Perencanaan Jembatan Prestress I-Girder

V-1

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

BAB V PERANCANGAN STRUKTUR JEMBATAN

5.1. ALTERNATIF PEMILIHAN JENIS STRUKTUR STRUKTUR 5.1.1. Struktur atas jembatan Jembatan Tanggi direncanakan dengan bentang 30,80 meter. Hal ini akan memberikan beberapa alternatif pemilihan jenis jembatan yang akan direncanakan untuk mengganti jembatan lama. Adapun alternatif bahan tersebut dengan mempertimbangkan mempertimbangkan segi biaya dan waktu adalah sebagai berikut :

Tabel 5.1. Jenis Tipe Jembatan No 1 2 3

Type jembatan

Bentang ( m )

Jembatan Komposit I Gelagar baja + plat beton Jembatan beton bertulang Gelagar beton beton ( konv ) balok balok T Jembatan beton bertulang Gelagar beton ( konv ) box

6 - 24 6 - 26 12 – 28

4

Jembatan gelagar prategang I

10 – 36

5

Jembatan gelagar pratekan T terbalik

14 – 24

6

Jembatan gelagar pratekan T

18 - 44

7

Jembatan gelagar pratekan V

16 - 36 Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP

Tabel 5.2. Alternatif Struktur Bangunan Atas No

Tipe Sruktur Atas Jembatan

Bentang ( m )

1

Rangka lantai bawah dengan papan kayu

20 – 50

2

Rangka lantai atas dengan papan kayu

20 – 50

3

Gelagar baja dengan lantai papan kayu

5 – 35

4

Gelagar baja dengan lantai baja

5 – 25

5

Gelagar baja komposit

6

Gelagar beton T

7

Gelagar beton boks

8

Gelagar I dengan lantai komposit

9

Gelagar T pasca penegangan

20 – 45

10

Gelagar boks pasca penegangan dengan lantai komposit

18 - 40

dengan

lantai

beton

35 - 90 6 – 25 12 – 30

12 – 35

Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP

Lap oran Tug Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V-2


Dari beberapa altenatif tersebut diatas, jembatan Tanggi menggunakan tipe jembatan dengan struktur atas berupa gelagar prategang I dengan lantai

komposit bentang sederhana. Jembatan tipe ini dipilih karena proses dapat dikerjakan dipabrik atau dilokasi pekerjaan dengan menggunakan beton ready mix sehingga mutunya terjamin ( seragam ). Selain itu, jembatan tipe ini mudah dalam pelaksanaan dan dan biaya pemeliharaan pemeliharaan lebih rendah.

5.1.2. Struktur Bawah Jembatan Pangkal Jembatan ( Abutment Abutment )) Jenis abutment yang dipilih dilihat dari tinggi badan abutment tersebut. Bentuk alternatif abutment tertera seperti dibawah ini :

Tabel 5.3. Jenis Abutment Jembatan Jenis Abutment

Tinggi ( meter )

Pangkal Tembok Penahan kantilever

0 -8

Pangkal Tembok Penahan Gravitasi

3–4

Pangkal Tembok Penahan Kontrafort

6 -20

Pangkal Kolom ” Spill Through ” Pangkal Balok Cap Tiang Sederhana Pangkal Tanah Bertulang

0 – 20 0 – 20 5 - 15 Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP

Dari beberapa alternatif tersebut diatas dipilih tipe abutment tembok penahan

kontrafort dengan bahan beton. Abutmen tipe ini dipilih karena kemampuan abutment menahan beban, kekuatan bahan abutment dan pelaksanaannya

mudah.

Pondasi Penentuan jenis pondasi dilihat dari kedalaman lapisan tanah pendukung. Bentuk alternatif pondasi tertera pada tabel dibawah ini :

Tabel 5.4. Jenis – jenis pondasi Jenis Pondasi

Kedalaman Lap. Pendukung

Pondasi langsung Pondasi sumuran Pondasi tiang beton Pondasi tiang baja

0–3m 3 – 15 m 15 – 60 m 7-~m Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP

Pada analisa penyelidikan tanah didapat kedalaman lapisan tanah pendukung ( tanah keras ) adalah adalah 3 – 3,6 m Dari Dari berbagai alternatif jenis jenis pondasi tersebut tersebut diatas, dipilih jenis pondasi sumuran.


V-2


Dari beberapa altenatif tersebut diatas, jembatan Tanggi menggunakan tipe jembatan dengan struktur atas berupa gelagar prategang I dengan lantai

komposit bentang sederhana. Jembatan tipe ini dipilih karena proses dapat dikerjakan dipabrik atau dilokasi pekerjaan dengan menggunakan beton ready mix sehingga mutunya terjamin ( seragam ). Selain itu, jembatan tipe ini mudah dalam pelaksanaan dan dan biaya pemeliharaan pemeliharaan lebih rendah.

