PRINSIP DASAR DALAM DESAIN JEMBATAN
Prinsip –Prinsip Yang Harus Diperhatikan Pada Proses Desain Jembatan
Outline Shortcourse
▪
Intro & Pengenalan Mengenai Jembatan
▪
Interaksi/Koneksi Antara Struktur
▪
Kriteria Umum & Khusus Perencanaan Jembatan
▪
Pembebanan Pada Jembatan
▪
Konsep Perencanaan Jembatan Bentang Sederhana
▪
Konsep Perencanaan Jembatan Bentang Menerus
▪
Studi Kasus: Step by Step Perencanaan Pilar dan Abutment Jembatan
Bentang Sederhana
FUNGSI JEMBATAN
Untuk menghindari terjadinya lalu lintas yang sebidang, jembatan dapat berupa:
- Overpass - Underpass
Untuk menghubungkan dua daerah yang terpisah karena ada rintangan, misalkan lembah, sungai , laut atau lainnya
MENGHUBUNGKAN DAERAH YANG TERPISAH
MENGHINDARI TERJADINYA LALU LINTAS YANG SEBIDANG
Highway Bridge
JENIS – JENIS JEMBATAN
Jembatan Pejalan Kaki Jembatan Kereta Api
Jembatan Jalan Raya Jembatan lainya, untuk keperluan seperti : pipa minyak, pipa air, dan saluran irigasi
Pedestrian Bridge Railway Bridge
Other Bridge
KOMPONEN JEMBATAN
Bagian diatas perletakan (bearing) Bagian atas perletakan disebut Struktur Atas (Super Structure)
Bagian dibawah perletakan (bearing) Bagian atas perletakan disebutStruktur Bawah (Sub Structure)
KOMPONEN JEMBATAN
STRUKTUR JEMBATAN
Secara garis besar, struktur jembatan terbagi dalam 4 kategori :
▎ Jembatan balok (beam)
○ Balok diatas dua tumpuan
○ Balok dengan kantilever
○ Balok menerus
○ Truss
▎ Jembatan busur (arch)
▎ Jembatan portal (frame)
▎ Jembatan kabel (suspension, stayed)
Perletakan sederhana
Bentang Menerus
BENTANG JEMBATAN EKONOMIS
Berdasarkan SE Ditjen Bina Marga, bentang apabila tidak direncanakan secara khusus maka dapat digunakan bangunan atas jembatan standar Bina Marga dengan jenis jembatan dan pembentangan seperti pada tabel di atas :
SISTEM STRUKTUR PADA JEMBATAN
Struktur Statis Tertentu–Balok Diatas Dua Tumpuan
JEMBATAN TIPE PLAT
Jembatan tipe pelat merupakan jembatan dengan struktur utamanya berupa pelat tanpa gelagar pada arah longitudinalnya. Pelat secara langsung menerima beban hidup kendaraan dan meneruskannya ke tumpuan. Jembatan tipe pelat berperilaku sebagai pelat satu arah pada arah longitudinal jembatan sehingga tulangan utamanya searah dengan arah longitudinal jembatan.
Jembatan tipe pelat terdiri dari tiga jenis seperti yang dirangkum pada tabel di bawah ini:
JEMBATAN TIPE GELAGAR
Jembatan tipe gelagar-pelat merupakan tipe jembatan dengan sistem struktur
atas utama terdiri dari pelat dan gelagar. Fungsi utama pelat adalah sebagai lantai
kendaraan dan meneruskan beban ke gelagar. Yang termasuk ke dalam kategori
tipe jembatan gelagar-pelat adalah sebagai berikut:
CONTOH JEMBATAN GELAGAR BETON
Jembatan PC-I Girder Sistem Continuous
Jembatan PC-I Girder Tumpuan Sederhana
JEMBATAN GELAGAR BAJA U KOMPOSIT DAN JEMBATAN GELAGAR U PRATEKAN
Sering juga disebut dengan istilah precast concrete box
sering juga disebut dengan istilah composite steel tub girder atau open steel box.
JEMBATAN BAJA U KOMPOSIT
JEMBATAN GELAGAR U KOMPOSIT
JEMBATAN TIPE RANGKA BAJA
Jembatan rangka batang merupakan
jembatan yang dibangun dengan konfigurasi
komponen struktur berbentuk segitiga yang
dihubungkan pada titik pertemuan elemen
(sambungan) dan memikul beban melalui
aksi tarik tekan pada struktur utamanya.
