Perhitungan Jarak Antar Titik

BAB III PERANCANGAN ALINYEMEN HORIZONTAL

3.3 Perhitungan Jarak Antar Titik

d₁=

√

^(xA−x₁)²+(y_A−y₁)

d₁=

√

^{(2100−4582)2+(4000−7674)2}

d₁=

√

^{(−2482)2+(−3674)2}

d₁=

√

6160324+13 498276 d₁=

√

^19658600

d₁=4433.801m ≈4434m 2. Jarak Titik PP1 dengan PP2

d₂=

√

^(x1−x₂)²+(y₁−y₂)

d₂=

√

^{(4582−7319)2}+(7674−9312)² d₂=

√

^{(−2737)2+(−1638)2}

d₂=

√

7491169+2683044 d₂=3189,704m

3. Jarak Titik PP2 dengan B d₃=

√

^{(x2−xB)2+(y2−yB)}

d₃=

√

^{(7319−8448)2}+(9312−11674)² d₃=

√

^{(−1130)2+(−2362)2}

d₃=

√

1276900+5579044 d₃=2618,385m

a. Perhitungan Sudut Azimuth 1. α(A−P1)=arctan

(

^XpYp¹⁻1−YA^XA

)

= arctan

(

7674−4000^4582−2100

)

^+180°

= 34,039°+180°

= 214,039°

2. α(P1−P2)=arctan

(

^XpYP²⁻2−YP^XP11

)

= arctan

(

^7319−45829312−7674

)

^+180°

= 59,1003°+180°

= 239,1°

3. α(P2−B)=arctan

(

^XBYB^−XP−YP2²

)

= arctan

(

11674^8448−7319−9312

)

^+180°

= 25,543°+180°

= 205,543°

Perhitungan sudut antar tikungan memiliki perhitungan, sebagai berikut:

1. Δ₁=

|

^{∝(P1−P2)−∝(A−P1)}

|

¿|239,1−214,039|

=25,061 °

2. Δ₂=

|

^{∝(P2−B)−∝(P1−P2)}

|

¿|205,543−239,1|

=33,557 °

b. Perhitungan Lengkung Horizontal dan Peninggian Rel - Kapasitas Angkut = 10.10⁶ - 20.10⁶ ton/tahun - Kelas Jalan = Kelas II

- Kecepatan Maksimum = 110 km/jam - Jumlah Track = Double Track Perhitungan jari-jari minimum

R min = 0,054V²

R_min = 0,054(110)²

R_min =653,4 m ≈ 700 m (dibulatkan) Diambil R rencana = 700 m

a. Tikungan 1 - R rencana = 700 m - Peninggian rel:

h=5,95.V² R

¿5,95. 110² 700

¿102,85mm<110mm

hminimal=8,8.V²

R −53,54

¿8,8.110²

700 −53,54

¿98,574mm h_minimal<h … . OK !

Diambil h = 99 mm

- Panjang lengkung peralihan (Ls) L_s=0,01× h× V_max

¿0,01×99×110

¿108,9m

- Panjang lengkung lingkaran (Lc) Sudut lengkung peralihan θ

(¿¿s)

¿

θ_s=360× L_s 4πR

¿360×108,9 4π.700

¿4,45°

Sudut lengkung lingkaran ( ^θc¿ θ_c=∆−2θ_s

θ_c=∆₁−2θ_s

¿25,061°−2(4,45°)=16,149°

L_c= θ_c

360×2πR

¿16,149

360 ×2π.700

¿197,297m

- Panjang lengkung total L₁=L_c+2L_s

¿197,297+2(108,9)

¿415,097m

y= L_s² 6R

¿(108,9)² 6×700

¿2,8236m

k=L_s−Rsinθ_s

¿108,9−700 sin 4,45°

¿54,514m

P=y−R(1−cosθ_s)

¿2,8236−700(1−cos 4,45)

¿0,7078m

E_t1=(R+Q)/cos∆ 2−R

¿(700+0,7078)/cos25,061 2 −700

¿17,8m

T_t1=(R+Q)tan∆ 2+k

¿(700+0,7078)tan25,061

2 +54,514

¿344,461m

b. Tikungan 2 - R rencana = 700 m - Peninggian rel:

h=5,95.V² R

¿5,95. 110² 700

¿102,85mm<110mm

h_minimal=8,8.V²

R −53,54

¿8,8.110²

700 −53,54

¿98,574mm h_minimal<h … . OK !

Diambil h = 99 mm

- Panjang lengkung peralihan (Ls) L_s=0,01× h× V_max

¿0,01×99×110

¿108,9m

- Panjang lengkung lingkaran (Lc) Sudut lengkung peralihan θ

(¿¿s)

¿

θ_s=360× L_s 4πR

¿360×108,9 4π.700

¿4,45°

Sudut lengkung lingkaran ( θ_c¿ θ_c=∆−2θ_s

θ_c=∆₁−2θ_s

¿33,557°−2(4,45°)

¿24,645°

L_c= θ_c

360×2πR

¿24,645

360 ×2π.700

¿301,095m

- Panjang lengkung total L₂=L_c+2L_s

¿301,095+2(108,9)

¿518,895m

y= L_s² 6R

¿(108,9)² 6×700

¿2,8236m

k=L_s−Rsinθ_s

¿108,9−700 sin 4,45°

¿54,514m

P=y−R(1−cosθ_s)