5.1.2. Struktur Bawah Jembatan Pangkal Jembatan ( Abutment Abutment )) Jenis abutment yang dipilih dilihat dari tinggi badan abutment tersebut. Bentuk alternatif abutment tertera seperti dibawah ini :

Tabel 5.3. Jenis Abutment Jembatan Jenis Abutment

Tinggi ( meter )

Pangkal Tembok Penahan kantilever

0 -8

Pangkal Tembok Penahan Gravitasi

3–4

Pangkal Tembok Penahan Kontrafort

6 -20

Pangkal Kolom ” Spill Through ” Pangkal Balok Cap Tiang Sederhana Pangkal Tanah Bertulang

0 – 20 0 – 20 5 - 15 Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP

Dari beberapa alternatif tersebut diatas dipilih tipe abutment tembok penahan

kontrafort dengan bahan beton. Abutmen tipe ini dipilih karena kemampuan abutment menahan beban, kekuatan bahan abutment dan pelaksanaannya

mudah.

Pondasi Penentuan jenis pondasi dilihat dari kedalaman lapisan tanah pendukung. Bentuk alternatif pondasi tertera pada tabel dibawah ini :

Tabel 5.4. Jenis – jenis pondasi Jenis Pondasi

Kedalaman Lap. Pendukung

Pondasi langsung Pondasi sumuran Pondasi tiang beton Pondasi tiang baja

0–3m 3 – 15 m 15 – 60 m 7-~m Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP

Pada analisa penyelidikan tanah didapat kedalaman lapisan tanah pendukung ( tanah keras ) adalah adalah 3 – 3,6 m Dari Dari berbagai alternatif jenis jenis pondasi tersebut tersebut diatas, dipilih jenis pondasi sumuran.


V-3


5.2. PERANCANGAN STRUKTUR 5.2.1. Data - Data Perancangan 1. Nama Jembatan

: Jembatan Tanggi

2. Lokasi Jembatan

: Ruas Jalan Salatiga – Boyolali KM SMG.57+000 atau Sta.14+400

3. Jenis Jembatan

: Lalu Lintas Atas

4. Status Jalan

: Jalan Arteri Primer Kelas 1

5. Konstruksi Jembatan

: Jembatan Prategang I dengan Lantai Komposit

6. Data Konstruksi Jembatan

:

Bentang Jembatan

: 30,80 m (tanpa pilar)

Lebar Jembatan

: 9,00 m (2 lajur)

Lebar Jalur

: 2 × 3,5 m

Lebar Bahu Jalan

: 1,00 m

7. Bangunan bawah

: abutment tembok penahan kontrafort

8. Tipe pondasi

: pondasi sumuran

5.2.2. Spesifikasi bahan untuk struktur a. Beton Struktur utama dalam perencanaan ini hampir seluruhnya menggunakan konstruksi dari beton bertulang. Mutu beton yang digunakan dalam perencanaan konstruksi jembatan dapat dilihat dibawah ini : a. Gelagar Prategang

= K – 500

b. Plat lantai, plat injak dan diafragma

= K – 350

c. Deck slab, cincin pondasi, wingwall , sandaran

= K – 225

d. Abutment

= K – 250

b. Baja Tulangan Tulangan yang digunakan dalam perencanaan ini adalah tulangan yang ada dipasaran dengan alasan mudah didapat dan umum bagi pelaksana dilapangan. Mutu baja yang digunakan : a. Kuat tarik ulur baja prestress 18.000 kg/cm2 b. Baja tulangan tulangan D > 13 mm menggunakan U – 39 c. Baja tulangan tulangan D < 13 mm menggunakan menggunakan U – 24 d. Mutu baja railing mengikuti SK-SNI yang ada atau Standard ASTM

c. Balok Prategang Balok prategang yang digunakan dipesan dari PT.Wijaya Karya dengan dimensi yang sudah ada dengan tinggi balok 170 cm dan panjang 30,80 m. Adapun untuk spesifikasi dimensi dimensi yang sudah ada ada adalah sebagai sebagai berikut : Lap oran Tug Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V-4


Gambar 5.1. Dimensi Balok Girder

d. Kabel Prategang ( Tendon ) Kabel prategang yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut: Diameter nominal

= ½”

Tegangan ultimate minimum ( fpu )

= 190 kg / mm 2

Tegangan leleh minimum ( fpy )

= 160 kg / mm 2

Nominal section Ap

= 98,71 kg / mm2

Kabel tendon yang digunakan

= Seven Wire Strand

e. Elastomer Dimensi elastomer yang digunakan dalam perencanaan ini dapat didimensi sendiri, kemudian dipesankan lepada pihak suplier. Dimensi rencana yang digunakan dalam perhitungan adalah (40 x 45 x 45) cm.

f.

Pipa Baja Pipa baja digunakan dalam sandaran. Dipasang pada jarak tepi 150 cm dan jarak tengah setiap 200 cm. Diameter pipa yang digunakan Ø 7,63 cm.

