Perhitungan Struktur Jembatan Beton Bertulang Sungai Tiga Pulau Kecamatan Loa Kulu Desa jongkang Kabupaten Kutai Kartanegara
Eko Rubianto Program Studi Teknik Sipil
INTISARI
Jembatan merupakan salah satu sarana transportasi yang penting, agar sebuah jembatan bisa digunakan dengan aman dan nyaman untuk itu perhitungan struktur sebuah jembatan harus dilaksanankan dengan cermat. ada banyak hal yang harus diperhatikan dalam perhitungan selain dari sisi keindahan jembatan juga harus memenuhi syarat-syarat tertentun , agar sebuah jembatan bisa bertahan sesuai dengan umur rencananya maka ada beberapa faktor yang harus diperhitungkan diantaranya adalah, beban mati jembatan, beban hidup, beban angin, beban temperatur dan beban kendaranaan atau lalu lintas.
bentang jembatan yang akan direncanakan adalah 15 meter sehingga dipilih beton bertulang sebagai material struktur jembatan. konstruksi atas jembatan mengunakan pelat beton bertulang dengan tebal 20 cm dan lebar 7 m. gelagar memanjang mengunakan material beton bertulang dengan lebar 63 cm dan tinggi 1,25 m dan ukuran tiang sandaran adalah 15 cm x 15 cm dan untuk bangunan bawah yang terdiri dari abutment juga mengunakan material beton bertulang serta pipa baja sebagai tiang pancang.
Kata Kunci : abutment,beban mati , beban hidup, beban angin, beban temperatur, beban kendaranaan atau lalu lintas,beton bertulang, tiang sandaran, pelat beton bertulang ,pipa baja
Calculation of Reinforced Concrete Bridge Structures Sungai Tiga Pulau Kecamatan Loa Kulu Desa jongkang Kabupaten Kutai Kartanegara
Eko Rubianto Program Studi Teknik Sipil
ABSTRACT
The bridge is one of the important means of transportation, so that a bridge can be used safely and comfortably for the calculation of the structure of a bridge should carefully.
there are many things that must be considered in the calculation apart from the beauty of the bridge must also meet the requirements, so that a bridge can last in accordance with the age of the plan, there are several factors to be taken into account include, bridge dead loads, live loads, wind loads, temperature loads and load vehicles or traffic. span bridge is planned to be 15 meters so selected as the material of reinforced concrete bridge structures. Construction on the bridge using a reinforced concrete slab with a thickness of 20 cm and a width of 7 m. using longitudinal girder reinforced concrete material with a width of 63 cm and 1,25 m and the size of the railing is 15 cm x 15 cm and to the bottom of the building which consists of the abutment also use concrete materials as well as a steel pipe piles.
Keywords: abutment, dead load, live load, wind load, temperature load, load vehicles, reinforced concrete, pole backrest, reinforced concrete slab, steel pipe.
PENGANTAR
Jembatan merupakan bangunan yang berfungsi sebagai penghubung dari tempat satu ketempat lainya, yang terhalang oleh kondisi alam atau bangunan lainya. selain itu jembatan juga merupakan sarana penunjang bagi pertumbuhan ekonomi masyarakat sekitar, sehingga adananya transportasi yang baik sangat menunjang dalam proses pembangunan.
Kalimantan Timur merupakan daerah dengan bentang alam yang luas dan keadaan alam Kalimantan Timur sendiri banyak dilewati oleh sungai-sungai besar dan anak sungai besar itu sendiri.
Kecamatan Loa Kulu tepatnya di Desa Jongkang merupakan wilayah dari Kabupaten Kutai Kartanegara yang mempunayi pendapatan daerah yang besar semestinya pembangunan di Kecamatan Loa Kulu dan sekitarnya bisa berjalan dengan lancar akan tetapi dalam hal ini masih saja banyak terdapat daerah-daerah yang masih belum terjamah oleh pembangunan. contohnya saja di Kecamatan Loa Kulu Desa Jongkang didaerah ini banyak sekali dilalui oleh anak sungai mahakam sehingga sangat dibutuhkan sekali jembatan sebagai pengubung. Desa Jongkang sendiri merupakan Desa yang terdapat di Loa Kulu dimana penghasilan warga sekitar bergantung pada sektor pertanian dan sebagian lagi ada yang bekerja pada perusahaan batu bara disekitar daerah Desa Jongkang tersebut. Untuk memudahkan pengangkutan hasil pertanian dan Tambang batu bara harus melewati Jembatan akan tetapi keadaan jembatan yang ada sekarang masih sangat beresiko untuk dilewati kendaraan-kendaraan berat.