CONTOH JEMBATAN RANGKA BAJA
Jembatan Rangka Baja
SISTEM STRUKTUR PADA JEMBATAN
Struktur Statis Tak Tentu–Balok Menerus Atau Portal
`
JEMBATAN TIPE BOX CULVERT
Box Culvert atau Gorong-gorong merupakan saluran berbentuk bulat ataupun persegi yang
ditanam di dalam tanah yang berfungsi untuk saluran air, lalu lintas kendaraan, utilitas lainnya dan
untuk fasilitas pejalan kaki. Gorong-gorong persegi bisa terbuat dari satu sel ataupun multi sel beton
bertulang.
JEMBATAN BALOK MENERUS / INTEGRAL
Jembatan gelagar yang dibuat monolit dengan struktur bawahnya
JEMBATAN BOX BETON (DENGAN METODA BALANCED CANTILEVER)
JEMBATAN BOX BETON
PRESSTRESSED CONCRETE GIRDER BRIDGES
JEMBATAN BENTANG PANJANG
JEMBATAN
DUPLIKAT SIAK 2 PEKANBARU
Jembatan duplikat siak 2 memiliki panjang 200 meter terletak di Pekan Baru-Riau, merupakan jembatan
pengganti Jembatan Siak 2 lama yang kerap dilewati kendaraan bertonase besar
JEMBATAN BENTANG PANJANG
Struktur Jembatan Khusus dengan Kabel
JEMBATAN BENTANG PANJANG
Jembatan Cable Stayed Tipe “Fan”
Jembatan Cable Stayed Tipe “Harp”
Jembatan Kabel/Suspensi
Sumber: Cable Supported Bridges, Niels J. Gimsing
JEMBATAN BENTANG PANJANG
SUSPENSION BRIDGE
CONTOH JEMBATAN SUSPENSI
Jembatan Gantung / Suspensi Kendaraan Jembatan Gantung / Suspensi Pejalan Kaki
JEMBATAN BENTANG PANJANG
CABLE STAYED BRIDGE
JEMBATAN BENTANG PANJANG
JEMBATAN
TELUK KENDARI
Jembatan Teluk Kendari
memiliki total panjang
1.348 meter. Untuk
lebarnya terdapat 4 lajur
serta median dan trotoar
dengan total lebar
jembatan 20 meter.
CONTOH JEMBATAN CABLE STAYED
Jembatan Cable Stayed Jembatan Cable Stayed
JEMBATAN BENTANG PANJANG
STEEL ARCH BRIDGE
JEMBATAN BENTANG PANJANG
JEMBATAN
SUNGAI MUSI 6
Jembatan Musi VI Palembang sepanjang 925 meter
diestimasikan mampu bertahan hingga 50 tahun dan diharapkan mengurangi beban kendaraan serta kemacetan di Jembatan Ampera.
ASPEK YANG DITINJAU SAAT DESAIN JEMBATAN
Kondisi geometrik Kondisi topografi (Lahan kosong) &
Kondisi Situasi (Perkotaan)
Kondisi lapisan tanah Muka air banjir dan lalu lintas sungai (Jembatan lintas
sungai)
Kebutuhan fungsional
Kebutuhan Lahan (Perkotaan)
Metoda pelaksanaan (Kemudahan, penggunaan alat dan
kondisi lapangan)
Supply & demand material
Perawatan Estetika
STRUKTUR ATAS JEMBATAN
KRITERIA PEMILIHAN TIPE STRUKTUR ATAS
• Berdasarkan bentang ekonomis
• Sistem lantai didesain non komposit dalam desain, dalam pelaksanaan tetap komposit.