5.3. PERHITUNGAN STRUKTUR

5.3.1. Perhitungan Pembebanan Berdasarkan buku “Panduan Perencanaan Teknik Jembatan – Bridge Manajemen System tahun 1992” data pembebanan terdiri dari :

1) Beban berat sendiri (beban mati) 2) Beban mati tambahan 3) Beban kendaraan rencana (beban truk “T”) 4) Beban lajur “D” dan beban garis “KEL” 5) Gaya rem Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


V-5

6) Beban pejalan kaki 7) Beban angin

1) Beban mati Berat jenis bahan untuk batas ultimate ( ULS) dalam perhitungan konstruksi sebesar : = 25 *1,3 kN/m3

Beton bertulang

= 3,25 T/m3 = 22*1,0 kN/m 3 (BMS-1992 vol. 1, hal 2-15)

Beton aspal

= 2,2 T/m3 = 26*1,2 kN/m 3 (BMS-1992 vol. 1, hal 2-15)

Beton prategang

= 3,12 T/m3 = 25*1,2 kN/m 3 (BMS-1992 vol. 1, hal 2-15)

Beton konvensional

= 3,0 T/m3

2) Beban kendaraan rencana (beban truk “T”) Untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau sistem lantai kendaraan jembatan harus digunakan beban “T”, yaitu beban yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton.

3) Beban lajur “D” dan beban garis “KEL”

Beban “D” Untuk bentang 30,8 meter, menurut BMS-1992 hal 2-22 perhitungannya menggunakan rumus : q

= 8,0 . (0,5+

= 8,0 . (0,5+

15 L

) kPa

15 30.8

) kPa

= 7,896 kPa = 0,79 T/m2 Karena jembatan termasuk kelas I (BM 100) maka pembebanannya menjadi: q

= 1 x 0.79 = 0.79T/m 2

Menurut BMS 1992 hal 2-24, untuk jembatan dengan lebar lantai >5,5 m beban “D” didistribusikan seperti gambar dibawah ini :

Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V-6


q 0,5 q

Ket. : beban “D” seluruhnya (100 %)

0,5 q

dibebankan pada lebar jalur 5,5 m, sedangkan selebihnya dibebani 50 % “D”.

0,25 m

5,5 m 0,25 m b Gambar 5.2. Distribusi Beban “D”

Pada Jembatan Tanggi, balok prategang yang digunakan sebanyak 5 buah, tentunya dalam perencanaan digunakan balok yang pembebanannya paling berat yaitu balok tengah , maka beban “D” yang digunakan akan sebesar 0,79 T/m2 karena dalam wilayah balok tersebut persebaran beban “D” masih 100%.

Beban “KEL” Menurut BMS 1992 hal 2-22, beban garis “KEL” sebesar p KN/m, ditempatkan dalam kedudukan sembarang sepanjang jembatan dan tegak lurus pada arah lalu lintas. qP

= 44 kN/m = 4,4 T/m

Pada beban KEL terdapat faktor beban Dinamik (DLA) yang mempengaruhi, maka besarnya DLA jembatan Tanggi : BM 100

qP

= 100%. 4,4 = 4.4 T/m

L ≥ 90 m

DLA = 30 %

L ≤ 50 m

DLA = 40 %

L = 30,8 m

DLA = 40 %

Dengan DLA = 40 % maka q P

= (100% + 40%). 4,4 = 6,16 T/m

P

= 6,16 . 1,85 = 11,396 T

4) Gaya rem Pengaruh rem dan percepatan lalu lintas harus dipertimbangkan sebagai gaya memanjang. Gaya ini tidak tergantung pada lebar jembatan, tetapi gaya ini tergantung pada panjang struktur yang tertahan atau bentang jembatan. Berdasar Tabel 2.20. , besarnya gaya rem untuk bentang 30,80 m : Gaya Rem bentang < 80 m

≤ 250 KN

Gaya Rem bentang > 100 m

≥ 300 KN

Gaya Rem Balok Tanggi

= 250 kN = 25 T


V-7


5) Beban angin Berdasarkan BMS 1992 hal 2-44, karena Jembatan Tanggi didaerah jauh dari pantai ( > 5 km ), maka rencana kecepatan angin yang digunakan sebesar 25 m/dt sedang C w yang digunakan sebesar : b/d jembatan Tanggi =

7,0 + 2 × 2,0 1,6 + 0,07 + 0,20 + 0,25 + 0,05 + 0,95

= 3,52 Cw untuk b/d = 2 adalah 1,5 Cw untuk b/d = 6 adalah 1,25 Cw untuk b/d = 3,52 adalah 1,5 +

(1,5 − 1,25) × (6 − 3,52) (6 − 2)

= 1,655

Dianggap ada angin yang lewat bekerja merata di seluruh permukaan struktur atas jembatan, maka Tew (beban angin) yang digunakan sebesar: Tew

= 0,0006 C w (Vw)2 Ab kN..........BMS 1992 hal 2-43 = 0,0006 . 1,655 . 25 2 . (3,12) = 1,94 kN/m = 194 Kg/m,

Beban angin per m 2: Tew

= 0,0006 C w (Vw)2 kN = 0,0006 . 1,655 . 25 2 = 0,621 kN/m2 = 0,0621 T/m2

5.3.1. Perhitungan Struktur Atas 5.3.1.1. Sandaran Pipa Sandaran

Gambar 5. 3. Detail Dimensi Sandaran Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V-8