¿2,8236−700(1−cos 4,45)

¿0,7078m

E_t2=(R× Q)/cos∆ 2−R

¿(700×0,7078)/cos33,557 2 −700

¿31,86m

T_t2=(R+Q)tan∆ 2+k

¿(700+0,7078)tan 33,557

2 +54,514

¿265,7832m

Tabel Alinyemen Horizontal

Keterangan Tikungan 1 Tikungan 2

Vr(km/jam) 110 110

∆ ( ° ) 25,061 ° 33,557°

R (m) 700 700

h_nmm¿ ¿ ¿ 102,85 102,85

L_s(m) 108,9 108,9

θc(°) 16,149° 24,645°

θ_s(°) 4,45° 4,45°

L_c(m) 197,297 301,095

L(m) 415,097 518,895

y (m) 2,8236 2,8236

k (m) 54,514 54,514

P (m) 0,7078 0,7078

17,938 31,864

E_t(m) 210,071 54,514

Tt(m) 210,2485 265,7832

Tabel Stationing

Titik Rumus Stasionin

g

ST1 Sta A+d1-tt1 4223,75

SC1 Sta Ts1 +Ls1 4332,65

PP1 Sta A+d1 4434

CS1 Sta Sc1+Lc1 4529,95

ST1 Sta Cs1+Ls1 4638,85

TS2 Sta Ts1+d2-Tt1-Tt2 6938,72

SC2 Sta Ts2+Ls2 7047,62

PP2 Sta PP1+d2 7625

CS2 Sta Sc2+Lc2 7348,71

ST2 Sta Cs2+Ls2 7457,61

B Sta PP2+d3 10241

BAB IV

PERANCANGAN ALINYEMEN VERTIKAL

4.1 Dasar Penilaian Trase

Alinyemen vertikal adalah proyeksi sumbu jalan rel pada bidang vertikal yang melalui sumbu jalan rel tersebut. Dipergunakan bila terdapat perbedaan kelandaian sehingga dengan adanya lengkung vertikal peralihan dapat terjadi secara berangsur-angsur dari suatu landai ke kelandaian berikutnya. Alinyemen vertikal terdiri dari garis lurus dengan atau tanpa kelandaian dan lengkung vertikal yang berupa busur lingkaran.

1. Lengkung Vertikal

Pada setiap pergantian landai harus dibuat lengkung vertikal yang memenuhi keamanan dan kenyamanan. Panjang lengkung vertikal berupa busur lingkaran yang menghubungkan dua kelandaian lintas berbeda, ditentukan berdasarkan besarnya jari-jari lengkung vertikal dan perbedaan kelandaian.

Kriteria alinyemen vertical, yaitu:

a. Beberapa kelandaian yang berlainan dalam jarak pendek disederhana-kan menjadi satu kelandaian.

b. Jika penurunan beralih ke pendakian atau pendakian beralih ke pe-nurunan, disediakan bagian mendatar dengan panjang minimum 200 m.

c. Tinggi puncak rel sedapat mungkin tidak diturunkan, kecuali tidak memenuhi syarat-syarat yang disebutkan sebelumnya.

Besarnya jari-jari minimum dari lengkung vertikal tergantung dari besarnya kecepatan rencana ( PD 10 Bab II pasal 6).

Gambar 4. 1 Lengkung Vertikal (Sumber: Google)

Keterangan:

Xm = Jarak dari awal lengkung vertikal sampai titik tekuk A Ym = Jarak dari titik tekuk A ke elevasi rencana

R = jari-jari lengkung vertical L = Panjang lengkung peralihan Φ = Perbedaan landai

g1,g2 = Kelandaian 1 dan 2

Rumus-rumus yang digunaka, sebagai berikut:

Φ = [g2 – g1]

Xm = 21* R * φ Ym = 81* R*( φ)2 Km PLV = Km PI – Xm Elv PLV = Elv PI – Xm* 0 Km PV = Km PI

Elv PV = Elv PV–Ym Km PTV = Km PI + Xm

Elv PTV = Km PI + Xm * φ

Ada dua macam lengkung vertikal yaitu:

1) Lengkung Vertikal Cekung

Gambar 4. 2 Lengkung Vertikal Cekung (Sumber: Google)

2) Lengkung Vertikal Cembung

Gambar 4. 3 Lengkung Vertikal Cembung (Sumber: Google)

2. Landai

Besarnya landai ditentukan oleh tangens sudut antara jalan kereta api an garis mendatar. Jadi besarnya landai pada umumnya dinyatakan dalam bentuk pecahan, misalnya 1/25, 1/40, dan sebagainya. Dapat pula dinyatakan dalam bentuk mm/m atau o/oo. Jadi landai 1/25 sama dengan landai 40 o/oo.

Pengelompokan lintas berdasar pada kelandaian dari sumbu dan rel (PD 10 Bab 2 pasal 4a).

Tabel 4.1 Pengelompokan Lintas Berdasar Pada Kelandaian

a. Landai penentu

Landai penentu adalah landai pendakian terbesar yang ada pada lintas lurus, yang berpengaruh terhadap kombinasi gaya tarik lokomotif terhadap rangkaian kereta yang dioperasikan.