Desa Jongkang memamng memiliki beberapa jembatan namun jembatan yang ada sudah tidak layak digunakan bila dilihat dari aspek keamanan dan kenyamanan dalam transportasi. Selain Keadaan jembatan yang sudah tidak layak digunakan, jalan yang ada juga tidak layak dipergunakan sehingga sangat menghambat aktifitas dan pertumbuhan ekonomi warga sekitar.
kondisi ini diperparah lagi apabila terjadi hujan yang mengakibatkan jalan didaerah tersebut sangat sulit dilewati dan yang paling berbahaya adalah saat kendaraan melewati jembatan yang ada.
Karena memang jembatan yang ada juga sudah tidak layak dilewati dan juga keadaan lantai kendaraan jembatan yang ada hanya berlapiskan tanah sehingga apabila terjadi hujan jembatan akan menjadi licin dan bisa membuat kendaraan yang melintas diatas jembatan mudah untuk tergelincir.
TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah mengetahui cara mendesain struktur bagian atas dan bawah jembatan beton bertulang agar meningkatkan kemampuan jembatan dan menunjang kelancaran arus lalu lintas di daerah Desa jongkang Kabupaten Kutai Kartanegara.
METODE PERENCANAAN
Data Penelitian ini yang akan dibahas adalah perencanaan struktur atas (yang meliputi tiang sandaran, trotoar, plat lantai dan Balok T) dan struktur bawah jembatan (yang meliputi abutment, tiang pancang). Adapun langkah-langkah perencanaan sebagai berikut:
Mulai
Data Perhitungan Perhitungan Pembebanan
Kontrol
Tidak
Ya
Analisis Struktur Jembatan Beton Bertulang
Perhitungan Perencanaan Lantai Kendaraan
Perhitungan Dimensi Penampang Struktur
Jembatan
Perhitungan Struktur Atas
Perhitungan Struktur Bawah
Hasil Desain Selesai Kontrol
Tidak
Ya
Kontrol
Tidak
Ya
Kontrol
Tidak
Ya
Kontrol
Tidak
Ya
Kontrol
Tidak
Ya
Gambar 1. Alur perencanaan Jembatan
DATA PERRENCANAAN JEMBATAN 1. Bentang Jembatan : 15 m
2. Lebar Jembatan : 7,5 m
3. Jenis Jembatan : Beton Bertulang 4. Bangunan Atas
a. Plat Lantai Jembatan
Lebar Lantai Jembatan : 5,5 m
Mutu Beton : 25 Mpa
Mutu Baja : 390 Mpa
Tebal Plat : 20 cm
b. Trotoar
Lebar Trotoar : 1 m
Mutu Beton : 25 Mpa
Mutu Baja : 240 Mpa
Tebal Plat : 15 cm
c. Tiang sandaran
Tinggi tiang : 1 m
Lebar penampang : 15 cm Panjang Penampang : 15 cm Mutu Beton : 20,75 Mpa
Mutu Baja : 240 Mpa
d. Balok T
Tinggi balok : 1,25 m
Lebar balok : 0,63 m
Panjang balok : 15 m
Mutu beton : 24,9 Mpa
Mutu Baja : 390 Mpa
5. Bangunan Bawah a. Abutment
Mutu Beton : 20,75 Mpa
b. Plat Injak Jembatan
Tebal Plat Injak : 20 cm
Mutu Beton : 20,75 Mpa
Mutu Baja : 240 Mpa
c. Bangunan Pondasi
Mutu Beton : 25 Mpa Mutu Tulangan : 390 Mpa Jenis Tiang Pancang : Pipa Baja
HASIL PEMBAHASAN
Perhitungan Struktur Atas
a) Perhitungan Tiang Sandaran
Tiang sandaran menggunakan material beton bertulang mutu 20,75 mpa dengan ukuran penampang 15 cm x 15 cm sedangkan untuk tingginya adalah 1 m untuk baja tulangannya digunakan baja tulangan D 12 mm sedangkan sengkangnya mengunakan tulangan Polos Ø 16 mm.