Spesifikasi teknis : Muatan Horizontal

= 100 kg/m

Jarak tiang sandaran

= 200 cm

Tinggi tiang sandaran

= 50 cm

Dimensi tiang sandaran

= pipa baja galvanis Ø 76,3 mm BJ-37

( σijin = 1600 kg/cm 2 ) Dari tabel baja diperoleh

: T

= 2,4 mm

G

= 4,73 kg/m

W

= 9,98 cm3

Pembebanan : Beban Vertikal Beban mati

= 4,73 kg/m ( berat pipa )

Beban hidup

= 100 kg/m

qVertikal ( qv )

= ( 1,2 x 4,73 ) + ( 1,6 x 100 ) = 165,68 kg/m

Beban Horizontal

= 100 kg/m

R

200.00 cm

H Gambar 5. 4. Resultan gaya pada pipa sandaran

Perhitungan : R

=

(qv 2 + H 2 )

R

=

(165,682 2 + 100 2 )

= 193,52 kg/m Cek kekuatan pipa : Mmax = 1/8 x R x L2 = 1/8 x 193,52 x22 = 9676 kg.m Tegangan yang terjadi : σ

=

M W

=

9676 9,98

= 969,54 kg/cm2 ≤ 1600 kg/cm2 ........ Aman !!!

Tiang Sandaran Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V-9


Tiang sandaran diasumsikan sebagai struktur jembatan yang diperhitungkan mampu menahan beban horisontal sebesar 100 kg dan mampu menahan railling sandaran. Data perhitungan : f’c

= 22,5 Mpa

fy

= 320 Mpa

b

= 15 cm

h

= 20 cm

p

= 4 cm

ØTulangan

= 12 mm

ØBegel

= 8 mm

Jarak tiang sandaran = 2 m Perhitungan tulangan utama : d

= h – p – 0,5 ØTulangan - ØBegel = 200 – 40 – 0,5.12 - 8 = 146 mm

Mu

= P . L. H = 100 . 2 . (1,0 + 0,25 - 0,1) = 230 kgm = 2,3 kNm

Mn

=

=

Mu

; φ = 0,8 (Faktor reduksi untuk menahan momen lentur)

ϕ 2,3

= 2,875 KNm

0,8

= 28750 kgcm RI

= 0,85*f’c = 0,85*225 = 191,25 kg cm

Mu

= RI . b. d2. F(1 -

K

= F (1 -

K

=

F

2

F

2

2

)

)

Mn 2

(b * d * RI )

=

28750 15 * 14,62 * 191,25

= 0,047 F

=1-

1 − 2 K

=1-

1 − 2 * 0,047

= 0,0482 Fmax

= β 1 * 450 (600 + fy )

= 0,85*450/(600+320)


V - 10


= 0,41576087

14

=

As

= F * b * d * RI fy

RI

=

14

Fmin

= 0,0732 ≥ F maka diambil Fmin = 0,0732

191,25

= 0,0732*150*146*1,9125/32

= 95,80 mm 2 Dipakai tulangan utama 2Ø12 dengan As’ = 226 mm2 Checking : As tulangan yang dipakai adalah 226 mm

2

Kontrol Rasio Penulangan

ρ max

= β 1 [450/(600+fy)]*(RI/fy) = 0,85[450/(600+320)]*(19,125/320) = 0,024848208

1,4

1,4

ρ min

=

ρ

= As terpasang / (b*d)

fy

=

320

= 0,004375

= 226 / (150*146) = 0.01032

ρ max > ρ > ρ min 0,024848208 > 0.01032 > 0,004375 ............ OK!!! Perhitungan tulangan geser : V

= 100 kg

Vu

=

V

ϕ

=

100 0,6

= 167 kg = 1670 N Vc

= 0,2 * λ *

f ' c * b * d

= 0,2*1* 25 * 150 * 156 = 23400 N > Vu = 1670 N ; Maka tidak perlu tulangan geser

Dipakai sengkang praktis Ø 8 – 200


V - 11


5.3.1.2. Pelat Lantai Kendaraan

Gambar 5.5. Skema Pelat Lantai Kendaraan

Spesifikasi teknis : Tebal lantai

=

20 cm

Tebal perkerasan

=

5 cm

Panjang plat beton

=

7,4 m

Mutu beton ( fc )

=

35 Mpa

Mutu baja ( fy )

=

280 Mpa

Jarak antar girder

=

1,85 m

Bentang

=

30,8 m

Perhitungan koefisien momen maksimum diambil dari Tabel GTBPP hal.24 : Mlap

=

1/11 ql2

Mtump

=

1/10 ql2

Pembebanan : Beban Tetap ( mati ) Beban tetap per 1 m 2 adalah sebagai berikut : Berat sendiri plat

=

0,2 x 1 x 2500 = 500 kg/m

Berat pavement

=

0,05 x 1 x 2300 = 115 kg/m

Berat air hujan

=

0,10 x 1 x 1000 = 100 kg/m Jumlah qd

=

715 kg/m

qu = 1,2 x qd = 1,2 x 715 = 858 kg/m = 8,58 kN/m Mlap

= 1/11 x 8,58 x 1,852 = 2,67 kNm

Mtump

= 1/10 x 8,85 x 1,852 = 3,03 kNm Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 12


Beban Muatan ( T ) Untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau sistem lantai kendaraan jembatan harus digunakan beban “T”, yaitu beban yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton.