Tabel 4.2 Landai Penentu Maksimum

b. Landai Curam LandaI curam (Sc):

landai > landai penentu, misalnya di pegunungan Panjang maksimum landau curam:

lc= Vk²V_p

2g .(S_p−S_c) ……….(4.1) Keterangan:

lc=panjang maksimumlandai curam(m) Vk=kecepatan maksimum di kakilandai curam Vp=kecepatanminimum dikaki landai curam

g=gravitasi

Sp=landai penentuo/oo sc=landai penentu o/oo

4.2 Perhitungan lengkung vertikal 1. Data Perencanaan

 Kelas jalan : I

 Kecepatan rencana : 110 km / jam

 Kecepatan maksimum : 120 km / jam

 Landai penentu maksimum :

 Jari – jari lengkungan vertikal : 8000 m a. Data Perencanaan

Titik

Koordinat Stasionin g

Elevas i

X Y

A 2100 4000 0 40

PPV1 3837,5 6550 3400 80

PPV2 4259 7186 4250 180

PPV3 6874,25 9045 8250 230

B 3500 1167 11700 230

b. Perhitungan Jarak Antar Titik

X Y¿

¿¿

¿¿ d_(A−PPV1)=√¿

2100 3837,5−¿

¿ 6550−4000¿²

d_(A−PPV¿₁₎=√¿

d_(A−PPV1)=¿ 3085,6776 = 3086 m

X Y¿

¿¿

¿¿

d_{(PPV1−PPV2)}=√¿ 3837,5 4259−¿

¿ 7186−6550¿² d_(PPV1−PPV¿ ₂₎=√¿

d_{(PPV1−PPV2)}=¿ 762,9929554 = 763 m

X Y¿

¿¿

¿¿

d_{(PPV2−PPV3)}=√¿ 9045−7186¿² 6874,25−4259¿²+¿

d_(PPV2−PPV¿ ₃₎=√¿

d_{(PPV2−PPV3)}=¿ 3208,646687 = 3209 m

X Y¿

¿¿

¿¿ d_(PPV3−B)=√¿

1167−9045¿² 3500−6874,25¿²+¿

d_(PPV3−B¿ ₎=√¿

d_(PPV3−B)=¿ 8570,206944 = 8570 m

4.3 Perhitungan Stationing Titik Penting 1. Perhitungan Stationing

Titik A = 0+000

Titik PPV1 = Sta A + d_(A−PPV1) = 0+000 + 3086 = 3+086 Titik PPV2 = Sta PPV1 + d_{(PPV1−PPV2)} = 3+086 + 763 = 4+163 Titik PPV3 = Sta PPV2 + d_{(PPV2−PPV3)} = 4+163 + 3209 = 7+459 Titik B = Sta PPV3 + d_(PPV3−B) = 7+459+ 8570 = 16+820

2. Perhitungan Landai

Landai 1 ( ⁱ1 ) = ^ePPV1−eA StaPPV1−StaA

= 80−40

(3+086)−(0+000)=¿ 0,011764706 ^%0

Landai 2 ( i₂ ) = e_PPV2−e_PPV1

Sta_PPV2−Sta_PPV1= 180−80

(4+163)−(3+086)=¿ 0,117647059

%₀

Landai 3 ( ⁱ3 ) = ^{ePPV3−ePPV2} StaPPV3−StaPPV2

= 230−180

(7+459)−(4+163)=¿ 0,0125 ^%0

Landai 4 ( i₄ ) = e_B−e_PPV3 StaB−StaPPV3

= 230−230

(16+820)−(7+459)=¿ 0 %₀

3. Beda Landai

Q₁=¿ l i₁−i₂ l = l (0,011764706) – (0,117647059) l = 0,105882353 Q₂=¿ l ⁱ2−i₃ l = l (0,117647059) – (0,0125) l = 0,105147059 Q₃=¿ l i₃−i₄ l = l (0,0125) – (0) l = 0,0125

LV₁=Q₁. R=¿ 0,105882353 . 8000 = 847,0588235 Xm₁=1

2. LV₁=1

2. 847,0588235 ¿ 423,5294 Ym₁=R . Q₁²

8 =8000.(0,105882353)²

8 =¿ 11,21107

LV₂=Q₂. R=0,105147059.8000=¿ 841,1764706 Xm₂=1

2. LV₂=1

2. 841,1764706 = 420,5882 Ym₂=R . Q₂²

8 =8000.(0,105147059)²

8 =¿ 11,0559

LV₃=Q₃. R=0,0125.8000=¿ 100 Xm₃=1

2. LV₃=1

2. 100 ¿ 50 Ym₃=R . Q₃²

8 =8000.(0,0125)²

8 =¿ 0,15625

4. Perhitungan Stationing Akhir Titik A = 0+000

Titik PLV1 = Sta A + ( d_(A−PPV1)−Xm₁ ) = 0+000 + (3086 - 423,5294) = 2662,148188

Titik PPV1 = Sta PLV1 + Xm₁=¿ 2662,148188 + 423,5294 = 3085,678 Titik PTV1 = Sta PPV1 + ^Xm1=¿ 3085,678 + 423,5294 = 3823,529

Titik PLV2 = Sta PPV1 + ( d_{(PPV1−PPV2)}−Xm₂ ) = 3085,678 + (763 - 420,5882)

