ANALISIS JEMBATAN ARAMCO DI UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN
SKRIPSI
KIKI SETYO WULANDARI NPM : 15301010029
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN 2022
ANALISIS JEMBATAN ARAMCO
DI UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN
SKRIPSI
KIKI SETYO WULANDARI NPM : 15301010029
Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Fakultas Teknik Universitas Borneo Tarakan
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN 2022
ii
iii
iv
v
ANALISIS JEMBATAN ARAMCO DI UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN
ABSTRAK
Salah satu kawasan di Kota Tarakan yang telah siap melakukan pembangunan gedung adalah Universitas Borneo Tarakan. Pembangunan Gedung FKIP, FIKES serta Gedung Laboratorium dan Perkuliahan Terpadu berada pada lokasi yang berbeda sehingga untuk memudahkan mahasiswa untuk mencapai gedung baru tersebut membutuhkan jembatan penghubung. Dengan meninjau kondisi jalan yang akan dijadikan lokasi pembangunan jembatan menuju FKIP, FIKES serta Gedung Laboratorium dan Perkuliahan Terpadu Universitas Borneo Tarakan. Digunakan jembatan aramco yang memang lebih cocok untuk daerah terpencil. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang terjadi pada baja aramco yang akan digunakan pada jembatan serta apakah baja aramco ini aman untuk digunakan atau tidak. Hasil analisis yang didapat berdasarkan perhitungan tegangan menggunakan aplikasi Sap 2000 menyatakan bahwa tegangan yang terjadi pada baja aramco setelah melalui tiga tahap pembebanan yang ada adalah aman. Sehingga untuk kedepannya material baja aramco ini sangat aman untuk digunakan sebagai material pada jembatan yang akan di bangun di Universitas Borneo Tarakan.
Kata Kunci :Jembatan, Aramco, Universitas Borneo Tarakan
vi
vii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan rahmat-Nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat, yang harus dipenuhi untuk memperoleh gelar sarjana teknik, program studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Borneo Tarakan. Adapun judul dari skripsi ini adalah “Analisis Jembatan Aramco Di Universitas Borneo Tarakan”.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan, dan bantuan dari semua pihak. Untuk itu penulis dengan segala kerendahan hati menyampaikan terimakasih kepada : 1. Bapak Ir. Azis Susanto, S.T.,M.T, selaku Dosen Pembimbing, yang telah
banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Ir. Budi Setiawan, S.T.,M.T . Bapak Ir Ahmad Hernadi, S.T.,M.T dan Bapak Noerman Adi Prasetya, S.Pd.,M.T, selaku Dosen Penguji yang telah memberikan masukan dan arahan dalam penyelesaian skripsi ini.
3. Ibu Asta, S.T.,M.Eng. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Borneo Tarakan
4. Ibu Rosmalia Handayani, S.T,.M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Borneo Tarakan.
5. Bapak Dr. Ir. M. Djaya Bakri, S.T.,M.T, selaku Dosen Penasehat Akademik penulis yang telah banyak memberikan motivasi dan arahan sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini.
6. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Borneo Tarakan.
7. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Borneo Tarakan yang memberikan bantuan selama ini kepada penulis.
8. Kedua orangtua dan keluarga penulis yang selalu memberikan doa, kepercayaan, nasihat, dukungan, dan materi yang tiada hentinya sehingga penulis terus termotivasi untuk menyelesaikan skripsi ini.
viii
9. Rekan-rekan Teknik Sipil Angkatan 2015 khususnya Program Studi S1 Teknik Sipil Universitas Borneo Tarakan yang telah mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan kemampuan. Oleh sebab itu penulis memohon maaf dan mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan dimasa mendatang.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih. Penulis berharap semoga proposal skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca.
Tarakan, 14 Februari 2022
Penulis
Kiki Setyo Wulandari
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ………. i
PERNYATAAN ORISINALITAS ……… ii
HALAMAN PENGESAHAN ……… iii
HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI ……….. iv
ABSTRAK ………. v
ABSTRACT ………. vi
KATA PENGANTAR ………. vii
DAFTAR ISI ……… ix
DAFTAR GAMBAR ………... xii
DAFTAR TABEL ……… xiv
BAB 1 PENDAHULUAN ………... 1
1.1 Latar Belakang ………..……….. 1
1.2 Rumusan Masalah ………..…….. 2
1.3 Tujuan Penelitian ………..………... 2
1.4 Batasan Masalah ………..………... 2
1.5 Sistematika Penulisan ………..………... 3
BAB 2 KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ……….. 4
2.1 Pengertian Jembatan ……… 4
2.1.1 Klasifikasi Jembatan ………... 5
2.1.2 Bangunan Atas Jembatan ……… 6
2.1.3 Bangunan Bawah Jembatan ……… 7
2.2 Pembebanan Jembatan ………. 7
2.2.1 Beban Primer ……….. 8
2.2.2 Beban Sekunder ……….. 14
2.2.3 Kombinasi Pembebanan ………. 18
2.3 Aramco ……….……… 21
x
2.4 Analisa Tegangan Baja Pada Aramco ………. 21
2.4.1 Tegangan Ijin ……….. 23
2.4.2 Tegangan Normal ……… 24
2.4.3 Regangan Normal ………... 24
2.4.4 Keunggulan Aramco ……….………...………... 24
2.4.5 Tipe-Tipe Aramco ………... 26
2.5 Prosedur Pemasangan Plat Baja Aramco ………..……… 29
2.5.1 Type Nestable Flange E-100 ……….. 29
2.5.2 Type Multi Plate ………. 32
2.6 Beton ……….……… 38
2.6.1 Balok ………... 40
2.6.2 Kolom ………. 44
2.6.3 Plat Jalan ………. 47
2.6.4 Pelat Lengkung ………….………. 48
2.6.5 Dinding Penahan Samping ……… 48
2.6.6 Pile Cap ……….. 50
BAB 3 Metode Penelitian ………...…………...……… 54
3.1 Tinjaun Umum ……….………. 54
3.2 Bagan Alir ……….……… 54
3.3 Peta Lokasi ………..……….. 56
3.4 Data Teknik Jembatan ………..………. 56
3.5 Gambar Jembatan ………..……… 57
3.6 Pemodelan Jembatan ……….……… 59
3.7 Perhitungan Struktur ………..………... 60
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ……….………..….. 63
4.1 Data Jembatan ………... …… 63
4.2 Beban Yang Bekerja Pada Jembatan ………... 63
4.2.1 Beban Mati atau Berat Sendiri Struktur (MS) ………... 63
xi
4.2.2 Beban Mati Tambahan (MA) ………... 64
4.2.3 Beban “D” (TD) ……….... 66
4.2.4 Beban Pejalan Kaki (TP) ………... 66
4.2.5 Beban Angin (EW) ……….………... 66
4.2.6 Beban Gempa (EQ) ……….………... 67
4.3 Analisis Pembebanan Pada Jembatan ………..………... 70
4.3.1 Beban Simetris ………... 70
4.3.2 Beban Asimetris ………..…………... 72
4.4 Analisis Tegangan Pada Baja Aramco ………... 75
4.4.1 Analisis Tegangan Pada Tahap Awal ……….………... 75
4.4.2 Analisis Tegangan Pada Tahap Konstruksi ………..………... 76
4.4.3 Analisis Tegangan Pada Tahap Layan ………... 77
4.5 Analisis Tegangan Ijin Struktur Baja Aramco ……… 78
4.6 Kontrol Tegangan Yang Terjadi Terhadap Tegangan Ijin Aramco………..…... 81
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ……..………..……….. 83
5.1 Kesimpulan ………..………... 83
5.2 Saran ………... 83
DAFTAR PUSTAKA ………...……….. 84
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pembebanan Truk “T” (500 KN) ………. 11
Gambar 2.2 Beban Lajur “D” ……….. 13
Gambar 2.3 Ketentuan Penggunaan Beban “EW” ………... 14
Gambar 2.4 Dimensi Gelombang NF E-100 ……… 29
Gambar 2.5 Dimensi Standar Plat NF E-100……….…….. 30
Gambar 2.6 Posisi Baut Arah Melingkar ………. 30
Gambar 2.7 Tool Kit Nestable Flange ………. 31
Gambar 2.8 Pemasangan Nestable Flange E-100 ……… 32
Gambar 2.9 Instal Nestable Flange E-100 ………... 32
Gambar 2.10 Standar Dimensi Plat Multi Plate ……….. 32