Gambar 5.6. Gambar kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton.

Gambar 5.7. Penyebaran beban satu roda

Tinjauan keadaan beban satu roda :

ly = 30800

lx = 1850

Gambar 5.8. Tinjauan pembebanan terhadap beban satu roda

bx

= 50 + ( 2 x 15 ) = 80 cm Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


by

= 30 + ( 2 x 15 ) = 60 cm

Lx

= 1,85 m

Ly

= 30,80 m ( diafragma tidak mendukung lantai )

Jembatan Kelas I = 100 % Muatan Bina Marga T

=

10 ton = 100 kN

Beban yang diterima plat : q

=

T / 0,6

=

100 / 0,6

=

166,67 kN/m

Faktor pembebanan : qu

=

1,6 q

=

1,6 x 166,67

=

266,67 kN/m

Reaksi tumpuan : Ra

= =

266.67 x 0.8 x ( 0.4 + 0.525 ) 1.85 106.67 kN

Momen maximum yang terjadi di tengah bentang : Mo

=

Ra x ( ½ Lx ) – ½ qu x ( ½ bx )2

=

106,67 x 0,925 – 133,34 x ( 0,4 ) 2

=

77,34 kNm

Gambar 5.9. Penyebaran beban dua roda


V - 13

V - 14


Tinjauan keadaan beban dua roda :

Ly = 30800

800

250

800

Lx = 1850

Gambar 5.10. Tinjauan pembebanan terhadap beban dua roda

Lx

= 1,85 m

Ly

= 30,80 m ( diafragma tidak mendukung lantai )

Jembatan Kelas I = 100 % Muatan Bina Marga Ra

Mo

=

0,80 x 266,67

=

213,34 kN

=

( 0,925 x Ra ) - ( 0,80 qu ) x ( 0,80/2 + 10 )

=

( 0,925 x 213,34 ) - ( 0,80 x 266,67 ) x ( 0,4 + 10 )

=

66,46 kNm

Gambar 5.11. Tampak atas penyebaran beban roda

Koefisien tumpuan r = 2/3 ( tumpuan jepit bebas ) Lebar kerja plat ( Sa ) beban sendiri di tengah 3 x r x Lx = = Maka Sa =

3 x ( 2/3 ) x 1,85 4,1625 m < L y = 30,80 m ( ¾ ) a + ( ¾ ) r Lx

=

( ¾ ) ( 0,80 ) + ( ¾ ) ( 2/3 ) ( 1,85 )

=

1,525 m

=

152,5 cm Lap oran Tug as Ak hir

Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 15


Lebar kerja plat beban tidak berdiri di tengah Ly > r Lx Maka Sa =

( ¾ ) a + ( ¼ ) r Lx

=

( ¾ ) ( 0,80 ) + ( ¼ ) ( 2/3 ) ( 1,85 )

=

0,90 m

=

90 cm

Sb

=

a

Sb

=

80 cm

Maka lebar kerja manfaat plat yang menentukan Sa

=

90 cm

Sb

=

80 cm

Momen :

Gambar 5.12. Distribusi momen pada plat

Dari perhitungan momen ( Mo ), ternyata Mo maximum pada saat satu roda ditengah bentang L x MLx2

=

3Mo/ 4Sa

=

3 x 77,34 / 4 x 0,90 = 64,45 kNm

MTx2

=

2Mo/ 3Sb

=

2 x 77,34 / 3 x 0,80 = 64,45 kNm

=

40,88 kNm

=

MLx1 + MLx2

=

2,67 + 64,45

=

67,12 kNm

=

MTx1 + MTx2

=

3,03 + 64,45

=

67,48 kNm

=

40,88 kNm

Ly / Lx ≥ 3 MLy Momen total MLx

MTx

MLy



Penulangan : Penulangan ( arah x lapangan )

Gambar 5.13. Tinggi efektif penulangan plat arah x lapangan dx

Mn

=

200 – 40 – 16/2

=

152 mm

=

RI

Fmax

83,9 kNm

=

0,85 fc

=

0,85 x 35

=

29,75 Mpa

=

= =

600 + fy 0.85 x 450 600 + 280 0,435

RI

= =

=

F

β 1 450

1 .4

=

K

0.8

=

=

Fmin

MLx

1 .4 29.75 0,047

Mn

bd 2 RI 83.9 * 10 −3 1 [0.152] 29.75 2

=

0,12

=

1-

1 − 2 K = 0,120

Maka : Fmin < F < Fmax As

=

F b d x RI / Fy

=

0,12 x 1000 x 152 x ( 29,75/280 ) Lap oran Tug as Ak hir


V - 16


1938 mm2

=

Digunakan D16 – 100 ( As = 2011 mm 2 ) Kontrol kapasitas penampang : As

=

F

=

2011 mm2

As * fy b * d * RI

2011 * 280

=

1000 * 152 * 29.75

=

0,125

Maka : Fmin < F < Fmax 0,047 < 0,125 < 0,435 ......................... OK!!!! Kontrol rasio penulangan : As

=

ρ

=

2011 mm2

As b * d

=

0,013

Maka : ρ min < ρ < ρ max

0,005 < 0,013 < 0,042 ............................. OK!!!!