Gambar 2. Detail Penulangan tiang sandaran
b) Perhitungan Trotoar
Trotoar direncanakan menggunakan mutu beton 25 mpa dengan tebal 15 cm dan lebar 1 m. Pembebanan yang digunakan dalam perencanaan trotoar adalah beban vertikal terpusat (p) dan Beban Vertikal merata (q . b2
).
c) Perhitungan Plat Lantai Jembatan
Plat Lantai menggunakan beton bertulang dengan tebal 20 cm dan mutu beton 25 mpa. Beban yang diperhitungan dalam perencanaan plat lantai jembatan menurut RSNI T-02-2005 adalah sebagai berikut :
1. Beban mati tambahan (MA) 2. Beban truck T(TT)
3. Beban Angin
4. Pengaruh temperatur (ET)
d) Perhitungan balok T
Balok T direncanakan dengan lebar 0,63 m dan tinggi 1,25 m untuk jarak 1,38 m sedangkan mutu beton yang digunakan adalah 25 mpa. Beban yang diperhitungkan dalam perencanaan Balok T adalah sebagai
berikut :
1. Berat sendiri (MS) 2. Beban mati tambahan 3. Beban lajur (D)
4. Beban truck (T) 5. Gaya rem (TB) 6. Beban angin (EW)
7. Pengaruh temperatur (ET) 8. Beban gempa (EQ
Pembesian balok T
ρ = 0.85 . fc’ / fy . [ 1 - √ (1 – 2 . Rn / ( 0.85 . fc’ ))]
= 0,0038
ρmin = Rasio tulangan minimum
= 1.4 / fy
= 0,00358
As = Luas tulangan yang diperlukan
= 6433,98 mm2
Diameter tulangan yang digunakan D 32 mm As1 = 0,25. л. D2
= 804,25mm2
n = Jumlah tulangan yang diperlukan
= 8 buah
Digunakan tulangan 8 D 32
td = Tebal selimut beton = 50 mm ds = Diameter sengkang yang
digunakan = 13 mm
n = Jumlah tulangan tiap baris = 4 buah X = Jarak bersih antara tulangan
= ( b – nt . D - 2 . td - 2 . ds) / (nt - 1)
= ( 625– 4 . 32 -2 . 30 -2 . 13) (4-1) = 123,6 mm
Untuk menjamin agar Balok T bersifat daktail, maka tulangan tekan diambil 30%
tulangan tarik , sehingga : As' = 30% . As
= 1930,19 mm2
Digunakan tulangan = 6 D 32
Perhitungan Struktur Bawah a) Abutment
Data struktur atas
Lebar jalur lalu lintas b1 2.75 m
Lebar trotoar b2 1.0 m
Lebar median b3 0.0 m
Lebar total jembatan b 7.5 m
Tebal slab lantai jembatan ts 0.20 m
Tebal lapisan aspal ta 0.05 m
Tebal trotoar tx 0.15 m
Tebal genangan air th 0.05 m
Panjang bentang jembatan L 15.0 m
Lebar Lantai Kendaraan 5.5 m
Lebar balok memanjang 0.63 m
Tabel 1. Data Struktur Atas
Dimensi Abutment
2.85 h1
h2
h3
h4
c h7
h9
Bx
1.43 1.43
Bx/2 Bx/2
o
2.64 1.74 0.8
0.71 0.29 0.75
0.32
0.60 0.60
0.32 h5
h8
h10 1
2
4
5
6 8
7
0.49 9
10
11
13 123
Gambar 3. Dimensi Abutment Beban Yang Bekerja Pada Abutment
Beban yang bekerja pada abutment adalah sebagai berikut : a. Berat sendiri struktur atas
b. Berat sendiri struktur bawah c. Beban mati tambahan d. Beban tekanan tanah e. Beban lajur D f. Beban pedestrian g. Gaya rem (TB)
h. Pengaruh temperatur (ET) i. Pengaruh angin (EW) j. engaruh beban gempa
k. Gesekan pada perletakan (FB) Kombinasi Beban Kerja
Tabel 2 Kombinasi beban kerja
Aksi Beban Notasi
Arah Momen
vertikal Horizontal
P TX TY MX MY
Tetap
Berat
sendiri MS 3137,8 0,0 0,0 -541,36 0,0
Beban
tambahan MA 88,1 0,0 0,0 8,81 0,0