Gambar 2.11 Baut M 20 ………... 33
Gambar 2.12 Tool Kit Multi Plate ………... 33
Gambar 2.13 Perakitan MPP di Galian ……… 34
Gambar 2.14 Perakitan MPP di Luar Galian (disambung di galian) ………... 35
Gambar 2.15 Pemasangan Base Chanel ……….. 35
Gambar 2.16 Pemasangan Base Chanel Bentang Lebih Dari 4500 mm ………. 36
Gambar 2.17 Proses Perakitan Multi Plate Arch ………. 36
Gambar 2.18 Proses Perakitan Multi Plate Arch ………. 37
Gambar 2.19 Pemasangan Base Chanel Super Span ………... 37
Gambar 2.20 Trush Beam dan Ring Beam ……….. 38
Gambar 2.21 Detail Trush Beam dan Ring Beam ………... 38
Gambar 2.22 Jenis - Jenis Kolom ……… 46
Gambar 2.23 Dinding Penahan Tanah ……….……… 49
Gambar 3.1 Bagan Alir Perencanaan Jembatan ………... 54
Gambar 3.2 Lokasi Perencanaan Jembatan ………. 56
Gambar 3.3 Tampak Atas Perencanaan Jembatan Aramco ………. 57
xiii
Gambar 3.4 Tampak Samping Perencanaan Jembatan Aramco ……….. 57
Gambar 3.5 Potongan Memanjang Perencanaan Jembatan Aramco ………... 58
Gambar 3.6 Potongan Melintang Perencanaan Jembatan Aramco ……….. 58
Gambar 3.7 Pemodelan Aramco ……….. 59
Gambar 3.8 Pemodelan Jembatan Aramco ……….. 59
Gambar 4.1 Jembatan Aramco Bentang 75 m ………. 63
Gambar 4.2 Peta Lokasi Pengambilan Data Gempa ……… 67
Gambar 4.3 Grafik Spektral Percepatan Tanah Sedang ………..……... 70
Gambar 4.4 Beban Mati Tambahan Pada Jembatan ………. 70
Gambar 4.5 Beban Hidup BTR Pada Jembatan ……….……….. 71
Gambar 4.6 Beban Hidup BGT Pada Jembatan ……….……….. 71
Gambar 4.7 Beban Angin Pada Jembatan ………..……….. 72
Gambar 4.8 Beban Hidup (BTR) Asimetris I Pada Jembatan ……….. 72
Gambar 4.9 Beban Hidup (BGT) Asimetris I Pada Jembatan ……….. 73
Gambar 4.10 Beban Hidup (BTR) Asimetris II Pada Jembatan ……….….. 73
Gambar 4.11 Beban Hidup (BGT) Asimetris II Pada Jembatan ……….. 74
Gambar 4.12 Beban Hidup (BTR) Asimetris III Pada Jembatan ……….. 74
Gambar 4.13 Beban Hidup (BGT) Asimetris III Pada Jembatan ……….. 75
Gambar 4.14 Pembebanan Tahap Awal ……… 75
Gambar 4.15 Output Tegangan Tahap Awal Menggunakan Sap2000 ……….. 76
Gambar 4.16 Pembebanan Tahap Konstruksi ……… 76
Gambar 4.17 Output Tegangan Tahap Konstruksi Menggunakan Sap2000 …..…….. 77
Gambar 4.18 Pembebanan Tahap Layan ……….. 77
Gambar 4.19 Output Tegangan Tahap Layan Menggunakan Sap2000 ………..…….. 78
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Berat Isi Untuk Beban Mati ………. 9
Tabel 2.2 Jumlah Lajur Lalu Lintas Rencana ……….. 10
Tabel 2.3 Faktor Beban Untuk Lajur “T” ……… 11
Tabel 2.4 Faktor Beban Untuk Beban Lajur “D” ……… 12
Tabel 2.5 Temperature Jembatan Rata-Rata Nominal ………. 17
Tabel 2.6 Faktor Beban Akibat Susut dan Rangkak ……… 18
Tabel 2.7 Kombinasi Pembebanan ……….……….. 20
Tabel 2.8 Sifat Mekanis Baja ……….………….. 22
Tabel 2.9 Tipe-Tipe Aramco ……….……….. 26
Tabel 4.1 Tekanan Angin Dasar ……….………….. 66
Tabel 4.2 Data Percepatan Tanah ………..……….. 68
Tabel 4.3 Nilai Minimum Dan Maksimum Pada Tahap Awal …………..………….. 76
Tabel 4.4 Nilai Minimum Dan Maksimum Pada Tahap Konstruksi ….……….. 77
Tabel 4.5 Nilai Minimum Dan Maksimum Pada Tahap Layan ………….………….. 78
1
1 BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kota Tarakan merupakan salah satu kota yang berada dalam wilayah Indonesia khususnya provinsi Kalimantan Utara. Salah satu infrastruktur yang dibutuhkan di kota ini adalah jembatan penghubung. Universitas Borneo Tarakan saat ini sedang gencar-gencarnya melakukan pembangunan infrastuktur sebagai penunjang pendidikan, salah satu jembatan yang akan direncanakan adalah jembatan yang menuju FKIP, FIKES serta Gedung Laboratorium dan Perkuliahan Terpadu Universitas Borneo Tarakan.
Karena sangat pentingnya, maka jembatan harus kita buat cukup kuat.
Kerusakan pada jembatan dapat menimbulkan gangguan terhadap kelancaran lalu lintas, terlebih dijalan yang lalu lintasnya padat seperti jalan utama. Sungguhpun demikian tidak berarti bahwa jembatan harus dibuat lebih kokoh dan lebih kuat secara berlebihan. Diusahakan menggunakan konstruksi jembatan yang paling ekonomis, baik mengenai kekuatannya, bahan-bahannya maupun pembuatannya.
Pembangunan Gedung FKIP, FIKES serta Gedung Laboratorium Terpadu berada pada lokasi yang berbeda sehingga untuk memudahkan mahasiswa untuk mencapai Gedung baru tersebut membutuhkan jembatan penghubung. Dengan meninjau kondisi jalan yang akan dijadikan lokasi pembangunan jembatan menuju FKIP, FIKES serta Gedung Laboratorium dan Perkuliahan Terpadu Universitas Borneo Tarakan. Digunakan jembatan aramco yang memang lebih cocok untuk daerah terpencil. Melihat efektivitas pembangunan jembatan aramco ini maka diharapkan hasil yang sesuai dalam analasis jembatan aramco menuju FKIP, FIKES serta Gedung Laboratorium dan Perkuliahan Terpadu Universitas Borneo Tarakan.
Kondisi inilah yang menjadi titik utama dalam penelitian penulis. Dimana penulis mengharapkan dengan adanya analisis yang dilakukan dapat di maksimalkan dengan penerapan hasil analisis tersebut.
2 1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah di jelaskan diatas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana analisis tegangan yang terjadi pada jembatan aramco di Universitas Borneo Tarakan ?
2. Apakah hasil analisis tegangan pada baja aman untuk digunakan atau tidak?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Menghitung tegangan yang terjadi pada tahap awal (initial stage), tahap konstruksi dan tahap layan pada jembatan aramco di Universitas Borneo Tarakan.
2. Menentukan aman atau tidak baja aramco yang akan digunakan pada jembatan aramco di Universitas Borneo Tarakan.
1.4 Batasan Masalah
Dalam penyusunan skripsi ini permasalahan dibatasi pada segi perencanaan struktur yang meliputi perhitungan struktur dari atas hingga bawah. Agar tidak terjadi perluasan pembahasan, maka dalam Skripsi ini penulis memberi batasan- batasan sebagai berikut :
1. Jembatan yang direncanakan termasuk jembatan jalan raya dalam kelas A.
2. Jembatan menggunakan aramco sebagai material pelengkung jembatan.
3. Menggunakan timbunan tanah sebagai material pengisi jembatan yang nantinya akan di hitung sebagai beban jembatan.
4. Panjang total jembatan 75 m dengan masing-masing terdapat 6 plat aramco dengan lebar 10 m
5. Lebar jalan 8 m dengan lebar pedestrian masing-masing 1 m
6. Tidak memperhitungkan struktur balok, kolom, pelat, dinding penahan samping dan pile cap.
7. Tidak menghitung Rencana Anggaran Biaya (RAB)
3 1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam proposal ini adalah urutan penulisan agar setiap permasalahan yang akan dibahas dapat segera diketahui dengan mudah.
Adapun penguraiannya sebagai berikut : Bab 1 Pendahuluan :
Dalam bab ini diuraikan latar belakang, tujuan penelitian, pembatasan masalah dan juga sistematika penulisan.
Bab 2 Kajian Pustaka dan Dasar Teori :
Bab ini berisi tinjauan umum dan khusus tentang dasar – dasar teori jembatan dan dasar – dasar perhitungan gaya batang pada rangka jembatan.
Bab 3 Metode Penelitian :
Bab ini membahas tentang metode yang digunakan dan pengaplikasian nya terhadap jembatan tersebut.
Bab 4 Hasil dan Pembahasn
Bab ini membahas tentang hasil perhitungan yang telah dilakukan serta pembahasan mengenai hasil perhitungan tersebut.