Penulangan ( arah x tumpuan ) Mu

=

=

d

K

0 .8 67,48 0.8

=

84,35 kNm

=

200 – 40 – 16/2

=

152 mm

=

=

F

MTx

Mn

bd 2 RI 84,35 * 10 −3 1 [0.152] 29.75 2

=

0,120

=

1-

=

0,120

1 − 2 K


V - 17


Maka : Fmin < F < Fmax F

=

0,120

As

=

F b d x RI / Fy

=

0,12 x 1000 x 152 x ( 29,75/280 )

=

1938 mm2

Digunakan D16 – 100 ( As = 2011 mm 2 ) Kontrol kapasitas penampang : As F

= 2011 mm2 =

= =

As * fy b * d * RI

2011 * 280 1000 * 152 * 29.75 0,125

Maka : Fmin < F < Fmax 0,047 < 0,125 < 0,435 ......................... OK!!!! Kontrol rasio penulangan : As

=

ρ

= =

2011 mm2

As b * d 0,013


0,005 < 0,013 < 0,042 ............................. OK!!!!

Penulangan ( Arah y Lapangan ) Mly

=

Mn

=

dy

K

40,88 kNm

MLy

0 .8

=

51,1 kNm

=

200 - 40 – 16 – 16/2

=

136 mm

=

Mn

bd 2 RI


V - 18


=

F

51.1 * 10 −3 1 [0.136] 29.75 2

=

0,092

=

1-

1 − 2 K = 0,096

Maka : Fmin < F < Fmax F

=

0,096

As

=

F b d x RI / Fy

=

0,096 x 1000 x 136 x ( 29,75/280 )

=

1387,2 mm2

Digunakan D16 – 100 ( As = 2011 mm 2 ) Kontrol kapasitas penampang : As

=

F

=

= =

2011 mm2

As * fy b * d * RI

2011 * 280 1000 * 136 * 29.75 0,139

Maka : Fmin < F < Fmax 0,047 < 0,139 < 0,435 ......................... OK!!!! Kontrol rasio penulangan : As ρ

=

2011 mm2 = =

As b * d 0,015


0,005 < 0,015 < 0,042 ............................. OK!!!!


V - 19

V - 20


D16 – 100

D16 – 100

Gambar 5.14. Sketsa Penulangan pada plat Lantai Kendaraan

5.3.1.3. Beton Prategang Spesifikasi Teknis : Lebar Jembatan

= 9 meter

Panjang Jembatan

= 30,80 meter

Jarak Antar Gelagar

= 1,85 meter

Kelas Jalan

=1

Mutu Beton Balok Girder ( f’c )

= K-500 ( 50 Mpa )

Mutu Beton Plat Lantai ( f’c )

= K-350 ( 35 Mpa )

Tegangan Ijin : f’c

= 50 Mpa

f’ci

= 0,9 x 50 = 45 Mpa

a. Tegangan Awal fci

= 0,6 x f’ci = 0,6 x 45 = 27 Mpa

fti

= 0,5

f ' ci

= 0,5

45

= 3,35 Mpa b. Tegangan Akhir fci

= 0,45 x f’c = 0,45 x 50 = 22,5 Mpa

fti

= 0,5

f ' c

= 0,5

50

= 3,54 Mpa Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 21


Dalam perencanaan ini digunakan tanda positif untuk tegangan tekan (+) dan tanda negatif untuk tegangan tarik (-)

Analisa Penampang Balok : 1. Sebelum Komposit

Gambar 5.15. Gambar Potongan Melintang Balok Girder 30,8 m Tabel 5.5. Analisa Penampang Balok Prategang Luas Ruas (A) cm² 687.5 138.75 2250 235 1462.5 4773.75

No Ruas I II III IV V Jumlah

Jarak titik B ke titik berat Ruas (cm) 153.75 145 85 25.83 11.25

Statis Momen 105703.125 20118.75 191250 6070.83 16453.125 339595.83

Titik Berat Balok :

339595,8

YB

=

Ya

= 170 – 71,138 = 88,862 cm

4773,75

= 71,138 cm


V - 22


Tabel 5.6. Momem Inersia ( I X ) Prategang No Ruas

Perhitungan Momen Inersia ( Ix+Ax*y2 )

IX (cm4)

I

1/12*55*12,5 3 + 687,5*(153,75- 71,138) 2

4700943.147

II

2{1/36*18,5*7,5 3 + 138,75*(145 - 71,138) 2}

1514354.299

III

1/12*18*125 3 + 2250*(85-71,138) 2

3362025.819

IV

2{1/36*235,5*10 3 + 235*(71,138-25,833) 2}

965993.771

V

1/12*55*12,53 + 1462,5*(71,138-11,25) 2

5307091.134

Σ IX

Wa

=

Wb

=

I X Y a I X Y b

=

=

15850408 88,862 15850408 71,138

(cm4)