= 3742,40472

Titik PPV2 = Sta PLV2 + Xm₂=¿ 3742,40472+ 420,5882 = 4162,993 Titik PTV2 = Sta PPV2 + ^Xm2=¿ 4162,993 + 420,5882 = 4670,588

Titik PLV3 = Sta PPV2 + ( d_{(PPV2−PPV3)}−Xm₃ ) = 4162,993 + (3209 - 50) = 7408,646687

Titik PPV3 = Sta PLV3 + Xm₃=¿ 7408,646687 + 142,8571 = 7458,647 Titik PTV3 = Sta PPV3 + ^Xm3=¿ 7458,647 + 142,8571 = 8300

Titik B = 11+700

5. Perhitungan Elevasi Titik A = +40

Titik PLV1 = Elevasi PPV1 – ( Xm₁. i₁ ) = +80 – (423,5294 . 0,011764706) = 75,01730104

Titik PPV1 = +80

Titik PTV1 = Elevasi PPV1 + ( ^Xm1. i₁ ) = +80 + (423,5294 . 0,011764706) = 84,9827

Titik PLV2 = Elevasi PPV2 – ( Xm₂. i₂ ) = +180 – (420,5882 . 0,117647059) = 130,5190311

Titik PPV2 = +180

Titik PTV2 = Elevasi PPV2 + ( ^Xm2. i₂ ) = +180 + (420,5882 . 0,117647059) = 229,481

Titik PLV3 = Elevasi PPV3 – ( Xm₃. i₃ ) = +230 – (50 . 0,0125) = 229,375 Titik PPV3 = +230

Titik PTV3 = Elevasi PPV3 + ( ^Xm3. i₃ ) = +230 + (50 . 0,0125) = 230,625

Titik B = +230

BAB V

DETAIL KONTRUKSI JALAN REL

Dalam konstruksi jalan rel ada banyak perlengkapan untuk melengkapi konstruksi jalan ret sendiri dan Detail konstruksi itu sebagai keamanan sekaligus syarat jalan rel, diantaranya yaitu Tipe ret, Penambal rel balas dan perlintasannya dengan jalan raya.

5.1 Tipe Rel

Rel pada jalan rel mempunyai fungsi sebagai pijakan menggelinding- nyn rada kereta api untuk meneruskan beban dari roda tereta api ke bantalan Tipe an karakteristik penampang rel untuk masing-masing kebas Jalan, tercantum pada tabel berikut:

Dalam perancangan yang kami buat menggunakan rel dengan tipe R.54/R.50 karena kelas jalan kami termasuk tipe jalan telas II.

Diantara dua pilihan tipe rel tersebut dipilih tipe R.54 dengan pertimbangan, sebagai berikut:

1. Tipe rel tersebut diperkirakan dapat menahan momen lentur dan gaya normal yang bekerja pada rel.

2. Diperkirakan dapat memenuhi ketatuan, ketuatan dan durasi lintas yang diperlukan agar dapat memberikan kedudukan permutaan yang rata San mencukupi bagi rada kereta api.

3. Diharapkan bila terjadi perubahan kelas jalan rel, rel tidak Perlu Qi rubah karena tipe 2.54 sudah memenuhi kelas rel II

Rel harus memenuhi persyaratan, sebagai berikut:

1. Minimum perpanjangan (elegation 10%),

2. Kekuatan tanle (tensile strenght) minimum 6175 N/mm², dan 3. Kekerasan kepala rel tidak boleh kurang dari 320 BHN.

Penampang rel harus memenuhi ketentuan dimensi rel pada tabel gambar sebagai berikut:

Prinsip dasar perancangan potongan melintang rel, antara lain:

1. Berat Optimum, 2. Syarat ketuatan, 3. Kekuatan, dan 4. Purabilitas.

1. Potongan Melintang Rel

Kepala rel sebagai tempat bertumpu kasul roda kereta api. Badan rel Dirancang dengan kuat geser cukup. Terdapat lengkung transisi untuk mengurangi tegangan yang timbul aribal kedudukan roda dan rel mining Gaya cuning forces sebesar 35% dari beban gandar. kaki Rel untuk kestabilan terhadap Guling convertuning.

Permulaan bawah rata agar distribusi beban ke bantalan rata.

2. Perhitungan Rel panjang

Panjang minimum rel panjang dapat ditentukan berdasarkan:

a. Pemuaian Rel,

b. Gaya Normal Rel, dan c. Gaya Lawan Bantalan.

∆ L=L x λ x ΔT ……….(5.1) Keterangan:

∆ L = Perpanjangan penambatan (m) L = Panjang rel (m)

λ = Koefisien muai

Δ T = Pertambahan temperatur

3. Gaya Pada Batang Rel

f=Δ L x E x A

L ……….(5.2)

atau

Keterangan:

F = Gaya pada batang rel E = Modulus elastisitas rel A = Luas penampang

Jenis rel menurut panjangnya dibagi menjadi tiga jenis, yaitu:

1. Rel Standar

Rel standar mempunyai panjang 25 m. Dengan menggunakan rel standar ini, sebagai pengganti Ɛari rel standar terdahulu yang memiliki panjang 17 m, maka akan mempunyai keuntungan, sebagai berikut:

a. Jumlah sambungan rel dapat diterangi, dan

b. Berkurangnya jumlah samburgan rel akan mengurangi guncangan sehingga meningkatkan kenyamanan penumpang kereta api.