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari hasil perhitungan yang telah dilakukan dan saran dari penulis.
4
BAB 2
KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
1.6 Pengertian Jembatan
Berdasarkan UU 38 Tahun 2004 bahwa jalan dan jembatan sebagai bagian dari sistem transportasi nasional mempunyai peranan penting terutama dalam mendukung bidang ekonomi, sosial dan budaya serta lingkungan yang dikembangkan melalui pendekatan pengembangan wilayah agar tercapai keseimbangan dan pemerataan pembangunan antar daerah.
Jembatan secara umum adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang dalam, alur sungai, danau, saluran irigasi, kali, jalan kereta api, jalan raya yang melintang tidak sebidang dan lain-lain. Jembatan merupakan suatu konstruksi yang gunanya untuk meneruskan jalan melalui suatu rintangan yang berada lebih rendah. Rintangan ini biasanya jalan lain yaitu jalan air atau lalu lintas biasa (Struyk, 1995).
Jembatan adalah jenis bangunan yang apabila akan dilakukan perubahan konstruksi, tidak dapat dimodifikasi secara mudah, biaya yang diperlukan relatif mahal dan berpengaruh pada kelancaran lalu lintas pada saat pelaksanaan pekerjaan. Jembatan dibangun dengan umur rencana 100 tahun untuk jembatan besar. Minimum jembatan dapat digunakan 50 tahun. Ini berarti, disamping kekuatan dan kemampuan untuk melayani beban lalu lintas, perlu diperhatikan juga bagaimana pemeliharaan jembatan yang baik.
Keberadaan jembatan saat ini terus mengalami perkembangan, dari bentuk sederhana sampai yang paling kompleks, demikian juga bahan – bahan yang digunakan mulai dari bambu, kayu, beton dan baja. Penggunaaan bahan baja untuk saat – saat sekarang maupun di masa mendatang.
5 1.6.1Klasifikasi Jembatan
Menurut Siswanto (1999), jembatan dapat diklasifikasikan menjadi bermacam-macam jenis/tipe menurut fungsi, keberadaan, material yang dipakai, jenis lantai kendaraan dan lain-lain seperti berikut :
a. Jembatan Kayu (Log Bridge)
Jembatan kayu merupakan jembatan sederhana ditinjau dari segi konstruksi yang sangat mudah, atau dapat diterjemahkan struktur terbuat dari material kayu yang sifatnya darurat atau tetap, dan dapat dikerjakan/dibangun tanpa peralatan modern.
b. Jembatan Baja (Steel Bridge)
Jembatan yang menggunakan berbagai macam komponen dan sistem struktur baja: deck, girder, rangka batang, pelengkung, penahan dan penggantung kabel. Jembatan rangka baja, ialah jembatan yang terbentuk dari rangka-rangka batang yang membentuk unit segitiga dan memiliki kemampuan untuk mendistribusikan beban ke setiap rangka-rangkanya. Rangka batang tersebut terdiri dari batang tarik dan batang tekan.
c. Jembatan Beton (Concrete Bridge)
Jembatan yang terbuat dari material beton pertama kali digunakan pada abad ke 19. Beton banyak digunakan untuk jembatan lengkung dan konstruksi bagian bawah. Jembatan beton bertulang pertama kali dibangun setelah ditemukannya teknik pembuatan beton bertulang untuk struktur, yaitu di Prancis pada tahun 1875.
d. Jembatan Komposit (Composite Bridge)
Jembatan yang mengkombinasikan dua material atau lebih dengan sifat bahan yang berbeda dan membentuk satu kesatuan sehingga menghasilkan sifat gabungan yang lebih baik.
e. Jembatan Pelengkung/Busur
Merupakan suatu tipe jembatan yang menggunakan prinsip kestabilan dimana gaya-gaya yang bekerja di atas jembatan di transformasikan ke bagian akhir lengkung atau abutment. Jembatan lengkung dapat dibuat dari bahan batu,
6
bata, kayu, besi cor, baja maupun beton bertulang dan dapat digunakan untuk bentang yang kecil maupun bentang yang besar.
1.6.2Bangunan Atas Jembatan
Bangunan atas terletak pada bagian atas konstruksi yang menopang bebanbeban akibat lalu lintas kendaraan, orang, barang atupun berat sendiri dan konstruksi. Berikut yang termasuk dalam bangunan atas adalah :
a. Tiang sandaran
Berfungsi untuk membatasi lebar dari suatu jembatan agar membuat rasa aman bagi lalu lintas kendaraan maupun orang yang melewatinya. Tiang sandaran dengan trotoar terbuat dari beton bertulang dan untuk sandarannya dari pipa galvanis.
b. Trotoar
Merupakan tempat pejalan kaki yang terbuat dari beton, bentuknya lebih tinggi dari lantai jalan atau permukaan aspal. Lebar trotoar minimal cukup untuk dua orang berpapasan dan biasanya berkisar antara 1,0–1,5 meter dan dipasang pada bagian kanan serta kiri jembatan. Pada ujung tepi trotoar (kerb) dipasang lis dari baja siku untuk penguat trotoar dari pengaruh gesekan dengan roda kendaraan.
c. Lantai Trotoar
Lantai trotoar adalah lantai tepi dari plat jembatan yang berfungsi menahan beban-beban yang terjadi akibat tiang sandaran, pipa sandaran, beban trotoar, dan pejalan kaki.
d. Lantai Kendaraan
Berfungsi untuk memikul beban lalu lintas yang melewati jembatan serta melimpahkan beban dan gaya-gaya tersebut ke gelagar memanjang melalui gelagar-gelagar melintang. Pelat lantai dari beton ini mempunyai ketebalan total 35 cm.
e. Balok Diafragma
Balok diafragma adalah merupakan pengaku dari gelagar-gelagar memanjang dan tidak memikul beban plat lantai dan diperhitungkan seperti balok biasa.
f. Gelagar
7
Gelagar merupakan balok utama yang memikul beban dari lantai kendaraan maupun kendaraan yang melewati jembatan tersebut, sedangkan besarnya balok memanjang tergantung dari panjang bentang dan kelas jembatan.
1.6.3Bangunan Bawah Jembatan (sub structure)
Bangunan bawah pada umunya terletak disebelah bawah bangunan atas.
Fungsinya menerima/memikul beban-beban yang diberikan bangunan atas dan kemudian menyalurkannya ke pondasi (Manu, 1995:5). Berikut ini yang termasuk dalam bangunan bawah jembatan yaitu seperti :
a. Kepala jembatan (Abutment)
Bagian bangunan pada ujung-ujung jembatan, selain sebagai pendukung bagi bangunan atas juga berfungsi sebagai penahan tanah. Bentuk umum abutment yang sering dijumpai baik pada jembatan lama maupun jembatan baru pada prinsipnya semua sama yaitu sebagai pendukung bangunan atas, tetapi yang paling dominan ditinjau dari kondisi lapangan seperti daya dukung tanah dasar dan penurunan (seatlement) yang terjadi. Adapun jenis abutment ini dapat dibuat dari bahan seperti batu atau beton bertulang dengan konstruksi seperti dinding atau tembok.
b. Plat injak
Plat injak adalah bagian dan bangunan jembatan bawah yang berfungsi untuk menyalurkan beban yang diterima diatasnya secara merata ke tanah dibawahnya dan juga untuk mencegah terjadinya defleksi yang terjadi pada permukaan jalan.
c. Pondasi
Pondasi adalah bagian dan jembatan yang tertanam didalam tanah. Fungsi dari pondasi adalah untuk menahan beban bangunan yang berada di atasnya dan meneruskannya ke tanah dasar, baik kearah vertikal maupun kearah horizontal.
Dalam perencanaan suatu konstruksi atau bangunan yang kuat, stabil dan ekonomis, perlu diperhitungkan hal-hal sebagai berikut:
1) Daya dukung tanah serta sifat-sifat tanah.
2) Jenis serta besar kecilnya bangunan yang dibuat.
8
3) Keadaan lingkungan lokasi pelaksanaan.
4) Peralatan yang tersedia.
5) Waktu pelaksanaan yang tersedia.
1.7 Pembebanan Jembatan
Standar pembebanan yang digunakan dalam perencanaan jembatan lengkung ini menetapkan ketentuan pembebanan dan aksi-aksi lainnya yang akan digunakan dalam perencanaan jembatan jalan raya termasuk jembatan pejalan kaki dan bangunan-bangunan sekunder yang terkait dengan jembatan. Beban- beban, aksi-aksi dan metoda penerapannya boleh dimodifikasi dalam kondisi tertentu, dengan seizin pejabat yang berwenang.