15850408.170

= 178371 cm 3

= 222812 cm 3

Penentuan Batas inti Balok Prategang : K A

=

KB

=

15850408,17 4773,75 * 71,138 15850408,17 4773,75 * 88,862

= 46,674 cm

= 37,365 cm

2. Sesudah Komposit Bmax Beff

Plat Lantai 20 cm 7 cm

Balok Pratekan

Deck Slab

170 cm

Gambar 5.16. Komposit Balok Prategang


V - 23


Luas Plat Ekivalen Lebar efektif balok komposit : be

=¼xL

= ¼ x 3080

=770 cm

be

= b + 16 t

= 55 + ( 16 x 20 )

=375 cm

be

= jarak antar balok

Dipilih be terkecil

=185 cm = 185 cm

Mutu Beton Girder

( f’c )

= K-500 ( 50 Mpa )

Mutu Beton Plat Lantai ( f’c )

= K-350 ( 35 Mpa )

Mutu Beton ekivalen ( n ) : n

=

25001,5 x0,043 x 35 25001,5 x0,043 x 50

= 0,83

Lebar plat efektif ( bef ) : bef

= n x be = 0,83 x 185 = 153,55 cm

Luas plat efektif ( Aplat ) : Aplat

= 20 x 153,55 = 3071 cm 2

Jarak plat keatas ( yplat ) : yplat

= h + t/2 = 170 + 20/2 = 180 cm

Luas Balok Komposit : Ac’

= 4770,05 + 3071 = 7841,05 cm2

Statis Momen : Sx’

= sx + ( Ac’ x yplat ) = 339595.83 + (7841,05 x 170 ) = 762363,77 cm 3

Jarak dari serat atas : Yb’

=

S c A'

=

762363,77 7841,05

= 107,9 cm

Jarak dari serat bawah : Ya’

= (170+20 ) - 107,9 = 72,1 cm

Momen Inersia (IX’ ) IX’

= IX + Ac ( yb’-yb )2 + Iplat + Aplat(yb’-yplat) Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 24


= 15850408.170 + 7841,05(107,9 - 71,138 ) + (1/12 x 153,55 x 203 ) + 3071( 107,9 – 170 ) = 27018103,6 cm 4 Momen lawan bagian atas komposit : Wa’

=

27018103,6

= 406967 cm 3

72,1

Momen lawan bagian bawah komposit :

W b’

=

27018103,6

= 245684 cm

107,9

3

Penentuan Batas inti Balok Prategang :

K b’

=

K a’

=

27018103,6

= 107,9

72,1x78401,05 27018103,6

= 31,94

107,9x78401,05

Perbandingan modulus penampang balok dengan komposit : mb

=

ma

=

(I x : Y b )

= 0,89

( I x ': Y b ' ) (I x : Ya )

= 0,476

( I x ': Y a ' )

Tabel 5.7 Resume Analisa Penampang Uraian Balok Precast

Balok Composite

A

ya

yb

Ix

Wa

Wb

(cm2)

(cm)

(cm)

(cm4)

(cm3)

(cm3)

4773,75 88,86

71,14

15850408

178371

222812

7841.05

107,9

27018104

406967

245684

72,1

Pembebanan Balok Prategang :

1. Beban Mati Berat sendiri balok prategang ( q 1 ) : q1

= Ac x γbeton pratekan ULS = 0,4774 m2 x 3.12 t/m3 = 1,489 t/m

Berat plat lantai ( q 2 ) q2

= Aplat x γbeton bertulang ULS = 0,2m x 1,85m x 3,25 t/m 3 = 1,203 t/m

Berat Pavement ( q 3 ) : Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 25


q3

= A x γbeton aspal ULS

= 0,05m x 1,85m x 2,2 t/m 3

= 0,204 t/m Berat diafragma ( P ) : P

= Vdiafragma x γbeton bertulang ULS = 0,25 m x 1,67 m x 1,075 m x 3,25 t/m 3 = 1,459 t Total beban q

= q1 + q2 + q3 = 1,489 t/m +1,203 t/m + 0,204 t/m = 2,896 t/m

Total beban P

= 1,459 t

Pdiafragma

0,4 m 6,00 m

6,00 m

6,00 m

6,00 m

6,00 m 0,4 m

30.80 Direncanakan dipasang 6 buah difragma dengan jarak antar diafragma 6,00m

P = 6 x 1,459 = 8,752 Ton

Reaksi Perletakan : V A

= VB = (2,896*30,8+8,752)*0.5 = 50,148 T

Momen Maximum : Mm

=(

1 8

X 2,896 x 30,82 ) + (

1 4

x 8,752 x 30,8 )

= 430,545 tonm

2. Beban Hidup q

= 0,79 T/m2 x 1,85 = 1,4615 T/m

P

= 11,396 T

P

q

0,4 m 15,4 m

15,4 m 30,8 m


0,4 m

V - 26


V A

= ( 1,4615 x 30,8 + 11,396 ) x 0.5 = 28,2051 T

Mh

=(

1 8

x 1,4615 x 30,8 2 ) + (

1 4

x 11,396 x 30,8 )

= 261,05 tonm

Momen Total : MT

= = Mm + Mh = 430,545 + 261,05 = 691,595 tonm

MP

=

momen pada prategang akibat berat sendiri balok, plat dan balok diafragma sebelum komposit berfungsi (tanpa beban aspal dan beban hidup).

