

- Kehilangan gaya akibat susut “SH” - Kehilangan gaya akibat rangkak “CR” - Kehilangan gaya akibat relaksasi baja “RE”

Desain awal untuk gelagar beton prategang sesuai dengan

BMS, BDM hal 3-26 gelagar I pra tegang dengan lantai komposit dalam bentang tunggal dengan variasi antara 12 m sampai 35 m perbandingan tipikal tinggi/bentang 1/15 x l sampai 1/16.5 x l.

Rumus yang digunakan untuk mencari kehilangan gaya diatas adalah sebagai berikut:

1. Kehilangan gaya akibat gesekan “Friction”

(59)

Dimana :

F1 = Gaya awal yang diberikan F2 = Gaya setelah menerima gesekan K = Koefisien wobble (tendon pada

selubung longam fleksibel) 0.0016 – 0.0066.

L = Panjang bentang

µ = Koefisien kelengkungan 0.15 – 0.25 α = Perpendekan sudut pusat luar tendon 2. Kehilangan gaya akibat Slip Angkur

∆P ANK = 3 % x F1 …(2.3) 3. Kehilangan gaya akibat perpendekan elastisitas

ES =

…(2.4) Dimana :

ES = Perpendekan elastisitas

Kes = 0.5 untuk kabel pascatarik bila kabel ditarik berurutan

Es = Modulus elastisitas baja

Fcir = Tegangan beton pada garis yang melalui cgs

Eci = Modulus elastisitas beton 4. Kehilangan gaya akibat susut SH

∆FSH = 8.2 x 10-6 Ksh . Es ( ) ( ) x Apstotal

…(2.5) Dimana :

∆FSH = Kehilangan gaya akibat susut beton Ksh = Waktu akhir perawatan beton = 0.58

(selama 30 hari)

Es = Modulus elastisitas baja

= Perbandingan volume dan keliling beton perpias

(60)

24

setempat 70%

Aps = Luas penampang total tendon 5. Kehilangan gaya akibat rangkak

∆FCR = Kcr x

x (Fcir – Fcds) …(2.6) Dimana :

∆FCR = Gaya akibat rangkak. Kcr = 1.6 untuk pascatarik. Es = Modulus elastisitas baja. Fcir = Gaya yang bekerja pada beton

terhadap cgc setelah transfer. Fcds = Gaya yang bekerja pada beton

setelah semua beban mati yang diberikan. 6. Kehilangan gaya akibat relaksasi baja

∆RE = [Kre – J (SH +CR+ES)x C …(2.7) Dimana :

Kre = 35 MPa (strand 7 kawat relaksasi rendah)

J = 0.04 (strand 7 kawat relaksasi rendah)

C = 1 koefisien waktu selama 1 tahun SH = Total kehilangan gaya akibat susut CR = Total kehilangan gaya akibat Creep

(rangkak)

ES = Total kehilangan gaya akibat perpendekn elastisitas.

Secara umum rumus untuk mencari tegangan pada tiap-tiap fase beton prategang adalah

Untuk serat atas :

…(2.8)

Untuk serat bawah:

…(2.9) Keterangan :

M = Momen yang terjadi

y = Jarak tegak lurus dari garis c.g.c ke serat yang ditinjau

(61)

E = Eksentritas

Ix = Momen inersia penampang beton terhadap sumbu x

F = Gaya prategang efektif total setelah dikurangi kehilangan.

2.5 Dasar Desain

2.5.1 Analisis Pembebanan Struktur Jembatan

Pembebanan Pembebanan pada balok prategang digunakan untuk mengetahui apakah penampang balok prategang tersebut bisa menahan beban-beban yang bekerja pada penampang. Beban-beban yang bekerja pada desain struktur girder dalam tugas akhir ini adalah beban mati tetap, beban mati tambahan dan beban hidup yang mengacu pada RSNI T-02-2005. Beban-beban yang bekerja adalah :

1. Beban mati adalah beban semua bagian dari suatu jembatan yang bersifat tetap, termasuk segala beban tambahan yang tidak terpisahkan dari suatu struktur jembatan. Beban mati tetap dan beban mati tambahan merupakan berat sendiri beton girder, slab lantai, aspal dan diaphragma.

2. Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penggunaan jembatan berupa beban lalu lintas kendaraan sesuai dengan peraturan pembebanan untuk jembatan jalan raya yang berlaku.

 Beban “D” Beban Lajur “D” terdiri atas beban tersebar merata, Uniform Distributed Load (UDL) yang digabung dengan beban garis, dan Knife Edge Load (KEL)

a. Beban Tersebar Merata (UDL), mempunyai intensitas q t/m2 dimana besarnya q tergantung pada panjang total wilayah yang dibebani, seperti berikut : q = 0.9 t/m2  span ≤ 30 m

(62)

26

q = 0.9 x (0.5 + 15/L) t/m2  > 30 m. dengan pengertian :

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan.

L = panjang total jembatan yang dibebani (meter).

b. Beban Garis atau Knife Edge Load (KEL) dengan intensitas p ton/m’ harus ditempatkan tegak lurus terhadap lalu lintas jembatan. Besarnya intensitas p adalah 4.90 ton/m’.

(63)

c. Beban “T” adalah Pembebanan truk "T" terdiri dari kendaraan truk semi-trailer yang mempunyai susunan dan berat as seperti terlihat dalam Gambar 2.1. Berat dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan 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.

Gambar 2.2 Pembebanan Truk “T” d. Faktor Pembesaran Dinamis

Faktor pembesaran dinamis (DLA) berlaku pada “KEL” lajur “D” dan truk “T” sebagai simulasi kejut dari kendaraan bergerak pada struktur jembatan. Untuk truk “T” nilai DLA 0.3 sedangkan untuk “KEL” lajur “D” nilai dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.2 Faktor Beban Dinamik untuk “KEL” Lajur “D”

(64)

28 Bentang Ekuivalensi Lὲ (m) DLA (untuk kedua keadaan batas) Lὲ ≤ 50 0.4 50 < Lὲ < 90 0.525-0.0025 Lὲ Lὲ ≥ 90 0.3

 Beban Pejalan Kaki

Semua elemen dari trotoar atau jembatan penyeberangan yang langsung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk beban nominal 5 kPa. Jembatan pejalan kaki dan trotoar pada jembatan jalan raya harus direncanakan untuk memikul beban per m2 dari luas yang dibebani seperti pada Gambar 2.3. Luas yang dibebani adalah luas yang terkait dengan elemen bangunan yang ditinjau. Apabila trotoar memungkinkan digunakan untuk kendaraan ringan atau ternak, maka trotoar harus direncanakan untuk bisa memikul beban hidup terpusat sebesar 20 kN.

(65)

c. Beban angin

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

TEW = 0.0006 Cw (Vw) 2

Ab …(2.10)

Apabila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata tambahan arah horizontal harus diterapkan pada permukaan lantai seperti diberikan pada rumus dibawah ini :

TEW = 0.0012 × Cw ×Vw 2

× Ab (kN) …(2.11) dengan pengertian :

Vw adalah kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas yang ditinjau

Cw adalah koefisien seret - lihat Tabel 2.2

Ab adalah luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 2.4 Koefisien seret Cw

Type Jembatan Cw

Bangunan atas masif :

B/d = 1.0 2.1

B/d = 2.0 1.5

B/d = 6.0 1.25

(66)

30

Catatan :

- B = lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran.

- D = tinggi bangunan atas, termasuk tinggi bagian sandaran yang massif.

- Untuk harga antara B/d bias diinterpolasi linier. - Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi,

Cw harus dinaikan sebesar 3% untuk setiap derajat superelevasi dengan kenaikan maksimum 25%.

d. Beban gempa

Pembebanan gempa dihitung berdasarkan pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan, (PPTJ, BMS, hal. 2-45)

Yaitu :

V = Kh. I. Wt …(2.12)

Keterangan :

Kh = koefisien beban gempa horizontal I = factor keutamaan

Wt = Total berat nominal bangunan yang dipengaruhi oleh percepatan diambil akibat gempa, sebagai beban mati tambahan (kN)

Dimana :

Kh = C.S … (2.13)

Keterangan :

C = Koefisien geser dasar untuk daerah, waktu dan kondisi setempat yang sesuai. S = factor tipe bangunan

e. Beban Rem

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

(67)

yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas (Gambar 5), tanpa dikalikan dengan faktor beban dinamis dan dalam satu jurusan. Gaya rem tersebut dianggap bekerja horisontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m di atas permukaan lantai kendaraan. Beban lajur D disini jangan direduksi bila panjang bentang melebihi 30 m, digunakan rumus 1: q = 9 kPa.

