PENINJAUAN ULANG STRUKTUR JEMBATAN RANGKA BAJA BATU KUDO KABUPATEN SOLOK

(1)

PENINJAUAN ULANG STRUKTUR JEMBATAN RANGKA BAJA

BATU KUDO KABUPATEN SOLOK

Ica, Hendri Warman, Taufik

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang E-mail :selfianaica47@yahoo.com, Warman_hendri@yahoo.com , taufikfik@rocketmail.com

Abstrak

Dengan meningkatnya pertumbuhan penduduk, maka pertumbuhan lalu lintas juga semakin tinggi yang mengakibatkan jalur lalu lintas di Kabupaten Solok semakin padat sehingga memungkinkan akan terjadinya kemacetan lalulintas, yang disebabkan tidak layaknya lagi infrastruktur jalan untuk menampung kendaraan yang semakin padat. Jembatan Batu Kudo merupakan jembatan yang menghubungkan Jorong Bawah Duku dan Jorong Subarang. Jembatan yang ditinjau adalah jembatan dengan bentang 45m, kelas A karena memiliki lebar lantai kendaraan 7m dan trotoar 1m. Konstruksi atas jembatan berbentuk rangka batang yang terbuat dari profil baja.Peraturan yang dipakai adalah pada Standar Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005, T-03-2005, dan Perencanaan Teknik Jembatan Bridge Management System (BMS).Analisa pembebanan menggunakan program computer.Dari hasil perhitungan gelagar memanjang menggunakan profil baja WF 400.200.7.11, gelagar melintang WF 900.300.18.28, dan untuk gelagar utama WF 400.400.11.18.Berdasarkan data SPT(Standar Penetration Test) tanah keras berada pada kedalaman 20m maka pondasi yang dipakai adalah pondasi tiang pancang dengan diameter 400mm.

(2)

REVIEWBRIDGERE-STRUCTURE FRAMEWORK OFSTEEL

BATUKUDODISTRICTSOLOK

Ica,HendriWarman, Taufik

Civil EngineeringDepartment, Civil Engineering and Planning Faculty, Bung Hatta University Padang

E-mail :selfianaica47@yahoo.com, Warman_hendri@yahoo.com , taufikfik@rocketmail.com

Abstract

With increasing population growth, then the traffic growth is also higher traffic resulting in Solok increasingly dense making it possible impending traffic jam, caused no more infrastructure like roads to accommodate the increasingly crowded vehicle. Batu Kudo Bridge is a bridge that connects the Jorong Bawah Duku and Jorong Subarang. The bridge is a bridge that is reviewed with 45m span, class A because it has a width of 7m vehicle floor and sidewalk 1m. Construction on the bridge-shaped trusses made of steel profiles. Regulations are used in the Indonesian National Standard (SNI) T-02-2005, T-03-2005, and Planning Engineering Bridges Bridge Management System (BMS). Loading analysis using a computer program. From the calculation using the longitudinal girder steel profiles 400.200.7.11 WF, WF 900.300.18.28 transverse girder, and to the main girder WF 400.400.11.18. Based on data from SPT (Standard Penetration Test) hard ground is at a depth of 20m, the foundation used is a pile foundation with a diameter of 400mm.

(3)

1. PENDAHULUAN

Dengan perkembangan zaman dan meningkatnya mobilitas penduduk, maka pertumbuhan lalu lintas juga semakin tinggi yang mengakibatkan jalur lalu lintas di Kabupaten Solok semakin padat sehingga memungkinkan akan terjadinya kemacetan lalu lintas dan kecelakan lalu lintas yang disebabkan tidak layaknya lagi infrastruktur jalan untuk menampung kendaraan yang semakin padat.

Maka dari itu Pemerintah Sumatera Barat mengindentifikasi jembatan yaitu didaerah Kabupaten Solok yang perlu diperhatikan karena tidak layak lagi untuk menampung pertumbuhan lalu lintas yang semakin padat.Lebar jembatan tersebut sangat sempit dan perlu diperlebar untuk mengantipasi kemacetan dan kecelakaan lalu lintas yang mungkin terjadi.

Karena jembatan merupakan salah satu alat vital bagi kelancaran lalu lintas, serta merupakan suatu bagian dari jalan raya yang berfungsi menghubungkan jalan yang terputus karena adanya rintangan seperti sungai, muara, danau, lembah, jurang dan lain-lain sebagainya, maka jembatan harus didesain kuat dantahan, tidak mudah rusak. Tetapi tidak berarti jembatan harus didesain secara kuat berlebihan.Namun juda harus

dilihat dari segi ekonomis, baik kekuatanya, bahan-bahannya maupun pembuatanya, karena apabila membangun dengan kuat dan kokoh tetapi tidak ekonomis maka tidak efesien.