Peraturan pembebanan yang digunakan pada perencanaan struktur jembatan beton plat lengkung adalah SNI 1725 : 2016 (standar pembebanan untuk jembatan). Secara umum beban-beban yang dihitung dalam merencanakan jembatan dibagi atas dua yaitu beban primer dan beban sekunder. Beban primer adalah beban utama dalam perhitungan tegangan untuk setiap perencanaan jembatan, sedangkan beban sekunder adalah beban sementara yang mengakibatkan tegangan-tegangan yang relative kecil daripada tegangan akibat beban primer dan biasanya tergantung dari bentang, bahan, system konstruksi, tipe jembatan dan keadaan setempat.
Beban primer jembatan mencakup beban mati, beban hidup dan beban kejut.
Sedangkan Beban Sekunder terdiri dari beban angin, gaya rem, dan gaya akibat perbedaan suhu.
1.7.1Beban Primer a. Beban Mati
Beban mati adalah semua muatan yang berasal dari berat sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan tetap yang dianggap merupakan satu satuan dengan jembatan (Sumantri, 1989:63). Dalam menentukan besarnya muatan mati harus dipergunakan nilai berat volume untuk bahan-bahan bangunan. Contoh beban mati pada jembatan: berat beton, berat aspal, berat baja, berat pasangan bata, berat plesteran dll.
9
Beban mati jembatan merupakan kumpulan berat setiap komponen struktural dan nonstruktural. Setiap komponen ini harus dianggap sebagai suatu kesatuan aksi yang tidak terpisahkan pada waktu menerapkan faktor beban normal dan faktor beban terkurangi. Perencana jembatan harus menggunakan keahliannya di dalam menentukan komponen-komponen tersebut.
Menurut SNI 1725:2016 Pembebanan Untuk Jembatan, berat sendiri jembatan termasuk dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap.
Tabel 2.1 Berat Isi Untuk Beban Mati
N0 Bahan Berat Isi
(kN/m3)
Kerapatan Massa (kg/m3) 1 Lapisan permukaan beraspal
(bituminous wearing surface) 22,0 2245
2 Besi tuang (cast iron) 71,0 7240
3 Timbunan tanah dipadatkan
(compacted sand, silt or clay) 17,2 1755 4 Kerikil dipadatkan (rolled gravel,
macadam or ballast) 18,8-22,7 1920-2315 5 Beton aspal (asphalt concrete) 22,0 2245 6 Beton ringan (low density) 12,25-19,6 1250-2000
7 Beton MPa 22,0 -25,0 2320
MPa 22 + 0,022 2240 + 2,29
8 Baja (steel) 78,5 7850
9 Kayu (ringan) 7,8 800
10 Kayu keras (hard wood) 11,0 1125
Sumber : SNI 1725 : 2016 Pembebanan Untuk Jembatan
b. Beban Hidup
10
Beban hidup adalah beban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan bergerak lalu lintas dan/atau pejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan.
Beban hidup pada jembatan dinyatakan dalam dua macam, yaitu beban “T” yang merupakan beban terpusat untuk lantai kendaraan dan beban “D” yang merupakan beban jalur untuk gelagar.
Tabel 2.2 Jumlah Lajur Lalu Lintas Rencana Tipe Jembatan Lebar Bersih Jembatan
(mm)
Jumlah Lajur Lalu Lintas Rencana (n)
Satu Lajur 3000 w 5250 1
Dua Arah, tanpa Median
5250 w 7500 2
7500 w 10,000 3
10,000 w 12,500 4
12,500 w 15,250 5
w 15,250 6
Dua Arah, dengan Median
5500 w 8000 2
8250 w 10,750 3
11,000 w 13,500 4
13,750 w 16,250 5
w 16,500 6
Catatan (1) : Untuk jembatan tipe lain, jumlah lajur lalu lintas rencana harus ditentukan oleh instansi yang berwenang.
Catatan (2) : Lebar jalur kendaraan adalah jarak minimum antara kerb atau rintangan untuk satu arah atau jarak antara kerb/rintangan/median untuk banyak arah
Sumber : SNI 1725 : 2016 Pembebanan Untuk Jembatan
11
Berdasarkan SNI 1725 : 2016 tentang Pembebanan Jembatan beban hidup yang ditinjau dari :
1) Beban “T”
Beban truk "T" tidak dapat digunakan bersamaan dengan beban “D”.
Beban truk dapat digunakan untuk perhitungan struktur lantai. Adapun faktor beban untuk beban “T” seperti terlihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Faktor Beban Untuk Lajur “T”
Tipe beban Jembatan
Faktor Beban Keadaan Batas
Layan
Keadaan Batas Ultimit
Transien
Beton 1,00 1,80
Boks Girder
Baja 1,00 2,00
Sumber : SNI 1725 : 2016 Pembebanan Untuk Jembatan
Beban “T” adalah beban yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda (dual wheel dead) sebesar 10 ton dengan ukuran serta kedudukan seperti tertera pada gambar berilut ini.
Gambar 2.1 Pembebanan Truk “T” (500 kN)
(Sumber : SNI 1725 : 2016 Pembebanan Untuk Jembatan)
Pembebanan truk "T" terdiri atas kendaraan truk semi-trailer yang mempunyai susunan dan berat gandar seperti terlihat dalam Gambar 2.1.
12
Berat dari tiap-tiap gandar disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai.
Jarak antara 2 gandar tersebut bisa diubah-ubah dari 4,0 m sampai dengan 9,0 m untuk mendapatkan pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan.
Terlepas dari panjang jembatan atau susunan bentang, umumnya hanya ada satu kendaraan truk "T" yang bisa ditempatkan pada satu lajur lalu lintas rencana. Untuk jembatan sangat panjang dapat ditempatkan lebih dari satu truk pada satu lajur lalu lintas rencana. Kendaraan truk "T" ini harus ditempatkan di tengah-tengah lajur lalu lintas rencana seperti terlihat dalam Gambar 2.1. Jumlah maksimum lajur lalu lintas rencana dapat dilihat dalam Tabel 2.2, tetapi jumlah lebih kecil bisa digunakan dalam perencanaan apabila menghasilkan pengaruh yang lebih besar. Hanya jumlah lajur lalu lintas rencana dalam nilai bulat harus digunakan. Lajur lalu lintas rencana bisa ditempatkan di mana saja pada lajur jembatan
2) Beban “D”
Beban lajur "D" terdiri atas beban terbagi rata (BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT) seperti terlihat dalam Gambar 2.2. Adapun faktor beban yang digunakan untuk beban lajur "D" seperti pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4 Faktor Beban Untuk Beban Lajur “D”
Tipe beban Jembatan
Faktor Beban Keadaan Batas
Layan
Keadaan Batas Ultimit
Transien
Beton 1,00 1,80
Boks Girder
Baja 1,00 2,00
Sumber : SNI 1725 : 2016 Pembebanan Untuk Jembatan
Beban garis terpusat (BGT) dengan intensitas p kN/m harus ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas pada jembatan. Besarnya intensitas p adalah 49,0 kN/m. Untuk mendapatkan momen lentur negatif maksimum
13
pada jembatan menerus, BGT kedua yang identik harus ditempatkan pada posisi dalam arah melintang jembatan pada bentang lainnya. Beban "D"
harus disusun pada arah melintang sedemikian rupa sehingga menimbulkan momen maksimum.
Gambar 2.2 Beban Lajur “D”
(Sumber : SNI 1725 : 2016 Pembebanan Untuk Jembatan)
Beban terbagi rata (BTR) mempunyai intensitas q kPa dengan besaran q tergantung pada panjang total yang di bebani L yaitu seperti berikut :
Jika : ……….….(2.1)
Jika : ………..(2.2)
Dimana :
q = intensitas terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan (kPa) L = Panjang total jembatan yang dibebani (meter)
c. Beban Kejut
Beban kejut ialah beban yang diperhitungkan pengaruh getaran-getaran dari pengaruh dinamis lainnya, tegangan-tegangan akibat beban garis (P) harus dikalikan dengan koefisien kejut. Sedangkan beban terbagi rata (q) dan beban terpusat (T) tidak dikalikan dengan koefisien kejut. Besarnya koefisien kejut ditentukan dengan rumus:
………...……… (2.3 )
14 Dimana :
k = Koefisien kejut,dan
L = Panjang bentang dalam meter, ditentukan oleh tipe konstruksi jembatan (keadaan statis) dan kedudukan muatan garis “P”
koefisien kejut tidak diperhitungkan terhadap bangunan bawah apabila bangunan bawah dan bangunan atas merupakan satu kesatuan maka koefisien kejut diperhitungkan terhadap bangunan bawah.
1.7.2Beban Sekunder
Beban sekunder adalah beban pada jembatan-jembatan yang merupakan beban atau muatan sementara, yang selalu bekerja pada perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Pada umumnya beban ini mengakibatkan tegangan-tegangan yang relative lebih kecil dari pada tegangan-tegangan akibat beban primer dan biasanya tergantung dari bentang, system jembatan, dan keadaan setempat.