Dalam memperkirakan pengaruh gaya memanjang terhadap perletakan dan bangunan bawah jembatan, maka gesekan atau karakteristik perpindahan geser dari perletakan ekspansi dan kekakuan bangunan bawah harus diperhitungkan. Gaya rem tidak boleh digunakan tanpa memperhitungkan pengaruh beban lalu lintas vertikal. Dalam hal dimana beban lalu lintas vertikal mengurangi pengaruh dari gaya rem (seperti pada stabilitas guling dari pangkal jembatan), maka Faktor Beban Ultimit terkurangi sebesar 40% boleh digunakan untuk pengaruh beban lalu lintas vertikal.

(68)

32

f. Gaya setrifugal

Tabel 2.6 Faktor beban akibat gaya sentrifugal

Jembatan yang berada pada tikungan harus memperhitungkan bekerjanya suatu gaya horisontal radial yang dianggap bekerja pada tinggi 1,8 m di atas lantai kendaraan. Gaya horisontal tersebut harus sebanding dengan beban lajur D yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas (Tabel 11 dan Gambar 5), tanpa dikalikan dengan faktor beban dinamis. Beban lajur D disini tidak boleh direduksi bila panjang bentang melebihi 30 m. Untuk kondisi ini rumus 1; dimana q = 9 kPa berlaku.

Pembebanan lalu lintas 70% dan faktor pembesaran di atas 100% BGT dan BTR berlaku untuk gaya sentrifugal.

Gaya sentrifugal harus bekerja secara bersamaan dengan pembebanan "D" atau "T" dengan pola yang sama sepanjang jembatan. Gaya sentrifugal ditentukan dengan rumus berikut:

Keterangan :

TTR = gaya sentrifugal yang bekerja pada bagian jembatan

TT = Pembebanan lalu lintas total yang bekerja pada bagian yang sama (TTR dan TT mempunyai satuan yang sama)

V = kecepatan lalu lintas rencana (km/jam) r = jari-jari lengkungan (m)

(69)

2.5.2 Kombinasi Pembebanan

Menurut RSNI T-02-2005, aksi rencana digolongkan ke dalam aksi tetap dan transien,kombinasi beban umumnya didasarkan kepada beberapa kemungkinan tipe yang berbeda dari aksi yang bekerja secara bersamaan dan keadaan paling berbahaya yang harus diambil. Kombinasi yang diperhitungkan antara lain:

a) Kombinasi pada keadaan batas daya layan. b) Kombinasi pada keadaan batas ultimit.

2.6 Struktur Penyusun Jembatan

Jembatan terdiri atas beberapa struktur bangunan yang umumnya dibagi menjadi bangunan atas yang berupa sandaran, pelat lantai, trotoar, gelagar, dan diafragma, bangunan bawah yang berupa kepala pile, kepala pilar, pilar dan pondasi; dan bangunan pelengkap yang terdiri dari pelat injak, retaining wall.

2.6.1 Bangunan Atas Jembatan

Yang termasuk dalam bangunan atas jembatan adalah sandaran, pelat lantai dan trotoar, gelagar dan diafragma. Dimana disetiap bangunan tersebut akan dijelaskan sebagai berikut

2.6.1.1 Desain Sandaran

Sandaran pada jembatan berguna sebagai pembatas atas pengaman pejalan kaki yang melintas diatas jembatan agar tidak jatuh ke sisi luar jembatan. Desain sandaran disesuaikan dengan BMS BDC Pasal 2.9.5 hal 2-69, sandaran untuk pejalan kaki harus direncanakan untuk dua pembebanan yang bekerja secara bersamaan dalam arah menyilang vertical dan horizontal dengan masing-masing beban sebesar W* = 0.75 kN/m.

1) Gaya yang bekerja pada pipa (Palangan) Sandaran

a. Beban hidup (gaya vertikal) = 0.75 kN/m b. Beban hidup (gaya horizontal) = 0.75 kN/m

c. Berat sendiri pipa sandaran (gaya vertikal) = 0.0508 kN/m