• Penggunaan bekisting / RC Plate / corrugated steel sebagai perancah pelat
Pemilihan Tipe Struktur Gelagar
Pemilihan Pelat Lantai
Bearing Pad & Sambungan Ekspansi
• Akan dibahas di presentasi selanjutnya
STRUKTUR BAWAH JEMBATAN
KRITERIA PEMILIHAN TIPE STRUKTUR BAWAH
• Pilar dinding (<25 m)
• Pilar Portal 1 tingkat (<15 m)
• Pilar Portal 2 tingkat (<25 m)
• Kolom Tunggal (<15 m)
• Tebal pile cap minimal sama dengan diameter pondasi
• Tipe Cap Tinggi 1.5-2 meter
• Tipe Kodok 2-3.5 meter
• Tipe dinding penuh Tinggi >4 meter
• Tebal pile cap minimal sama dengan diameter pondasi
Pemilihan Tipe Pilar
Abutment
Pondasi
• Tiang Pancang beton diameter 0.4 s/d 1.2 m (Kedalaman maksimum 50 m)
• Tiang Bor diameter 0.8 s/d 1.2 m (Kedalaman maksimum 60 m)
• Pondasi Dangkal Sumuran (Kedalaman Maksimum 6 meter)
pilecap dinding abutment
kepala abutment
STRUKTUR ABUTMENT
Struktur abutment berfungsi sebagai dinding penahan tanah
dan memikul beban dari struktur atas dan meneruskan beban-
beban tersebut ke fondasi. Sehingga beban-beban yang
bekerja pada abutment adalah beban horizontal yang berasal
dari tekanan tanah dan beban gempa serta beban vertikal yang
berasal dari beban mati dan beban hidup kendaraan.
STRUKTUR ABUTMENT
Tekanan tanah lateral harus diasumsikan linier sebanding dengan kedalaman tanah
sebagai berikut :
KETERANGAN:
• RDL = Dead Load
• RSDL = Superimposed Dead Load
• RLL = Live Load
• PV = Masa Tanah
• PA = Tekanan Tanah Aktif
• PAE = Tekanan Tanah Saat Gempa
• Eq X = Gempa Arah Long
• Eq Y = Gempa Arah Trans
APLIKASI BEBAN PADA ABUTMENT
STRUKTUR PILAR
Struktur pilar terdiri dari kepala pilar (pier head) dan kaki pilar (pier leg). Kepala pilar merupakan
komponen struktur pilar yang berfungsi sebagai tempat perletakan (bearing) penumpu gelagar.
STRUKTUR PILAR
Tekanan tanah lateral harus diasumsikan linier sebanding dengan kedalaman tanah
sebagai berikut :
KETERANGAN:
• RDL = Dead Load
• RSDL = Superimposed Dead Load
• RLL = Live Load
• PV = Masa Tanah
• PA = Tekanan Tanah Aktif
• PAE = Tekanan Tanah Saat Gempa
• Eq X = Gempa Arah Long
• Eq Y = Gempa Arah Trans
APLIKASI BEBAN PADA PILAR
PEMILIHAN TIPE PILAR
Pemilihan tipe pilar akan berpengaruh terhadap gaya gempa desain yang Dimana masing-masing tipe memiliki tingkat daktilitas yang berbeda sehingga masing-masing tipe pilar memiliki nilai faktor modifikasi respon (R) yang berbeda
:
Semakin tinggi nilai R artinya semakin besar
daktilitas struktur dan gaya gempa yang diterima
semakin kecil
BEBAN PADA STRUKTUR JEMBATAN
Beban Permanen Beban Transien
MS
Beban mati komponen struktural dan non struktural jembatan
Pasal 7.2 SH Beban akibat susut rangkak Pasal 9.3.2 ES Beban akibat penurunan Pasal 9.2
MA Beban mati perkerasan dan
utilitas Pasal 7.3 TB Beban akibat rem Pasal 8.7 ET Gaya akibat temperatur
gradient Pasal 9.3.1
TA Gaya horizontal akibat tekanan
tanah Pasal 7.4 TR Gaya sentrifugal Pasal 8.8 EU Gaya akibat temperatur
seragan Pasal 9.3.1
PL Gaya -gaya yang terjadi pada
saat pelaksanaan Pasal 7.5 TC Gaya akibat tumbukan
kendaraan Pasal 8.10 EF Gaya apung Pasal 9.5
PR Prategang Pasal
9.3.3 TV Gaya akibat tumbukan kapal EWS Beban angin pada struktur Pasal 9.6.1.1 EQ Gaya gempa
Pasal 9.7 dan SNI 2833-2016
EWL Beban angin kendaraan Pasal 9.6.1.2 BF Gaya friksi Pasal 10.1 EU Beban arus dan hanyutan