Sedangkan beban sekunder terdiri dari beban angina, gaya rem, dan gaya akibat perubahan suhu.
a. Beban Angin ( EW )
Pengaruh tekanan angin bekerja dalam arah horizontal sebesar 100 kg/cm2. Dalam memperhitungkan jumlah luas bagian jembatan pada setiap sisi digunakan jumlah luas bagian jembatan pada setiap sisi digunakan ketentuan sebagai berikut:
1) Untuk jembatan berdinding penuh diambil sebesar 100% terhadap luas sisi jembatan.
2) Untuk jembatan rangka diambil sebesar 30% terhadap luas sisi jembatan.
15
Gambar 2.3 Ketentuan Penggunaan Beban “EW”
Tekanan angin yang ditentukan pada pasal ini diasumsikan disebabkan oleh angin rencana dengan kecepatan dasar (VB) sebesar 90 hingga 126 km/jam.
Beban angin harus diasumsikan terdistribusi secara merata pada permukaan yang terekspos oleh angin. Luas area yang diperhitungkan adalah luas area dari semua komponen, termasuk sistem lantai dan railing yang diambil tegak lurus terhadap arah angin. Arah ini harus divariasikan untuk mendapatkan pengaruh yang paling berbahaya terhadap struktur jembatan atau komponen-komponennya.
Luasan yang tidak memberikan kontribusi dapat diabaikan dalam perencanaan.
Untuk jembatan atau bagian jembatan dengan elevasi lebih tinggi dari 10000 mm diatas permukaan tanah atau permukaan air, kecepatan angin rencana, VDZ, harus dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
………....(2.4) Dimana :
VDZ = adalah kecepatan angin rencana pada elevasi rencana, Z (km/jam)
V10 = adalah kecepatan angin pada elevasi 10000 mm di atas permukaan tanah atau di atas permukaan air rencana (km/jam) VB = adalah kecepatan angin rencana yaitu 90 hingga 126 km/jam pada
elevasi 1000 mm
16
Z = adalah elevasi struktur diukur dari permukaan tanah atau dari permukaan air dimana beban angin dihitung (Z > 10000 mm) Vo = adalah kecepatan gesekan angin, yang merupakan karakteristik
meteorologi
Zo = adalah panjang gesekan di hulu jembatan
V10 dapat diperoleh dari:
• grafik kecepatan angin dasar untuk berbagai periode ulang
• survei angin pada lokasi jembatan
• jika tidak ada data yang lebih baik, perencana dapat mengasumsikan bahwa V10 = VB = 90 s/d 126 km/jam.
b. Beban Gaya Rem
Gaya ini bekerja dalam arah memanjang jembatan, akibat gaya rem dan traksi ditinjau untuk kedua jurusan lalu lintas. Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan pengaruh gaya rem sebesar 5 % dari muatan D tanpa koefisien kejut yang memenuhi semua jalur lalu lintas yang ada dalam satu jurusan.
Besarnya gaya rem arah memanjang jembatan tergantung Panjang total jembatan ( Lt ) sebagai berikut :
Gaya rem, Untuk Lt 80 m
Gaya rem, Untuk 80 Lt 180
m
Gaya rem, Untuk Lt 180 m
c. Gaya Akibat Beban Gempa
Jembatan harus direncanakan agar memiliki kemungkinan kecil untuk runtuh namun dapat mengalami kerusakan yang signifikan dan gangguan terhadap pelayanan akibat gempa. Penggantian secara parsial atau lengkap pada struktur diperlukan untuk beberapa kasus. Kinerja yang lebih tinggi seperti kinerja operasional dapat ditetapkan oleh pihak yang berwenang.
17
Beban gempa diambil sebagai gaya horizontal yang ditentukan berdasarkan perkalian antara koefisien respons elastik (Csm) dengan berat struktur ekivalen yang kemudian dimodifikasi dengan faktor modifikasi respons (Rd) dengan formulasi sebagai berikut :
………..…………(2.5) Keterangan :
EQ = adalah gaya gempa horizontal statis (kN) Csm = adalah koefisien respons gempa elastis Rd = adalah faktor modifikasi respons
Wt = adalah berat total struktur terdiri dari beban mati dan beban hidup yang sesuai (kN)
Koefisien respons elastik Csm diperoleh dari peta percepatan batuan dasar dan spektra percepatan sesuai dengan daerah gempa dan periode ulang gempa rencana. Koefisien percepatan yang diperoleh berdasarkan peta gempa dikalikan dengan suatu faktor amplifikasi sesuai dengan keadaan tanah sampai kedalaman 30 m di bawah struktur jembatan.
d. Gaya Akibat Perubahan Suhu
Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat pengaruh temperature dapat dihitung dengan menggunakan prosedur seperti yang dijelaskan pada pasal ini. Prosedur ini dapat digunakan untuk perencanaan jembatan yang menggunakan gelagar terbuat dari beton atau baja.
……….(2.6) Dimana :
L = Panjang komponen jembatan (mm)
= Koefisien muai temperature (mm/mm/OC) Tabel 2.5 Temperature Jembatan Rata-Rata Nominal
Tipe bangunan atas Temperature jembatan Temperature jembatan
18
rata-rata minimum (1) rata-rata maksimum Lantai beton di atas gelagar
atau boks beton. 15 oC 40 oC
Lantai beton di atas gelagar, boks atau rangka baja
15 oC 40 oC
Lantai pelat baja di atas gelagar, boks atau rangka baja
15 oC 45 oC
CATATAN (1) : Temperatur jembatan rata-rata minimum bias dikurangi 5oC utnuk lokasi yang terletak pada ketinggian lebih besar dari 500 m diatas permukaan laut
Sumber : SNI 1725 : 2016 Pembebanan Untuk Jembatan
e. Pengaruh susut dan rangkak
Pengaruh rangkak dan penyusutan harus diperhitungkan dalam perencanaan jembatan-jembatan beton. Pengaruh ini dihitung dengan menggunakan beban mati dari jembatan. Apabila rangkak dan penyusutan bisa mengurangi pengaruh muatan lainnya, maka harga dari rangkak dan penyusutan tersebut harus diambil minimum (misalnya pada waktu transfer dari beton prategang).
Pengaruh rangkak dan susut bahan beton terhadap konstruksi, harus ditinjau.
Besarnya pengaruh tersebut apabila tidak ada ketentuan lain, dapat dianggap senilai dengan gaya yang timbul turunya suhu sebesar 150C.
Pengaruh rangkak dan penyusutan harus diperhitungkan dalam perencanaan jembatan beton. Pengaruh ini dihitung menggunakan beban mati jembatan.
Apabila rangkak dan penyusutan bisa mengurangi pengaruh muatan lainnya, maka nilai dari rangkak dan penyusutan tersebut harus diambil minimum (misalnya pada waktu transfer dari beton prategang).
Tabel 2.6 Faktor beban akibat susut dan rangkak
Tipe beban
Faktor Beban
Keadaan Batas Layan Keadaan Batas Ultimit
19
Tetap 1,00 0,5
Catatan : Walaupun susut dan rangkak bertambah lambat menurut waktu, tetapi pada akhirnya akan mencapai nilai yang konstan.
Sumber : SNI 1725 : 2016 Pembebanan Untuk Jembatan
1.7.3Kombinasi Pembebanan
Komponen dan sambungan pada jembatan harus memenuhi kombinasi beban-beban ekstrem seperti yang ditentukan pada setiap keadaan batas sebagai berikut :
a. Kuat I
Kombinasi pembebanan yang memperhitungkan gaya-gaya yang timbul pada jembatan dalam keadaan normal tanpa memperhitungkan beban angin. Pada keadaan batas ini, semua gaya nominal yang terjadi dikalikan dengan faktor beban yang sesuai.
b. Kuat II
Kombinasi pembebanan yang berkaitan dengan penggunaan jembatan untuk memikul beban kendaraan khusus yang ditentukan pemilik tanpa memperhitungkan beban angin.
c. Kuat III
Kombinasi pembebanan dengan jembatan dikenai beban angin berkecepatan 90 km/jam hingga 126 km/jam.
d. Kuat IV
Kombinasi pembebanan untuk memperhitungkan kemungkinan adanya rasio beban mati dengan beban hidup yang besar.
e. Kuat V
Kombinasi pembebanan berkaitan dengan operasional normal jembatan dengan memperhitungkan beban angin berkecepatan 90 km/jam hingga 126 km/jam.
f. Ekstrem I
Kombinasi pembebanan gempa. Faktor beban hidup yang mempertimbangkan bekerjanya beban hidup pada saat gempa berlangsung harus ditentukan berdasarkan kepentingan jembatan.