2. Rel Pendek

Rel pendek dibuat dari beberapa rel standar Yang Sambung dengan las Dan Dikerjakan di tempat pengerjaan. Pekerjaan pengelasan dilakukan dengan proses flesh welding. Rel pendek memiliki panjang maksimum 100 m.

3. Rel Panjang

Rel panjang dibuat dari beberapa rel pendek yang disambung dengan las dilapangan, dikenal pula dengan nama continous welding rail (wr) . Panjang minimum rel panjangtergantung pada jenis bantalan yang digunakan dan tipe rel seperti tercantum pada tabel berikut:

5.2 Bantalan Rel

Bantalan rel adalah landasan tempat rel bertumpu dan diikat dengan penambat rel sehingga harus kuat untuk menahan beban kereta api yang berjalan di atas rel.

Bantalan rel berfungsi, sebagai berikut:

1. Meletakkan dan menambat batang rel

Menjaga kelebaran trek (track gauge, adalah ukuran lebar trek rel. Indonesia memiliki track gauge 1067 mm) agar selalu konstan, dengan kata lain agar batang rel tidak meregang atau menyempit

2. Menumpu batang rel agar tidak melengkung ke bawah saat dilewati rangkaian KA, serta

3. Mentransfer axle load yang diterima dari batang rel dan plat landas untuk disebarkan ke lapisan batu ballast di bawahnya.

Oleh karena itu, bantalan harus cukup kuat untuk menahan batang rel agar tidak bergesar, sekaligus kuat untuk menahan beban rangkaian KA. Bantalan dipasang melintang dari posisi rel pada jarak antar bantalan maksimal 60 cm Ada tiga jenis bantalan, yaitu:

1. Bantalan Kayu (Timber Sleepers),

terbuat dari batang kayu asli maupun kayu campuran, yang dilapisi dengan creosote (minyak pelapis kayu) agar lebih awet dan tahan jamur.

2. Bantalan Plat Besi (Steel Sleepers),

merupakan bantalan generasi kedua, lebih awet dari kayu. Bantalan besi tidak dipasang pada trek yang ter-eletrifikasi maupun pada trek yang menggunakan persinyalan elektrik.

3. Bantalan Beton Bertulang (Concrete Sleepers), dan

merupakan bantalan modern saat ini, dan paling banyak digunakan karena lebih kuat, awet, murah, dan mampu menahan beban lebih besar daripada dua bantalan lainnya.

4. Bantalan Slab.

suatu bantalan yang langsung menjadi satu dengan badan jalan yang dicor dalam bentu slab. Investasi untuk pembangunan lintasan dengan bantalan slab sangatlah beasar dari bantalan yang lain seperti beton dan juga baja, tetapi memiliki perawatan yang mudah. Bantalan ini digunakan untuk membangun lintasan kerata api cepat dan arus yang tinggi.

Perbandingan umur bantalan rel kereta api yang dipergunakan dalam keadaan normal dapat ditaksir, sebagai berikut:

1. Bantalan kayu yang tidak diawetkan: 3-15 tahun.

2. Bantalan kayu yang diawetkan: 25-40 tahun.

3. Bantalan besi baja: sekitar 45 tahun.

4. Bantalan beton: diperkirakan 60 tahun.

GAMBAR BANTALAN REL

5.3 Penambat Rel

Penambat rel mempunyai fungsi untuk menambat / mengaitkan batang rel dengan bantalan yang menjadi tumpuan batang rel tersebut, agar batang rel tetap menyatu pada bantalannya, dan menjaga kelebaran trek (track gauge). Jenis penambat yang digunakan bergantung kepada jenis bantalan dan tipe batang rel yang digunakan. Ada dua jenis penambat rel, yakni Penambat Kaku dan Penambat

elastis. Penambat yang digunakan di Indonesia adalah E-Clip, DE-Clip, dan KA Clip.

Pada perancangan jalan rel ini penambat rel yang di gunakan adalah penambat rel jenis K.A – Clip.

Keunggulan dari penambat rel jenis K.A – Clip, antara lain:

1. Mudah dalam proses pemasangannya,

2. Kuat jepit terhadap rel sebesar 800 – 1200 kgf, 3. Mengunci sendiri,

4. Dapat mereda getaran karena clip elastis,

5. Dapat menahan beban longitudinal and lateral, dan 6. Dapat menahan beban dari axle load.

5.4 Sambungan Rel

Sambungan rel adalah suatu konstruksi yang direncanakan untuk menghubungkan dua bagian rel, sedemikian hingga kereta api dapat melewati jalur lintasannya dengan aman.

Persyaratan sambungan rel, yaitu:

1. Harus mempunyai kuat tarik yang mencukupi, 2. Harus mampu menahan gaya lateral,

3. Harus memberikan elastisitas yang cukup, dan

4. Harus mempunyai ketahanan terhadap gaya longitudinal.

Menurut Kedudukannya sambungan pada rel terbagi menjadi 2 yaitu:

Dengan sambungan rel terdukung benturan roda dengan ujung lebih baik namun perjalanan kereta api terasa keras.bantalan memiliki ukuran (15 x 35 x 200) cm yang bertujuan meneruskan tekanan roda.