TD Beban lajur "D" Pasal 8.3 TT Beban lajur "T" Pasal 8.4 TP Beban pejalan kaki Pasal 8.9
PENYEBAB UTAMA MASALAH PADA JEMBATAN
Kondisi Topografi &
Alinyemen Jalan
Zona Seismic / Gempa Tanah Lunak & Adanya
potensi Likuifaksi
Kondisi Geologi, Geografis, dan Adanya Potensi Longsor
Metoda Konstruksi
PADA TAHAP PERENCANAAN / DESAIN
PENYEBAB UTAMA JEMBATAN MENJADI MAHAL
Kebutuhan Clearence / Free board dibawah jembatan
Zona Seismik / Gempa Panjang Bentang dan Tipe
Struktur Atas
Lokasi Jembatan (Contoh: berlokasi di daerah padat bangunan dan rawan utilitas)
Mobilisasi alat dan bahan
Metoda Konstruksi
PENYEBAB UTAMA JEMBATAN MENJADI RUSAK
Iklim (Temperatur, Rangkak, & Susut) Bencana Alam (Gempa /
Longsor) Korosi Retak karena beban
layan
Tumbukan
Fatik Umur Layan (Contoh : Karet
Bearing menjadi Getas) Kurang Pemeriksaan dan Pemeliharaan
PENYEBAB UTAMA JEMBATAN MENJADI GAGAL / RUNTUH
Penurunan Terkonsolidasi Bencana Alam (Gempa /
Longsor) Cacat Konstruksi Salah Desain /
Interpretasi
Scoring / Gerusan Air Kurang / Terlambat
Pemeliharaan dan Penanganan
Angin / Flutter (Khusus
Jembatan Kabel dengan Deck Ringan)
Daktilitas tidak Terlampui
KLASIFIKASI JEMBATAN
KATEGORI SANGAT PENTING
Kategori Sangat Penting adalah Jembatan yang merupakan akses satu-satunya ke suatu wilayah
KATEGORI PENTING
Kategori Penting adalah Jembatan multi span/berbentang banyak yang melintasi selat atau laut
KATEGORI LAINNYA
Di luar yang disebutkan di atas dan standar yang berlaku, maka harus didiskusikan dengan otoritas terkait
BERDASARKAN KELAS KEUTAMAAN / KLASIFIKASI OPERASIONAL
Panjang Struktur Secara Menerus Melebihi 5 kmm (Contoh: Pile Slab)
KLASIFIKASI JEMBATAN (STANDAR/KHUSUS)
Jembatan diklasifikasikan khusus apabila memenuhi kriteria berikut:
Bentang Melebihi 60 meter Tinggi Pilar melebihi 40 meter
Memiliki Sistem Khusus
Contoh : Seismic Isolator
KLASIFIKASI JEMBATAN (STANDAR/KHUSUS)
Metoda konstruksi yang kompleks dan memiliki resiko yang tinggi dapat diklasifikasikan sebagai jembatan khusus
BERDASARKAN METODA KONSTRUKSI
KLASIFIKASI JEMBATAN (STANDAR/KHUSUS)
BERDASARKAN ZONA GEMPA (KATEGORI KINERJA SEISMIK & KONDISI TANAH)
JEMBATAN
STANDAR PALING POPULER
PCI GIRDER EVERYWHERE
PCI GIRDER
JEMBATAN PCI GIRDER
DIMENSI PC-I GIRDER
JEMBATAN STANDAR PALING POPULER
Follow the link in the map to modify its data and then paste the new one here. For more info, click here Tersedia banyak aplikator
Bentuk, dimensi, sistem dan detail struktur sudah standar dan banyak diaplikasikan
Mudah dimobilisasi (Bisa segmental)
Relatif ringan untuk di angkat
Ready Stock
Harga Relatif Murah Proses Konstruksi relative
mudah dan cepat
Banyak peralatan yang menunjang (Moulding, Launcher gantry dll)
JEMBATAN YANG TERLUPAKAN
JEMBATAN RANGKA BAJA
JEMBATAN YANG TERLUPAKAN
Perlu perawatan
tambahan (Pengecatan, pengecekan baut &
Semprot Anti korosi)
Relatif mahal dibandingkan
PC-I Girder Metoda konstruksi relatif lebih
kompleks bila dibandingkan PCI girder
Lebar struktur jembatan terbatas, dengan
dimensi balok melintang yang terdapat di
pasaran dan tanpa custom order MENGAPA JEMBATAN RANGKA BAJA DITINGGALKAN ?
JEMBATAN ESTETIK
Jembatan Estetik pada umumnya hanya
diaplikasikan pada jembatan pedestrian / pejalan kaki.
Tujuan utama jembatan ini biasanya bukan sebagai bangunan infrastruktur, namun lebih kepada
bangunan Landmark / Icon