20 g. Ekstrem II
Kombinasi pembebanan yang meninjau kombinasi antara beban hidup terkurangi dengan beban yang timbul akibat tumbukan kapal, tumbukan kendaraan, banjir atau beban hidrolika lainnya, kecuali untuk kasus pembebanan akibat tumbukan kendaraan (TC). Kasus pembebanan akibat banjir tidak boleh dikombinasikan dengan beban akibat tumbukan kendaraan dan tumbukan kapal.
h. Layan I
Kombinasi pembebanan yang berkaitan dengan operasional jembatan dengan semua beban mempunyai nilai nominal serta memperhitungkan adanya beban angin berkecepatan 90 km/jam hingga 126 km/jam. Kombinasi ini juga digunakan untuk mengontrol lendutan pada goronggorong baja, pelat pelapis terowongan, pipa termoplastik serta untuk mengontrol lebar retak struktur beton bertulang; dan juga untuk analisis tegangan tarik pada penampang melintang jembatan beton segmental
i. Layan II
Kombinasi pembebanan yang ditujukan untuk mencegah terjadinya pelelehan pada struktur baja dan selip pada sambungan akibat beban kendaraan.
j. Layan III
Kombinasi pembebanan untuk menghitung tegangan tarik pada arah memanjang jembatan beton pratekan dengan tujuan untuk mengontrol besarnya retak dan tegangan utama tarik pada bagian badan dari jembatan beton segmental.
k. Layan IV
Kombinasi pembebanan untuk menghitung tegangan tarik pada kolom beton pratekan dengan tujuan untuk mengontrol besarnya retak.
l. Fatik
Kombinasi beban fatik dan fraktur sehubungan dengan umur fatik akibat induksi beban yang waktunya tak terbatas.
Tabel 2.7 Kombinasi Pembebanan
Keadaan Batas MS MA TP TD EW EQ
Layan I 1,0 1,0 1,0 1,0 0,3 -
21
Layan II 1,0 1,0 1,3 1,3 - -
Layan III 1,0 1,0 0,8 0,8 0,7 -
Kuat I 1,1 2,0 1,8 1,8 - -
Kuat II 1,1 2,0 1,4 1,4 - -
Kuat III 1,1 2,0 - - 1,4 -
Ekstream 1,1 2,0 0,3 0,3 - 1,0
Sumber : SNI 1725 : 2016 Pembebanan Untuk Jembatan
Dimana :
MS = Beban mati atau berat sendiri struktur MA = Beban mati tambahan
TP = Beban pejalan kaki
TD = Beban kendaraan ringan/ternak EW = Beban angin
EQ = Beban gempa
1.8 Aramco
Plat baja aramco adalah plat baja yang umum dipakai pada pembangunan jalan, gorong-gorong, irigasi, perlintasan rel kereta api, perlintasan jembatan dan sebagainya. Aramco yaitu singkatan nama : American Roll Material Corporation memakai bahan baja standard SPHC (Steel Plate Hot Rolled Coiled) JIS (Japan Industrial Steel) G (Grade) 3101.
Spesifikasi dari aramco ini sudah sesuai sama SNI 07-0950-1989 serta standard ASTM A123/AS 1650. Kelebihan dari plat baja aramco yaitu :
1. Terbuat dari plat sesuai sama standar international.
2. Mempunyai kemampuan yang begitu tinggi
3. Berat yang ringan yang masih tetap dapat di angkat serta fleksible 4. Mampu menyerap getaran serta beban atas
5. Tahan pada gempa
6. Pondasi lebih mudah serta ringan
7. Mengurangi cost pemeliharaan serta pergantian 8. Mudah dipasang
9. Tidak mudah rusak serta pecah pada saat pengangkutan
22 10. Memiliki bentuk yang beragam
1.9 Analisa Tegangan Baja Pada Aramco
Tegangan adalah gaya yang bekerja pada material per satuan luas penampang. Regangan merupakan respon dari tegangan, regangan yaitu perbandingan antara pertambahan panjang yang terjadi akibat tegangan dengan panjang baja mula-mula. Tegangan dasar adalah tegangan leleh yang dibagi dengan faktor keamanan. Hal ini diharapkan tegangan yang terjadi pada struktur tidak akan melampaui tegangan batas elastis sehingga batang struktur selalu kembali ke bentuk semula pada saat tidak ada pembebanan.
Tegangan leleh (yield stress) adalah nilai tegangan yang ketika terlampaui, maka material akan meregang dengan sangat cepat meskipun perubahan tegangannya tidak terlalu besar. Setelah melampaui yield stress, material akan meregang dengan kecepatan yang jauh lebih cepat dari sebelumnya, sehingga nyaris 'tanpa perlawanan', sebelum akhirnya putus pada suatu titik yang disebut 'tegangan ultimit'.
Dari hasil pengujian,tegangan leleh dianggap sebagai tegangan yang menimbulkan regangan tetap sebesar 2%. Pada saat suatu material baja menerima panas dengan temperatur mencapai 700oF (370oC), tegangan leleh dan kekuatan tariknya akan menurun berbanding lurus dengan kenaikan temperatur yang diterimanya. Tegangan leleh akan berkurang berkisar 60% sampai dengan 70%
ketika temperatur yang diterima material baja tersebut telah melewati 1000oF (540oC).
Elemen baja merupakan suatu material yang bersifat thermoplastic. Pada saat temperatur mencapai kira-kira sebesar 704oC atau lebih titik leleh baja akan mengalami penurunan secara drastis. Hal ini menyebabkan penurunan kekuatan dari elemen baja yang akhirnya dapat mengakibatkan keruntuhan struktur.
Tabel 2.8 Sifat Mekanis Baja
Jenis Baja
Tegangan Putus Minimum,
(MPa)
Tegangan Leleh Minimum,
(MPa)
Peregangan Minimum (%)
23
BJ 34 340 210 22
BJ 37 370 240 20
BJ 41 410 250 18
BJ 50 500 290 16
BJ 55 550 410 13
Sumber : RSNI T 03-2005
Sifat-sifat mekanis baja structural lainnya untuk maksud perencanaan ditetapkan sebagai berikut :
Modulus Elastisitas : 200.000 MPa
Modulus Geser ( : 80.000 MPa
Angka Poisson : 0,3
Koefisien Pemuaian a : 12 x 10-6 peroC
Di dalam desain, tegangan kerja atau yang disebut juga dengan tegangan ijin (allowable stressess) diperoleh dari persamaan
Tegangan Ijin = ...(2.7)
1.9.1Tegangan Ijin
Perhitungan tegangan ijin yang digunakan berdasar pada Analisis Desain Corrugated Steel Pipe sebagai konstruksi gorong-gorong pada sistem drainase PT.Krakatau Posco-Cilegon oleh Dwi Ratna Nur Farokha.
………..……… (2.8) ………..………. (2.9)
……….………. (2.10)
……….……… (2.11)
24
……….……….. (2.12)
, jika > 1 maka diambil = 1,0 …….……… (2.13)
………. (2.14)
, factor penggali untuk struktur tunggal ……… (2.15)
, untuk R ≤ Re ……… (2.16)
……… (2.17) 1.9.2Tegangan Normal
Tegangan Normal disebabkan oleh beban atau gaya aksial. Tegangan normal merupakan tegangan pada bidang yang tegak lurus dengan arah gaya. Pada umumnya tegangan di suatu titik tidak sama dengan tegangan rata-rata.
a. Tegangan Normal Positif (Tegangan Tarik)
………..………..(2.18) Dimana :
= Tegangan Tarik F = Gaya
A = Luas Penampang
b. Tegangan Normal Negatif (Tegangan Tekan)
………..(2.19) Dimana :
= Tegangan Tekan F = Gaya
A = Luas Penampang
25 1.9.3Regangan Normal
Regangan normal disebabkan oleh beban aksial
……….………(2.20) Dimana :
= regangan
= Jumlah Perpanjangan/perpendekan L = Panjang batang sebelum ditarik/ditekan
1.9.4Keunggulan Aramco
Mengingat banyak keunggulannya, struktur pipa baja bergelombang sering kali mewakili nilai terbaik untuk struktur beton dan penggantian jembatan.
Manfaat dari aramco (baja bergelombang):
a. Kekuatan
Kekuatan yang melekat pada pipa baja bergelombang berasal dari sifat mekanik baja yang dikombinasikan dengan interaksi baja-minyak. Proses manufaktur baja tingkat lanjut memastikan semua material memenuhi spesifikasi setiap saat. Interaksi baja-minyak memungkinkan kekuatan kompresi ring tinggi dalam struktur berdinding tipis. Pipa baja bergelombang menyerap dan mentransfer beban hidup dan mati vertikal ke tanah di sekitar seluruh lingkar pipa.
b. Daya Tahan
Dengan lebih dari 50 tahun pelayanan, banyak yang diketahui tentang faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan pipa baja bergelombang.