Jembatan Batu Kudo Kab.Solok merupakan jembatan lama dengan pelat lantai masih menggunakan kayu.Berdasarkan lebar karakteristik muara dan fungsi dari jembatan, maka direncanakan jembatan dengan bentang 45 m serta lebar jembatan 9 m.

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:.

1. Untuk memahami dan menerapkankegiatan perencanaan dan

perhitungan jembatan rangka yang selama ini dikenal melalui teori dalam kuliah.

2. Untuk mendapatkan hasil akhir perencanaan jembatan dengan desain yang memenuhi batasan keamanan dan kenyamanan yang disyaratkan.

(4)

2. METODOLOGI Pada perencanaan Jembatan Batu Kudo data yang digunakan adalah Data primer yaitu data yang didapat dari instansi-instansi terkait.

1. Data tanah

Pengeboran init lapangan dilaksanakan sebanyak 2(dua) titik pada lokasi Koto Baru Solok, dengan kedalaman pada titik bor 1 dan bor 2 masing-masing sedalam 20 meter dari elevasi tanah setempat. Bor 1 meliputi :

- Kedalaman 0,00 s/d 2,00 m dari permukaan tanah setempat, jenis tanah Pasir Kelanauan sedikit kerikil (SM), warna coklat tua, dengan nilai SPT sebesar 35.

- Kedalaman 4,00 s/d 10 m dari permukaan tanah setempat, jenis tanah Lanau sedikit pasir (ML), warna coklat keabu-abuan, dengan nilai SPT sebesar hingga besar dari 12.

- Kedalaman 10 s/d 20 m dari permukaan tanah setempat, jenis tanah Pasir kelanauan, sisipan batuan (SM), abu-abu dengan nilai SPT besar dari 55.

Bor 2 meliputi :

- Kedalaman 1,00 s/d 9,00 m dari permukaan tanah setempat, jenis tanah Lanau Kepasiran (ML), warna

(5)

coklat tua, dengan nilai SPT sebesar 11.

- Kedalaman 9,00 s/d 20,00 m dari permukaan tanah setempat, jenis tanah Pasir Kelananau, sisipan batuan (SM), warna abu-abu tua, dengan nilai SPT sebesar 60.

Berdasarkan data tanah bor 1 dan 2, lapisan tanah keras ditemukan pada kedalaman 13 hingga kedalaman 20 meter (nilai SPT 55) dari muka tanah setempat, maka jenis pondasi yang dipakai adalah Tiang Pancang.

2. Data jembatan

a. Jembatan yang direncanakan ini mempunyai bentang 45 m dengan kelas I-A. lebar jalur kendaraan 7 m, lebar trotoar 1,0 m dan tinggi rangka 6,3 m. jenis rangka yang digunakan pada Jembatan Batu Kudo adalah Wagner.

• Perhitungan Pembebanan

Besar beban yang bekerja pada konstruksi ditentukan berdasarkan jenis dan fungsi bangunan yang akan dikerjakan. Beban-beban yang diperhitungkan terdiri dari :

 Plat lantai kendaraan

Beban yang diperhitungkan pada plat lantai antara lain:

• Berat sendiri (QMS) • Berat Tambahan (QMA) • Beban Truk “T”

• Beban angin • Temperatur

Beban truk yang digunakan adalah beban terpusat sebesar 50 ton.

• Perencanaan dimensi gelagar

a. Perencanaan Gelagar Memanjang Beban yang digunakan antara lain beban mati, beban D dan beban T. Beban D terdiri dari beban terbagi rata (BTR) “q” yang digabung menjadi beban garis (BGT) “p” beban terbagi rata mempunyai inytensitas “q” Kpa, dimana besar “q” tergantung pada panjang total yang dibebani “L”, sedangkan beban garis yang dengan intensitas “p” kN/m harus ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas pada jembatan. Besar intensitas “p” adalah 49 Kn/m.

b. Gelagar Melintang

• Beban mati: beban merata yang terdiri dari berat sendiri gelagar melintang.

(6)

c. Perhitungan Shear Connector

Berfungsi untuk menahan agar tidak terjadi perpindahan vertikal antara baja dengan plat beton. Penempatannya harus disesuaikan dengan dengan gaya geser maksimum antara lantai beton dengan balok baja, terjadi dari berbagai kombinasi beban.

d. Perhitungan sambungan

Karena terbatasnya panjang suatu profil baja panjang profil baja maksimum ± 12 m. maka kadang dalam satu bentang jembatan, gelagar baja harus disambung dengan gelagar baja lainnya. Lokasi sambungan biasanya ditentukan oleh panjangnya profil baja yang tersedia.