Sambungan menggantung adalah sambungan yang dua ujung rel di sambung atas dua bantalan berukuran (13 x 22 x 200) cm antar bantalan diberi jarak 30 cm yang merupakan jarak minimum pekerjaan pemadatan ballas di bawah bantalan.

Pada perencanaan jalan kereta api ini kami menggunakan sambungan terdukung atau supported joint. Karena dengan emnggunakan sambungan ini maka benturan roda dengan ujung menjadi lebih baik.

Penempatan sambungan di sepur 1. Penempatan secara siku, dan 2. Penempatan secara selang seling

5.5 Balas

Lapisan Ballast merupakan suatu lapisan berupa batu-batu berukuran kecil yang ditaburkan di bawah trek rel, tepatnya di bawah, samping, dan sekitar bantalan rel (sleepers).

Fungsi lapisan ballast, sebagai berikut:

1. untuk meredam getaran trek rel saat rangkaian KA melintas,

2. menyebarkan axle load dari trek rel ke lapisan landasan di bawahnya, 3. sehingga trek rel tidak ambles,

4. menjaga trek rel agar tetap berada di tempatnya,

5. sebagai lapisan yang mudah direlokasi untuk menyesuaikan dan meratakan ketinggian trek rel (Levelling),

6. memperlancar proses drainase air hujan,

7. mencegah tumbuhnya rumput yang dapat mengganggu drainase air hujan.

Lapisan ballast dibagi menjadi dua yaitu : 1. Lapisan Ballast Alas

Lapisan ballast atas terdiri dari batu pecah yang keras dengan sudut yang tajam sehingga saling bergeser dan mengunci dengan ukuran antara 2-6 cm serta memenuhi syarat-syarat lain yang tercantum dalam peraturan bahan jalan tel Indonesia. Penggunaan batu pecah seperti. yang di syaratkan akan memberikan kekenyalan yang lebih alami, sehingga akan di dapat kenyamanan perjalanan yang lebih baik.

Kemiringan ballast atas maksimal adalah 1:2.

Jarak dari sumbu jalan rel ke tepi atas lapisan ballast adalah b > ½ L + x ……….(5.4)

,dimana

L = panjang bantalan x = lebar bahu, di Indonesia 50 cm, untuk kelas jalan I dan II 40 cm, untuk kelas jalan III dan IV 35 cm, untuk kelas jalan V

2. Lapisan balast bawah

Lapisan ballast bawah terdiri darikerikill halus, kerikil sedang atau pasir kasar yang memenuhi syarat yang tercantum dalam peraturan Bahan jalan rel Indonesia Lapisan ini berfungsi sebagal lapisan penyaring (Alter) antara tanah Basar dan lapisan ballast atar. Tebal minimum lapisan ballast bawah adalah 15 cm.

Ukuran minimal tebal lapis ballast bawah adalah d₂.

d₂=d−d₁>15cm ……….(5.5) d=^1,35

√

^{58σ× σt 1−10} ……….(5.6) ,dimana

σ₁=¿ momen bagian bawah rel σ_t=¿ modulus elastisitas d=¿ tebal total ballast d₁=¿ tebal lapis ballast atas d₂=¿ tebal lapis ballast bawah

3. Bahan Ballast dan Daya Dukung Tanah a. Ballast Atas

Ballast atas terdiri dari batu pecah yang keras dengan ukuran 2-6 cm, memiliki berat jenis > 1400 kg/ m³ , bersudut (angular) tidak mengandung lumpur dan tumbuhan, memiliki gradasi tertentu dan tidak mengandung:

1) Bahan lunak dan mudah pecah < 3%

2) Bahan lolos saringan no.200 < 1%

3) Gumpalan lempung < 0,5%

4) Keausan pada uji Los Angeles < 40%

5) Partikel pipih atau lonjong < 5%

b. Ballast Bawah

Ballast bawah terdiri dari dari kerikil halus, kerikil sedang atau pasir kasar dengan ketentuan, sebagai berikut:

1) Tidak boleh mengandung butiran-butiran lumpur > 5% berat awal (lumpur adalah butiran-butiran ayakan 0,063), serta

2) Tidak ada campur tumbuhan atau benda-benda lain yang dapat membusuk.

c. Daya Dukung Tanah

Dalam mendukung lapisan ballast, tanah dasar harus memenuhi syarat dengan minimal nilai CBR adalah 8% dan memiliki ketebalan minimal 30 cm (PT.KAI). Lapisan ballast terletak diatas lapisan tanah dasar. Lapisan akan mengalami tegangan yang besar akibat lalu lintas kereta api sehingga pembentukannya harus baik dan pilihan.

Lapisan Ballast Atas:

Ukuran Nominal (inch)

Persen Lolos Saringan Ukuran Saringan (inch)

3 2,5 2 1,5 1 0,75 0,5 3/8

2,5-0,75 2-1 1,5-0,75

100 90- 100 100

25-60 95- 100 100

25-60 35-70 90- 100

0-15 20-15

0-10 0-15

0-5 0-5

0-5 Catatan: Jalan rel kelas I dan II digunakan ukuran minimal 2,5”-0,75” dan jalan

Lapisan Ballast Bawah:

Ukuran Saringan

2” 1” 3/8” No. 10 No. 40 No.