Menggunakan campuran yang tepat dari pelapis kinerja tinggi, teknik pemasangan, pengurukan dan bahan pipa, struktur pipa baja bergelombang dapat dirancang untuk memberikan masa pakai 50 tahun atau lebih.
c. Biaya rendah
Baja bergelombang lebih hemat biaya daripada jika semua aspek aplikasi dipertimbangkan.
d. Perawatan yang berkurang
26
Meskipun semua struktur jalan raya memerlukan inspeksi berkala, struktur pelat baja bergelombang biasanya membutuhkan perawatan yang lebih sedikit daripada jembatan.
e. Kontrol Aliran
Struktur pelat baja bergelombang dapat digunakan untuk mengontrol dan mengarahkan aliran aliran berkelok-kelok yang mungkin mengancam undercut jembatan dan abutmen.
f. Ideal
Baja bergelombang sangat ideal untuk perkembangan baru situs, dewan dan penyeberangan sungai kota, serta rehabilitasi perkotaan. Ini mempertahankan streambeds alami dan mengurangi dampak lingkungan.
Spesifikasi material aramco antara lain : a. Fitur
Prosedur pemasangan yang benar akan memastikan kinerja maksimum.
Interaksi pengurukan yang direkayasa dengan baik dengan sifat penampang yang unggul dari pelat baja bergelombang memastikan struktur yang mampu menopang beban tinggi dengan penggunaan baja yang paling ekonomis.
b. Kecepatan
Kecepatan waktu Instalasi diukur dalam beberapa minggu, bukan dalam bulan. Fitur ini berarti periode penutupan jalan yang lebih pendek dan gangguan minimum pada lokasi sensitif lingkungan seperti sungai yang mengandung ikan.
c. Kesederhanaan
Pemasangan pelat baja bergelombang ekonomis, sederhana dan cepat.
Karena kekakuan pelat yang meningkat dan sifat yang lebih baik pada pita, dan kurang sensitif terhadap pemasangan dibandingkan produk beton.
d. Konfigurasi
Tiga komponen digunakan untuk membuat semua struktur: pelat bergelombang lengkung, isian belakang, dan pondasi.
1.9.5Tipe-Tipe Aramco Tabel 2.9 Tipe-Tipe Aramco
27
No Tipe Aramco Section Properties
1 Nestable Flange E 100
2 Multi Plate
3 Multi Plate Pipe
4 Multi Plate Pipe Arches
5 Multi Plate Arches
6 Multi Plate Underpass
28
No Tipe Aramco Section Properties
7 Multi Plate Horseshoe Arch Type HA
8 Multi Plate Horseshoe Arch Type EA
9 Multi Plate Horizontal Ellipse
10 Multi Plate Vertical Ellipse
11 Multi Plate Super Span Horizontal Ellipse
29
No Tipe Aramco Section Properties
12 Multi Plate Super Span High Profile Arch
13 Multi Plate Super Span Low Profile Arch
14 Multi Plate Super Span Pear Arch
15 Multi Plate Super Span Pear Shapes
16 Multi Plate Nova Span Profile Arch
Sumber : Cataloge PT.KBP low
30 1.10 Prosedur Pemasangan Plat Baja Aramco 1.10.1 Type Nestable Flange E-100
a. Plat
Panjang plat standar NF E-100 adalah 1 meter, serta plat end section 75 cm dan 25 cm. Lebar plat tergantung dari diameter, mulai dari Ø 450 mm sampai maksimal Ø 1800 mm dengan ketebalan minimal 2,0 mm sampai maksimal ketebalan 3,5 mm.
Gambar 2.4 Dimensi Gelombang NF E-100
Gambar 2.5 Dimensi Standar Plat NF E-100
NF E-100 diinstal dengan menggunakan baut M.10x40. Dalam 1 meter plat standar dibutuhkan 10 set baut untuk posisi memanjang. Untuk posisi melingkar pada ukuran Ø 450 – Ø 1000 dibutuhkan 2 set baut, untuk Ø 1200 – Ø 1800 dibutuhkan 4 set baut pada posisi melingkar.
31
Gambar 2.6 Posisi Baut Arah Melingkar b. Alat Yang Diperlukan
Alat bantu yang digunakan untuk proses instal NF E-100 menggunakan kunci (ukuran 17) untuk mengencangkan baut M.10x40. Untuk mempermudah proses perakitan juga dibutuhkan pin bar, berupa besi yang ujungnya dibikin lancip untuk memudahkan menyatukan lubang baut. Palu juga bisa dipakai saat kondisi plat tidak dalam kondisi standar, sehingga bisa digunakan palu untuk memposisikan plat agar mudah di instal. Alat berat seperti excavator bisa digunakan untuk mempermudah pemasangan dilapangan.
Gambar 2.7 Tool Kit Nestable Flange
c. Perakitan
32
Gambar 2.8 Pemasangan Nestable Flange E-100
Untuk pemasangan NF E-100 dimulai dari nomer 1 dilanjutkan nomer seterusnya sesuai panjang struktur. Untuk metode penimbunan NF dijelaskan pada bab penimbunan. Pengencangan baut harus secara zigzag setelah terpasang semua, dengan bantuan Pin F dan Pinbar, kemudian baru dikencangkan baut-baut tersebut secara zigzag dan serempak. Peletakan Armco tipe NF E-100 disuaikan dengan posisi yang direncanakan. Bila dalam satu lokasi menggunakan dua struktur NF E-100 yang dipasang bersandingan, maka diberi jarak antar sisi NF E-100 ± 600 mm atau minimal pekerja bisa leluasa melakukan pekerjaan penimbunan, pemadatan, dll.
Gambar 2.9 Instal Nestable Flange E-100
1.10.2 Type Multi Plate a. Plat
Panjang plat Multi Plate tersedia dalam ukuran panjang standard 2,4 Meter.
Dengan terdiri dari 5 jenis modul, yaitu :
33
1) Plat 2 Modul terdiri dari 3 lubang pada ujung-ujung plat ke arah transversal.
2) Plat 3 Modul terdiri dari 4 lubang.
3) Plat 4 Modul terdiri dari 5 lubang.
4) Plat 5 Modul terdiri dari 6 lubang.
5) Plat 6 Modul terdiri dari 7 lubang.
Semua lubang ini berada sepanjang korugasi ujung penampang plat.
Gambar 2.10 Standar Dimensi Plat Multi Plate
Baut tersedia dalam 2 ukuran panjang yang disesuaikan dengan ketebalan plat yang digunakan. Ukuran baut panjang M 20 x 30 untuk pertemuan 2 (dua) Plat. M 20 x 40 digunakan pada sambungan pertemuan 3 (tiga) Plat, digunakan pada ketebalan 3 mm dan 4 mm. Dan untuk ketebalan plat 5 mm, 6 mm dan 7 mm, pada sambungan pertemuan 2 plat digunakan baut M 20 x 40, pertemuan 3 Plat digunakan baut M 20 x 50.
34
Gambar 2.11 Baut M 20
b. Alat Yang Diperlukan
Penggunaan alat-alat yang benar berupa Tool Kit akan mempercepat pemasangan struktur Multi Plate. Tool Kit ini akan disertakan dalam setiap pengiriman material ( pinbar, hand hook, kunci shcok 34).
Gambar 2.12 Tool Kit Multi Plate
Jika digunakan kunci pas yang dioperasikan dengan listrik, lakukan pengecekan terhadap kencangnya baut dengan sangat hati-hati karena kunci pas ini mudah menjadi tidak pas penyetelannya. Penggunaan kunci pas type struktural dan socket atau penggunaan kunci pas type torsi dengan optimal akan memastikan bahwa bautnya dikencangkan dengan optimal. Alat bantu lain sebagai penunjang untuk mempermudah pekerjaan seperti :
1) Scafolding
2) Tripod (Kerekan Rantai), Tackle 3) Stamper atau Baby Roller
35 4) Crane atau Excavator (BackHoe)
5) dll, yang dapat digunakan sebagai alat bantu perakitan.
c. Perakitan 1) Type MPP
Ada dua cara yang dapat dipakai di dalam perakitan tersebut, yaitu :
• Perakitan di bawah (Lokasi Galian) yaitu memulai pemasangan dengan plat bawah pertama dan letakan semua plat bawah terlebih dahulu sebagaimana ditunjukkan pada gambar pemasangan.
Gambar 2.13 Perakitan MPP di Galian
• Perakitan di atas (di tempat lain di samping galian) perakitan dilakukan ring per ring di luar galian, setelah jadi masing-masing ring di turungkan di galian dengan alat berat (Crane / Excafator) kemudian disambung sesuai panjang struktur yang direncanakan.
Jika terdapat 2 struktur aramco bersandingan, maka jarak antar aramco tipe multi plate ± 800 cm atau minimal pekerja bisa leluasa melakukan pekerjaan penimbunan, pemadatan, dll.
36
Gambar 2.14 Perakitan MPP di Luar Galian (di sambung di galian) 2) Type MPA
• Bentangan sampai dengan 4500 mm.