Akan tetapi, penyambungan dilakukan seebaiknya tidak pada lokasi momen maksimum. Dan Pada daerah yang akan disambung maka harus dihitung gaya lintang maksimum dan momen maksimum, dan jumlah baut diperoleh dari control terhadap tegangan geser, tegangan tumpuan, dan tegangan tarik.

e. Perhitungan perletakan Beban yang diperhitungkan adalah:

- Beban mati - Beban hidup - Beban gempa - Gaya rem - Beban angin f. Pondasi

Pondasi adalah suatu konstruksi bagian dasar atau bagian terendah pada bangunan yang gunanya adalah untuk memikul beban yang ada diatasnya untuk diteruskan secara merata kelapisan tanah.Dalam perencanaan pondasi yang harus diperhatikan adalah daya dukung pondasi.

3. HASIL

Perhitungan struktur atas

Gambar 1 :Plat lantai kendaraan Berat Sendiri (MS)

(7)

 Beban truk

Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk di ambil FBD adalah 40, jadi FBDnya adalah 0,4

Beban truk “T” :PTT = (1+DLA) x 11,25 =15,75 ton

 Beban Angin

Faktor beban ultimit : KEW = 1,2

Beban garis merata tambahan arah horizontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan di hitung dengan rumus :

TEW = 0.0012 .CW . (VW)2

Dengan ,Cw = Koefisien seret = 1,2 Vw = Kecepatan angin rencana

= 30 m/s (RSNI T 02-2005) TEW = 0.0012 .CW . (VW)2= 1,296kN/m

Penulangan plat lantai kendaraan

Potongan melintang

(8)

- Perhitungan gelagar

Gelagar memanjang

Perencanaan gelagar jembatan ini menggunakan profil baja JIS G3106 SM 490 YB dengan ketentuan berikut :

Data Perencanaan Gelagar Memanjang Data Profil WF 400 x 200 x 7 x11 G 56,6 kg/m Zx 1010 cm 3 lx 20000 cm 4 Zy 145 cm 3 ly 1450 cm 4 H 400 mm A 396 cm 2 tf 11 mm ix 16,7 cm B 200 mm iy 4,48 cm tw 7 mm Gambar 2 :Profil WF 400 x 200 x 7 x 11 a. Beban hidup

Akibat beban “D”(Faktor beban =1,8) Beban tersebar merata (BTR) :

L = 45m > 30 m…………..……… (RSNI T-02-2005,hal:15) q = 9,0 x (0,5 + L 15₎ = 9,0 x       ₊ 45 15 5 , 0 = 7,49 Kpa = 749 kg/m2 Jarak antar gelagar memanjang 1,2 m. Beban yang bekerja :

qL = 749 x 1,2 x 1,8 = 1617,84 kg/m = 16,17 Kn/m

Akibat beban garis :

P = 49,0 KN/m = 4900 kg/m L = 45 m maka DLA = 40 %

P = 4900 x 1,2 x ( 1 + 0,40 ) x 1,8 = 14817,6 kg

Gelagar Melintang

Untuk perencanaan awal gelagar melintang dipilih profil WF dengan dimensi : 900 x 300 x 18 x 34, dan dibawah ini adalah gambar perencanaan jarak gelagar melintang :

(9)

Gambar :Profil WF 900 x 300 x 18 x 34

Pembebanan

a. Beban mati Sebelum komposit :

Berat gelagar memanjang = 56,6kg/m Berat gelagar melintang = 364 kg/m Berat pelat beton = 3250kg/m Berat Steel deck = 14,97 kg/m +

Qd1 = 3685,57 kg/m MQ1 = 1/8 x Qd1 x B2 = 1/8 x 3665,57 x 92 = 20731,33 kg.m Sesudah komposit Qd = 4047,33kg/m Ʃ MB = 0 Ra = 5834,8 kg MD = (Ra x 4,5) – (3332,33 x 1 x 4) – (715 x 1,75 x 3,5) = 26256,6 – 13329,32 – 4379,37 = 15083,09 kg.m b. Beban hidup Akibat beban “D” 1. Beban terbagi rata :