Tekanan
tanah TA 0,0 1010,4 0,0 1485,38 0,0
Beban Lalu Lintas
Beban lajur TD 318,9 0,0 0,0 31,89 0,0
Beban
pedestrian TP 70,1 0,0 0,0 7,00 0,0
Gaya rem TB 0,0 250,0 0,0 987,50 0,0
Aksi lingkungan
Temperatur ET 0,0 7,5 0,0 19,88 0,0
Beban
angin EW 33,3 0,0 63,3 3,33 272,2
Beban
gempa EQ 0,0 844,1 837,1 2793,82 2770,
7 Tek. Tanah
dinamis EQ 0,0 624,8 0,0 1645,26 0,0
Aksi Lain Gesekan FB 0,0 1207,8 0,0 1741,95 0,0 Sumber : hasil perhitungan
Tabel 3 Kombinasi 1 (MS + MA + TA + TD + TP)
Aksi Beban Notasi
Arah Momen
vertikal Horizontal
P TX TY MX MY
Tetap
Berat sendiri MS 3137,8 0,0 0,0 -541,4 0,0
Beban tambahan MA 88,1 0,0 0,0 8,8 0,0
Tekanan tanah TA 0,0 1010,4 0,0 1485,4 0,0
Beban Lalu Lintas
Beban lajur TD 318,9 0,0 0,0 31,9 0,0
Beban pedestrian TP 70,1 0,0 0,0 7,0 0,0
Gaya rem TB
Aksi lingkungan
Temperatur ET
Beban angin EW
Beban gempa EQ
Tek. Tanah dinamis EQ Aksi Lain Gesekan
3614,8 1010,4 0,0 991,7 0,0 Sumber : hasil perhitungan
Tabel 4 Kombinasi 2 (MS + MA + TA + TD + TP + TB + EW)
Aksi Beban Notasi
Arah
Momen v
e r ti k a
l Horizontal
P TX TY
M
XMY
Tetap
Berat sendiri MS 3137,8 0,0 0,0 -541,4 0,0
Beban tambahan MA 88,1 0,0 0,0 8,8 0,0
1 0 1 0 ,
1 4 8 5 ,
Beban Lalu Lintas
Beban lajur TD 318,9 0,0 0,0
3 1 , 90,0
Beban pedestrian TP 70,1 0,0 0,0 7,0 0,0
Gaya rem TB 0,0 250,0 0,0 987,5 0,0
Aksi lingk unga n
Temperatur ET
Beban angin EW 33,3 0,0 63,
3 3,3 272,2
Beban gempa EQ
Tek. Tanah dinamis EQ
Aksi Lain Gesekan FB
3648,1
1 2 6 0 , 4 63,3
1 9 8 2 , 5
2 7 2 , 2 Sumber : hasil perhitungan
Tabel 5 Kombinasi 3 (MS + MA + TA + TD + TP + TB + EW + FB)
Aksi Beban Notasi
Arah
Momen vertikal
Hori zont al
P TX TY MX MY
Tetap
Berat sendiri MS 3137,8 0,0 0,0 -541,4 0,0
Beban tambahan MA 88,1 0,0 0,0 8,8 0,0
Tekanan tanah TA 0,0 1010,4 0,0 1485,4 0,0 Beban
Lalu Lintas
Beban lajur TD 318,9 0,0 0,0 31,9 0,0
Beban pedestrian TP 70,1 0,0 0,0 7,0 0,0
Gaya rem TB 0,0 250,0 0,0 987,5 0,0
Aksi lingkungan
Temperatur ET
Beban angin EW 33,3 0,0 63,3 3,3 272,2
Beban gempa EQ
Tek. Tanah dinamis EQ
Aksi Lain Gesekan FB 0,0 1207,8 0,0 1742,0 0,0 3648,1 2468,2 63,3 3724,5 272,2 Sumber : hasil perhitungan
Tabel 6 Kombinasi 4 (MS + MA + TA + TD + TP + TB + ET + EW + FB)
Aksi Beban Notasi
Arah Momen
vertikal Horizontal
P TX TY MX MY
Tetap
Berat sendiri MS 3137,8 0,0 0,0 541,4 0,0
Beban tambahan MA 88,1 0,0 0,0 8,8 0,0
Tekanan tanah TA 0,0 1010,4 0,0 1485,4 0,0
Beban Lalu Lintas
Beban lajur TD 318,9 0,0 0,0 31,9 0,0
Beban pedestrian TP 70,1 0,0 0,0 7,0 0,0
Gaya rem TB 0,0 250,0 0,0 987,5 0,0
Aksi lingkungan
Temperatur ET 0,0 7,5 0,0 19,9 0,0
Beban angin EW 33,3 0,0 63,3 3,3 272,2
Beban gempa EQ
Tek. Tanah dinamis EQ
Aksi Lain Gesekan FB 0,0 1207,8 0,0 1742,0 0,0 3648,1 2475,7 63,3 4827,1 272,2 Sumber : hasil perhitungan
Tabel 7 Kombinasi 5 (MS + MA + EQ + EQ )
Aksi Beban Notasi
Arah Momen
vertikal Horizontal
P TX TY MX MY
Tetap
Berat sendiri MS 3137,8 0,0 0,0 541,4 0,0