Untuk MPA dengan bentangan yang tidak melebihi 4500 mm, maka tepi penyangga pada struktur tersebut harus didudukkan pada suatu Base Channel yang dijoint dengan Beton, seperti terlihat gambar. Bentangan yang lebih dari 4500 mm.
Gambar 2.15 Pemasangan Base Chanel
• Bentangan lebih dengan 4500 mm. Untuk type MPA dimana bentangannya lebih dari 4500 mm, maka penyangga MPA tersebut harus didudukkan pada Base Channel yang terbuat dari baja galvanize yang tebalnya tidak kurang dari 5 mm, yang harus dipasang pada posisi miring sesuai dengan bentangnya.
37
Gambar 2.16 Pemasangan Base Chanel Bentang Lebih Dari 4500 mm
• Pemasangan plat tipe Arch dan Arches untuk tipe ini sebagai langkah awal adalah perencanaan pondasi sebagai kedudukan base channel, penempatan base channel ini yang perlu diperhatikan adalah posisi kemiringan. Kemudian pemasangan plat per platnya dimulai dari posisi kanan terlebih dahulu 1 plat kemudian dilanjutkan dengan 1 plat pada bagian kiri. Setelah itu dapat dimulai dengan pat ke-2 dan ke-3 dan seterusnya.
Gambar 2.17 Proses Perakitan Multi Plate Arch
38
Gambar 2.18 Proses Perakitan Multi Plate Arch 3) Type Super Span
Super Span memberikan area luasan bidang lebih lebar ke arah horizontal (atas) dan vertikal (samping). Bertumpu pada pondasi yang dijoin dengan base channel. Type Super Span tersusun dari beberapa plat yang pempunyai radius berbeda. Untuk memperkuat struktur aramco type super span diperlukan perkuatan berupa trush beam dan ring beam.
• Pemasangan base channel super span base channel pada type super span dipasang berdasarkan kemiringan plat untuk type low profile kemiringan base channel ke arah dalam sedangkan untuk type high profile kemiringan base channel ke arah luar.
Gambar 2.19 Pemasangan Base Chanel Super Span
• Trush Beam merupakan struktur beton bertulang yang digunakan untuk memperkuat aramco ke arah memanjang. Ring Beam
39
merupakan struktur beton bertulang yang memperkuat aramco ke arah melingkar.
Gambar 2.20 Trush Beam dan Ring Beam
Gambar 2.21 Detail Trush Beam dan Ring Beam
1.11 Beton
Standar Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan ini digunakan untuk merencanakan jembatan jalan raya dan jembatan pejalan kaki di Universitas Borneo Tarakan, yang menggunakan komponen struktur beton bertulang dengan panjang bentang tidak lebih dari 100 meter.
Untuk jembatan berbentang panjang (> 100 m), atau yang menggunakan sistem struktur khusus, atau material khusus, atau cara pelaksanaan yang khusus, perlu diperhatikan kondisi-kondisi khusus yang sesuai, di mana usulan dan analisis struktur yang telah memperhitungkan kondisi-kondisi khusus tersebut harus dilakukan secara rinci, dan diserahkan kepada yang berwenang beserta semua pembuktian kebenarannya.
40
Beton bertulang adalah beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan yang tidak kurang dari nilai minimum, yang disyaratkan dengan atau tanpa prategang, dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja bersama-sama dalam menaan gaya yang bekerja. Beton adalah bahan bangunan yang dibuat dari air, semen, agregat halus, agregat kasar yang bersifat keras seperti batuan (Tjokrodimuljo, 2007) . Beton memiliki sifat getas sehingga mempunyai kuat tekan tinggi namun kuat tariknya lemah. Kuat tekan beton dapat dipengaruhi oleh umur beton, faktor air-semen, kepadatan, jumlah pasta semen, jenis semen, sifat agregat
a. Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas bergantung pada modulus elastisitas agregat dan pastanya. Dalam perhitungan struktur boleh diambil nilai modulus elastisitas beton sebagai berikut :
untuk Wc = 15 – 25
……….……(2.21)
untuk beton normal …………..……..(2.22) Keterangan :
= Modulus Elastisitas beton (Mpa) = Berat jenis beton (Kn/m3) = Kuat tekan beton (Mpa) b. Angka poisson
Berdasarkan RSNI T-04-2005 angka poisson beton (ʋ) adalah 0,2 ...(2.23)
c. Koefisien muai panas
Berdasarkan RSNI T-04-2005 Koefisien muai panjang beton akibat panas diambil sebesar 10x10-6 dengan pertimbangan bisa bervariasi 20% atau ditentukan dari hasil pengujian
d. Pada lingkungan yang korosif atau lingkungan laut perlindungan terhadap beton harus ditingkatkan sesuai keperluan, dengan cara meningkatkan mutu beton,menambah kepadatan serta kerapatan dan kekedapan air dengan cara
41
mengurangi rasio air-semen yang digunakan. Bila dianggap perlu aditif bisa ditambahkan dalam campuran beton.
e. Perencanaan keawetan jangka panjang beton berdasarkan RSNI T-04-2005 Persyaratan pada standar ini berlaku untuk struktur dan komponen beton bertulang dan beton prategang dengan umur rencana 50 tahun atau lebih dimana persyaratan diberlakukan dengan kondisi dan klasifikasi lingkungan.
1.11.1 Balok
Balok adalah bagian struktur yang berfungsi untuk mentransfer beban vertikal secara horizontal. Sistem post and beam dimana elemen struktur horizontal diletakan sederhana di atas dua elemen struktur vertikal merupakan konstruksi dasar yang pernah digunakan oleh arsitek sejak dulu. Pada sistem tersebut secara sederhana balok digunakan sebagai elemen penting dalam konstruksi. Beban vertikal berupa beban mati dan beban hidup yang diterima plat lantai, berat sendiri balok dan berat dinding penyekat yang di atasnya. Sedangkan beban horizontal berupa beban angin dan gempa.
Balok merupakan bagian struktur bangunan yang penting dan bertujuan untuk memikul beban transversal yang dapat berupa beban lentur, geser maupun torsi. Oleh karena itu perencanaan balok yang efisien, ekonomis dan aman sangat penting untuk suatu struktur bangunan terutama struktur bertingkat tinggi atau struktur berskala besar.
Ada tiga kondisi analisa dan desain yang masih diaplikasikan dalam perancangan secara umum yaitu :
a. Metode Elastis
Metode ini didasari oleh pemikiran bahwa tegangan yang terjadi pada titik tertentu dalam struktur tidak boleh melampaui tegangan izin materialnya.
Tegangan izin ditetapkan dari tegangan leleh materialnya untuk baja dan tegangan hancurnya untuk beton dibagi dengan nilai faktor keamanan tertentu, misalnya 1,7 untuk baja dan 3,0 untuk beton.
Dalam metode ini beban luar akan menimbulkan tegangan dalam penampang yang bersifat linear, yaitu maksimum pada serat terluar dan berkurang secara proporsional hingga nol pada garis netral. Analisis semacam ini hanya
42
memperkenankan serat terluar penampang yang dapat mencapai tegangan izin materialnya. Metode ini dapat dinyatakan sebagai berikut :
Tegangan yang terjadi Tegangan Izin
b. Metode Ultimit
Pendekatan selain metode elastis yaitu metode ultimit, yaitu dimana analisis struktur untuk menentukan gaya-gaya dalam seperti momen, lintang, dan normal dilakukan dengan teori elastis, tetapi gaya-gaya hasil analisis ini dikalikan dengan suatu faktor tertentu untuk menetapkan kapasitas penampang. Perhitungan ini terjadi apabila sifat hubungan yang terjadi antara tegangan dan regangan dari beton tidak linear.
Dalam penerapan metode ini perlu diperhatikan masalah daya layan (serviceability) struktur, karena melalui metode ini menghasilkan struktur yang langsing, sehingga perlu pengontrolan terhadap defleksi dan lebar retak. Metode ini dapat dinyatakan sebagai berikut :
Kekuatan yang tersedia Kekuatan yang diperlukan untuk Memikul beban terfaktor
c. Metode Kondisi Batas
Faktor yang menjadi pertimbangan dalam desain kondisi batas (limite state design) adalah kapasitas struktur yang berkaitan dengan transformasi struktur ke dalam kondisi mekanisme dan daya layan struktur yang salah satu dari kedua masalah mungkin menjadi kritis dalam desain suatu elemen struktur. Suatu struktur dikatakan dalam kondisi batas apabila mengalami defleksi atau retak yang berlebihan.
Dengan memperbandingkan ketiga metode di atas diketahui bahwa lebih ditekankan menggunakan metode ultimit sedangkan metode elastis hanya sebagai alternatif. Jika menggunakan elastis pemakaian bahan secara tidak langsung akan boros dan pula jika menggunakan metode kekuatan batas sendiri belum banyak membahas secara detail.