200

% Lolos (optimum) Daerah yang diperbolehkan (%

Lolos)

100 100

95 90-100

67 50-84

38 26-50

21 12-30

7 0-10

Berikut tabel ukuran pada lapisan ballast:

(cm) Kelas Jalan Rel

I II III IV V

d₁ b c k₁ d₂ e k₂

30 150 235 265-315

15-50 25 375

30 150 235 265-315

15-50 25 375

30 140 225 240-270

15-50 22 325

30 140 215 240-270

15-35 20 300

30 140 210 240-270

15-35 20 300

5.6 Perlintasan dengan Jalan Raya

Perlintasan yang dimaksud yaitu peretemuan antara dua ruas jalan rel dan jalan raya. Perlintasan ini dibagi menjadi perlintasan sebidang dan perlintasan tak sebidang. Untuk perlintasan tak sebidang dapat berupa underpass dan overpass.

Dalam peraturan tahun 1995 dikatakan bahwa perlintasan antara jalan rel dan jalan raya harus dirancang secara tak sebidang agar menghindari kecelakaan.

Pada perlintasan sebidang antara jalan raya dengan jalan rel harus tersedia jarak pandang bebas yang memadai baik bagi pengemudi di jalan raya maupun bagi masinis kereta api. Ketersediaan daerah pandang bebas yang memadai tersebut mengakibatkan daerah pandangan bebas dimaksud berbentuk segitiga.

Persilangan paling baik antara jalan rel dengan jalan raya adalah persilangan siku-

siku. Jarak minimum untuk berbagai kombinasi kecepatan tercantum dalam tabel dan dijelaskan dalam gambar.

Kecepatan kereta api (km/jam)

Kecepatan Kendaraan di Jalan Raya (km/jam) Mulai

Bergera k

Sedang bergerak

0 20 40 60 80 100 120

Panjang pada pihak jalan rel A (m) 40

60 80 90 100 110 120

181 273 363 409 454 500 545

97 145 193 217 241 266 290

75 112 150 168 187 206 224

78 116 155 174 194 213 233

85 127 170 191 212 233 255

94 141 188 212 235 259 282

105 158 210 237 263 289 316 Panjang pada pihak jalan

raya B (m)

28 57 102 162 233 322

Pada perencanaan jalan kereta api ini, kelompok kami memilih menggunakan perlintasan tak sebidang yaitu overpass untuk meminimalisir angka kecelakaan.

GAMBAR

BAB VI

ANALISIS MATERIAL KEBUTUHAN KONTRUKSI 6.1 Kebutuhan Rel

Berdasarkan panjangnya, rel terbagi menjadi 3 macam, yaitu:

1. Rel Pendek

Rel pendek merupakan rel yang dibuat dari beberapa rel standar yang disambung dengan las dan dikerjakan di tempat pengerjaan. Rel pendek memiliki panjang maksimum 100 meter atau 4 x 25 meter.

2. Rel Standar

Rel standar merupakan rel yang memiliki panjang 25 meter.

3. Rel Panjang

Rel panjang merupakan rel yang terbuat dari beberapa rel pendek dengan panjang maksimal bergantung pada jenis bantalan dan tipe yang digunakan.

Pada perancangan ini digunakan rel dengan panjang 250 meter, sedangkan bantalan yang digunakan adalah bantalan beton. Bantalan beton dipilih karena bantalan ini memiliki keunggulan seperti stabilitas yang baik, serta dapat menjaga lebar kereta api secara maksimal, umur konstruksi relative panjang, dan tahan terhadap berbagai kondisi cuaca.

a. Panjang Lintasan Lurus

A – T s₁ = d₁ – T t₁ = 4434 – 344,5 = 4089,5 m

ST ^s1 – T ^s2 = T ^t1 – T ^t2 = 3190 – 344,5 – 265,8 = 2579,7 m ST s₂ – B = T t₂ – B = 2618,4 – 265,8 = 2352,6 m

Jadi, panjang lintasan lurus adalah 9021,8 m x 2 = 18043,6 m

b. Panjang Lintasan Lengkung

T ^s1 – S ^T1 = ^Lc1 + ^2Ls1 = 197,3 + 2 (108,9) = 415,1 m T s₂ – S T₂ = Lc₂ + 2Ls₂ = 301,1 + 2 (108,9) = 518,9 m Jadi, panjang lintasan lengkung adalah 934 m x 2 = 1868 m

c. Kebutuhan Rel

Perancangan kali ini menggunakan rel dengan panjang 250 meter dan dipasang pada suhu 30 °C sehingga celah memuai sebesar 11 mm. Pada daerah lengkung atau tikungan digunakan rel standar dengan panjang 20 meter yang dipasang pada suhu 30 °C dengan celah memuai sambung 5 mm.

Rel Panjang terbuat dari gabungan rel standar yang dilas ditempat pengerjaan.