Beban tambahan MA 88,1 0,0 0,0 8,8 0,0
Tekanan tanah TA Beban
Lalu Lintas
Beban lajur TD
Beban pedestrian TP
Gaya rem TB
Aksi lingkungan
Temperatur ET
Beban angin EW
Beban gempa EQ 0,0 844,1 837,1 2793,8 2770,7
Tek. Tanah dinamis EQ 0,0 624,8 0,0 1645,3 0,0
Aksi Lain Gesekan
1468,9 837,1 4989,2 2770,7 Sumber : hasil perhitungan
Tabel 8 Rekapitulasi beban kombinasi
Kombinasi Teg. P Tx Ty Mx My
Beban Lebih (KN) (KN) (KN) (KN.m) (KN.m)
Kombinasi Beban 1 0% 3614,8 1010,4 0,0 991,7 0,0
Kombinasi Beban 2 25% 3648,1 1260,4 63,3 1982,5 272,2 Kombinasi Beban 3 40% 3648,1 2468,2 63,3 3724,5 272,2 Kombinasi Beban 4 40% 3648,1 2475,7 63,3 4827,1 272,2 Kombinasi Beban 5 50% 3225,8 1468,9 837,1 4989,2 2770,7
Sumber : hasil perhitungan
Kesimpulan
Dari hasil perhitungan jembatan beton bertulang ini telah ditentukan dimensi dan pembebanan yang terjadi padi struktur Jembatan sebagai berikut :
1. Berdasarkan perhitungan perencanaan pembebanan jembatan RSNI T 02 2005 diperoleh beban-beban sebagai berikut :
Tabel 9 Jenis – jenis beban
No Dimensi dan penulangan Dimensi Satuan
1 Panjang Jembatan 15 m
2 Lebar Jembatan 7.5 m
3 Jarak antar balok T 1,375 m
4 Tebal Plat lantai 20 cm
5 Tebal Trotoar 15 cm
6 Lebar trotoar 1 m
7 Lebar dan panjang Tiang sandaran
15/15 cm
8 Tinggi balok T 1,25 m
10 Lebar balok T 63 cm
11 Diameter tualangn balok T 32 mm
12 Diameter tulangan diafrgma 25` mm
13 Diameter tulangan trotoar 16 mm
14 Diameter tulangan tiang sandaran
12 mm
15 Mutu beton tiang sandaran 20,75 Mpa
16 Mutu beton trotoar 25 Mpa
17 Mutu beton plat lantai 25 Mpa
18 Mutu beton balok T 25 Mpa
19 Mutu beton diafragma 25 Mpa
Sumber : Hasil perhitungan
3. Diameter tulangan dari hasil perhitungan penulangan struktur bawah jembatan beton bertulang ialah sebagai berikut :
Tabel 11 Dimensi dan perhitungan penulangan struktur bawah No Dimensi Penulangan
Struktur bawah
Dimensi Satuan
1 Mutu beton breast wall 20,75 Mpa
2 Diameter tulangan breast wall 25 mm
3 Diameter tulangan geser breast wall
16 mm
4 Mutu beton back wall 20,75 Mpa
5 Diameter tulangan back wall 19 mm
6 Diameter tulangan geser back wall
13 mm
7 Mutu beton Wing wall 20,75 Mpa
8 Diameter tulangan Wing wall 22 mm
9 Diameter tulangan geser wing wall
13 mm
10 Diameter Pancang 500 mm
11 Mutu beton pile cap 25 Mpa
12 Diameter tulangan pile cap 22 mm
13 Diameter tulangan geser pile cap
13 mm
Sumber : Hasil perhitungan
Saran
Adapun saran sebagai berikut : 1.
2. Dalam melakukan perhitungan sebaiknya mengumpulkan data - data yang diperlukan terlebih dahulu agar perhitungan sesuai dengan data – data lapangan.
3. Dalam perhitungan pembebanan sebaiknya mengacu pada peraturan dan standar-standar yang telah ditetapkan.
4. Tinggi jagaan jembatan sebaiknya minimal adalah 1 m terhadap permukaan banjir rencana.
DAFTAR PUSTAKA
RSNI T-02-2005 Standar Pembebanan Untuk Jembatan, Badan Standarisasi
Nasional, Jakarta.