L = 45 m  q = = 9,0 x _      ₊ 45 15 5 , 0 = 7,50 Kpa = 750kg/m2 Maka q’ = 5 x 750 x 1,8 = 6750 kg/m2 Beban 100 % → q’ = 6750 kg/m Beban 50 % → q’ = 3375 kg/m Σ MB = 0 Va = 21093,75 kg Mmax = 61488,28 kg.m 2. Beban garis P = 49 kN/m = 4900 kg/m L = 45 m maka DLA = 40 % Dimana jarak antar gelagar melintang 5m. P’ = (1 + 0,4) x 4900 x 1,8 = 12348 kg Beban 100 % → P’ = 12348 x 5,5 x 100 % = 6791,4 kg/m G 286 kg/m Zx 10900 cm 3 lx 498000 cm 4 Zy 1040 cm 3 ly 15700 cm 4 H 912 mm A 364 cm 2 tf 34 mm ix 37,0 cm B 302 mm iy 6,56 cm tw 18 mm

(10)

3. Beban 50 % → P’ = 12348 x 0,75 x 50 % = 4630,5 kg/m Σ MB = 0 RA . 9 – (6791,4 x 4,5) – (4630,5 x 1,375) = 0 RA = 9 23 , 36928 _{= 4103,14 kg} ML2 = (4103,14 x 3,5) – (6791,4 x 0) = 14360,98 kg.m

Momen total akibat beban “D” adalah : MTotal = ML1 + ML2 = 61488,28 + 14360,98 = 75849,26 kg.m Beban Truck “T” P = (1 + 0,4) x [(2500 x (1/5)) + 11250 + (11250 x (1/5))] x 1,8 = 22120 kg

Gambar 3 : Distribusi Beban “T”

ΣMB = 0 RA . 9 – (22120 x 6,75) – (22120 x 5) – (22120 x 4) – (22120 x 2,25) = 0 RA = 9 398160_{= 44240 kg}

Momen maksimum di tengah bentang: Mmax =RA x 4,5 – (P1 x 0,5) – (P2 x 2,25)

= (44240x 4,5) – (22120 x 0,5) – (22120 x 2,25) = 138250 kg.m Dipakai momen terbesar yaitu akibat beban “T” sebesar 138250kgm.

Gambar 4 :Penampang komposit Luas penampang komposit :

= A.ekivalen + A.profil

= 530,2 + 912

= 1442,2 cm2

Momen inersia komposit :

Y = 𝐴𝐴𝐴𝐴. �

𝑑𝑑

2�+ �𝐵𝐵𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 .𝑡𝑡𝐴𝐴𝑛𝑛 �𝑥𝑥 �2 1.𝑡𝑡𝐴𝐴+𝑑𝑑�

(11)

Y = 364. �

912

2 �+ �180 . 206,79 �𝑥𝑥 �2 1.20)+912�

364+ �180 .20_6,79 �

=78,57 cm

Momen inersia penampang komposit (Ik) :

= ( Ix + (A1 x ( y- ℎ₂ )2)) + ((₁₂1 x (𝑏𝑏𝑒𝑒_𝑛𝑛) x t3) + ((𝑏𝑏𝑒𝑒 𝑛𝑛) x t x (h + 𝑡𝑡 2 – y) 2 )) = (498000 +( 364 x (78,57 - 91,2 2 ) 2 )) + ((1 12 x (180 6,79) x 20 3 ) + ((180 6,79) x 20 x ( 91,2 + 20 2 – 78,57)2)) = 1182868,65 cm4 Yts = Ybs = 912/2 = 456 mm Yc = h profil + ½ x h beton = 912 + 10 = 922 mm Dc = (912 -785,7 ) + (1/2 .ts) = 136,3 mm

Gambar 5 : Titik Berat Penampang Komposit

Gambar 6 : Diagram Tegangan Sebelum dan Sesudah Komposit

Perhitungam Penghubung Geser (Shear Connector)

Beban yang Bekerja

Shear connector direncanakan menggunakan stud ∅ 1,5 cm dengan tinggi stud (H) = 10 cm. jumlah stud dalam arah tegak lurus sumbu gelagar melintang = 2 buah.