Pada hal ini satu rel Panjang membutuhkan sepuluh rel standar yang sudah di las.

a. Bagian Lurus

= 18043,6−2(0,016) 250+0,011

= 72,1710 buah rel panjang

= 73 buah rel panjang (x2)

= 146 buah rel panjang

b. Bagian Lengkung

= 1868−2(0,016) 20+0,005

= 93,375 buah rel standar

= 94 buah rel standar (x2)

= 188 buah rel standar

6.2 Penentuan Jumlah Bantalan dan Penambat Rel

Jumlah bantalan dan penambat rel bergantung dari panjang rel. Bantalan direncanakan menggunakan bantalan beton. Bantalan beton digunakan diseluruh bagian lintasan rel. Dalam pemilihan bantalan rel tersebut bantalan kayu tidak dipilih karena kurang kuat dengan melihat tipe rel yang akan dibuat adalah overpass, sehingga yang dipilih adalah bantalan beton.

Analisis perhitungan bantalan, sebagai berikut:

a. Panjang lintasan lurus sebesar 18,0436 km b. Panjang lintasan lengkung sebesar 1,868 km

c. Bantalan beton yaitu:

={1667 x 18,0436 + (1,868 60 ) }

= 30078,712 buah bantalan beton

= 30079 buah bantalan beton

Jadi, bantalan beton yang digunakan sebesar 30079 buah

Jumlah penambat yang digunakan dipengaruhi oleh jumlah penambat yang dipakai. Dalam perancangan ini digunakan penambat jenis KA-Clip dengan asumsi satu bantalan rel digunakan sebesar 4 buah KA-Clip.

Analisis perhitungan penambat, sebagai berikut:

= 4 x Jumlah Seluruh Bantalan

= 4 x (30079 + 1667)

= 126984 buah penambat KA-Clip

6.3 Perhitungan Volume Ballas

Dalam menghitung volume balas dilakukan dengan menghitung luas penampang balas pada suatu potongan melintang pada jalur lurus dan lengkung.

Volume balas dipengaruhi oleh bantalan karena bantalan tersebut akan mengurangi volume balas.

1. Volume balas atas pada bagian lurus dengan bantalan

( krg gmbar) Keterangan:

B = 150 C = 235

K₁ = 300 K₂ = 375 d₁ = 30 d₂ = 50

T = 20 (daerah 1 m) T = 21 (selain daerah 1 m)

Luas penampang untuk daerah sisi selain 1 m A = 2. B+2. C

2 x (d₁+T) A = (2.150)+(2.235)

2 x (30+21) A = 192635cm2 = 1,92635 m2

V = (A x panjang lintasan lurus) V = 1,92635 x 18043,6

V = 34758,288 m2

Luas penampang untuk daerah 1 m A = 2. B+2. C

2 x (d₁+T) A = (2.150)+(2.235)

2 x (30+20) A = 19250 cm2 = 1,925 m2

Volume balas atas (termasuk bantalan) pada lintasan lurus di daerah 1 m V = (A x panjang lintasan lurus)

V = (1,925 x 18043,6) V = 34733,93

2. Volume balas atas pada bagian lengkung bantalan

gambar dan data di smpn hny cnth Pada perancangan volume balas pada tikungan 1 dan 2 adalah sama.

Keterangan:

B = 150 C = 235

K₁ = 300 K₂ = 375 d₁ = 30 h = 10,7 T = 12 L = 200 S = 106,7 M = 40 E = (B + L

2 ) x h s+T E = (150 + 200

2 ) x 10,7 106,7+21 E = 46,07 cm

Mencari nilai a menggunakan rumus sebagai berikut:

a = (E t+d₁¿−(C−B 2 )

a = 46,07+30) – ( (235 – 150)/2) a = 33,57 cm

Mencari nilai ^L menggunakan rumus sebagai berikut:

L₁=¿ 2 x a L₁=¿ 2 x 33,57 L₁=¿ 67,14 cm

Mencari nilai ^L2 menggunakan rumus sebagai berikut:

L₂=¿ 2 x B L₂=¿ 2 x 150 L₂=¿ 30

Mencari nilai ^A1 menggunakan rumus sebagai berikut:

A₁=1

2 x a x ( ^L1+L₂ ) A₁=1

2x53,57(67,14+300) A₁=6162,44cm2

Mencari nilai ^A2 menggunakan rumus sebagai berikut:

A₂=¿ ( ^L1+L₂ ) x (E x ^d1−a¿ + 1

2 (E x d₁−a¿(C−B−L₁)

A₂=¿ (67,14+300) x (46,07+30+33,57)+1/2(46,07+30-33,57)x(235-150- 57,14)

A₂=¿ 15603 +379,525 A₂=¿ 6162,44 cm2

3. Perhitungan Volume Bantalan

Pada perancangan ini menggunakan bantalan beton di seluruh lintasan dan tidak menggunakan bantalan lain. Perhitungan bantalan beton menggunakan rumus, sebagai berikut:

Bantalan beton = M

e x jumlah bantalan beton , dimana:

M = 200 kg e = 2800 kg/ m² Bantalan beton = M

e x jumlah bantalan beton Bantalan beton = 200

2800 x 30079 Bantalan beton = 2148,5 _m³

Keterangan: Beton memiliki berat antara 160-200 kg. Pada perancangan ini menggunakan bantalan beton dengan berat 200kg.

6.4 Perhitungan Volume Sub Ballas ( Bawah Ballas )

Perhitungan in dibagi menjadi dua bagian, yaitu: sub balas bagian lurus dan sub balas bagian lengkung.

1. Sub Balas Bagian Lurus

Keterangan :