Jarak stud : D = 𝑄𝑄𝑄 𝑥𝑥 𝑙𝑙𝑙𝑙

𝐷𝐷 𝑥𝑥 𝑆𝑆

Maka jumlah shear connector yang dibutuhkan adalah :

beban mati ( aspal) 715 kg/m beban hidup : - B. merata - B.garis - Beban “T” 6750 kg/m 12348 kg/m 22120 kg/m

(12)

Jarak Dmax Jarak Stud Jumlah Stud 0-2, 25 97712,84 18,89 12 2,25-4 37793,8 48,83 4 4 - 5 34108,3 54,12 2

Gambar 7 : Shear Connector

 Perencanaan Sambungan

Sambungan Gelagar Memanjang Dengan Gelagar Melintang

Gambar 8: Sambungan Gelagar Memanjang Dengan Gelagar Melintang

Digunakan baut A 325 Ø 3/4 inch

Data Baut yang Digunakan kekuatan bahan tarik

(Fub) = 120 ksi 8274,000 kg/cm2 Kekuatan tarik kg/cm2 Kekuatan geser kg/cm2 Diameter baut (∅ 7/8″) 22,2 mm Diameter lubang baut 2,54 cm Luas baut (Ab) 3,869 cm2

Sambungan Simpul 1

Jumlah baut batang diagonal = 8 baut Jumlah baut batang bawah = 10 baut Jarak baut tepi ke tepi plat = 4 cm Jarak antar baut (L) = 7 cm Ketebalan plat penyambung = 1 cm

SambunganSimpul 2 3,00 4,00 4,00 4,00 3,00 5 8" Profil melintang 900.400.18.34 Rencana profil L .150. 150 . 14 Rencana Baut Profil memanjang 400.200.7.11 PU

SAMBUNGAN GELAGAR MEMANJANG DAN GELAGAR MELINTANG

3

2 1

WF 400 . 400 . 11 . 18

(13)

Jumlah baut batang diagonal= 8 baut Jumlah baut batang bawah = 10 baut Jarak baut tepi ke tepi plat = 4 cm Jarak antar baut (L) = 7 cm Ketebalan plat penyambung = 1 cm Sambungan Simpul 3

Jumlah baut batang diagonal= 8 baut Jumlah baut batang bawah = 10 baut Jarak baut tepi ke tepi plat = 4 cm Jarak antar baut (L) = 7 cm Ketebalan plat penyambung = 1 cm Perletakan Elastomer Ukuran elastomer T =1,5 cm, A= 45 cm, B= 65 cm Gambar9 :Elastomer • Struktur bawah Abutment

Gambar 10 :Penulangan abutmen • Pondasi tiang pancang

Data pondasi :

Jenis pondasi = pondasi tiang pancang

WF 400 . 400 . 11 . 18 WF 400 . 400 . 11 . 18 WF 400 . 400 . 11 . 18 a = 45 cm t = 1,5 cm b= 65 cm ts = 0,2 cm 4D13-100 D16-50 D13-50 D13-50 4D13-100 D13-50 D13-50 D19-100 D16-50 D13-50 Ø8-200 D13-50 160 80 160 80 270 110 90 60 25 30 50 40

(14)

Kedalaman pondasi = 18 m

4. PENUTUP Kesimpulan

Dari hasil perhitungan yang telah penulis lakukan terhadap perencanaan struktur jembatan rangka baja, maka penulis dapat menarik kesimpulan :

• Bentang jembatan direncanakan tetap seperti halnya desain perencanaan sepanjang 45 m.

• Dimensi sandaran ∅ 60,5 mm dengan tebal 3,5 mm

• Tulangan plat lantai D13-150 untuk lapangan dan D13-150 untuk daerah tumpuan sedangkan tulangan

baginya D13-300 • Dimensi gelagar :  Gelagar memanjang : WF 400 .200 .7 . 11  Gelagar melintang : WF 900 x 300 .18 . 34  Gelagar utama : WF 400 .400 .11 . 18

• Jenis sambungan yang digunakan

adalah tipe tumpuan yaitu

menggunakan baut yang dikencangkan dengan tangan yang menimbulkan gaya tarik minimum yang diisyaratkan, yang kuat rencananya disalurkan oleh gaya geser pada baut dan tumpuan pada bagian-bagian yang tersambung. • Sistem perletakan adalah elastomer

yaitu sejenis karet yang didalamnya dilapisi plat baja yang berguna untuk meredam getaran dan beban gempa. Dengan ukuran elastomer T = 1,5 cm , A = 45 cm , B = 65 cm

• Dari perhitungan struktur bawah dapat disimpulkan bahwa abutment aman terhadap geser dan guling baik sebelum beban atas terpasang

maupun setelah beban atas

terpasang.

• Jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang pancang, karena tanah keras terletak pada kedalaman 20 m. DAFTAR PUSTAKA

• Asiyanto.(2005). Metode Konstruksi Jembatan Rangka Baja. Jakarta : Universitas Indonesia

• Gurki, J. Thambah

Sembiring.(2010).Beton Bertulang MAN + 402.904

POT. MEMANJANG JEMBATAN SKALA 1:200

18.00

45.00

(15)

Edisi Revisi. Bandung :Rekayasa Sains :