=(

1 8

(1,489 + 1,203) 30,8 2 ) + (

1 4

x 8,752 x 30,8)

= 346,278 tonm Mc

= Momen penampang komposit = MT - MP = 691,595 - 346,278 = 345,317 tonm

Perhitungan Gaya Prategang : Spesifikasi beton prategang ( K-500 ) f’c

= tegangan umur 28 hari = 50 Mpa

f’ci

= tegangan beton saat transfer (umur 14 hari) = 0,9 x 50 Mpa = 45 Mpa

Kondisi awal (setelah transfer tegangan, sebelum kehilangan tegangan) f ti

= - 3,35 Mpa

f ci

= 27 Mpa

KondIisi Akhir (pada saat beban mulai bekerja) f t

= - 3,54 Mpa

f c

= 22,5 Mpa

1. Perkiraan Awal Gaya Prategang F=

M T

0,65h

=

691,595 0.65 × 1,6

= 664,995 ton

Kehilangan tegangan rata-rata untuk sistem post tensioning adalah 20%

→ FO =

F

0,8

=

664,995 0,8

= 831,244 ton


V - 27


2. Mencari letak eksentrisitas (CGS) e1

=

e2

=

f ti × I X Y A× F O M G F O

=

=

33,5 × 15850,408 88,86 × 831,244

176,56 831,244

= 7,189 cm

→ MG = 1/8 x1,489 x 30,80 2 = 176,56 tm

= 0,21 m = 21 cm e

= e1 + e2 + Kb = 7,189 + 21 + 37,365 = 65,554 cm < Yb = 71,138 cm

Diambil eksentrisitas tendon (CGS), e = 66 cm

3. Perhitungan gaya prategang yang dibutuhkan Gaya prategang efektif : F

=

M P + (mb × M C ) e + K A

=

346,278 + (0,89 × 345,317 ) 0,66 + 0,467

= 580,089 ton Gaya prategang awal : FO =

580,089 0,8

= 725,11 ton

4. Kontrol Tegangan yang Terjadi Akibat gaya prategang awal : F e = 66 cm

F CGC CGS

f bottom

=+

=+

Ftop

=+

=+

F 0 A

(1 +

e K A

725,11 4773,75 F O A

(1 −

(1 + e

K B

725,11 4773,75

)

66 46,674

) = 0,366 t/cm2

)

(1 −

66 37,365

) = - 0,116 t/cm2

Akibat gaya prategang efektif : F e = 66 cm

F CGC CGS


V - 28


f bottom

=+

=

Ftop

A

(1 +

e K A

580,089 4773,75

=+

=

F

F A

(1 −

580,089 4773,75

)

(1 + e K B

66

2

46,674

) = 0,293 t/cm

)

(1 −

66

2

37.365

) = - 0.093 t/cm

Akibat berat sendiri balok prategang :

f bottom

=-

M G A × K A

=-

q

17656 4773,75 × 46,674

= - 0,079 t/cm2 f top

=+

M G

=+

A × K B

17656 4773,75 × 37.365

= 0,104 t/cm2 Akibat muatan total

f bottom

=-

M T A × K A

q

=-

69159,5 4773,75 × 46,674

= - 0.3103 t/cm2 f top

=+

M T

=+

A × K B

69159,5 4773,75 × 37.365

2

= 0.215 t/cm Kombinasi tegangan :

Keadaan awal (Gaya prategang awal + berat sendiri balok prategang) Serat atas (ft)

= - 0,116 + 0,104 = -0,012 t/cm2 = 1,2 Mpa < - 3,35 Mpa.........(ok) Lap oran Tug as Ak hir


V - 29


Serat bawah (fb)

= 0.366 - 0,079 = 0,267t/cm2 = 26,7 Mpa < 27 Mpa.............(ok)

Akibat gaya prategang efektif (Gaya prategang efektif + muatan total ) = - 0.0963 + 0.215

Serat atas

= 0,2137 t/cm2 = 21,37 Mpa < 22.54 Mpa .........(ok) = 0,293 - 0.31

Serat bawah

= -0,0174 t/cm2 = -1,74 Mpa < -3,54 Mpa ............(ok)

Perhitungan Kabel Prategang ( Tendon ) 1. Ukuran tendon Digunakan untaian kawat/ strand “seven wire strand” dengan diameter setiap strand 0,5”. Luas tiap strand 129,016 mm 2, jumlah strand 7. = 903,116 mm 2

Luas tampang

= 9,031 cm2 = 19000 kg/cm 2 = 19 ton/cm2.

Tegangan batas fpu

Gaya pra-penegangan terhadap beban Fpu

= fpu x luas tampang = 19 x 9,031 = 171,592 ton

Tegangan baja prategang, tegangan ijin menurut ACI : Tegangan saat transfer

: Tat

= 0,8 Tpu

Tegangan saat beton bekerja

: Tap

= 0,7 Tpu

Jumlah tendon yang dibutuhkan : FO

= 725,11 t/cm 2

n

=

F O

0,7 × Fpu

=

725,11 0,7 × 171,592

= 4,02

≈ 4 buah

2. Perhitungan daerah aman tendon Untuk daerah aman tendon ditinjau terhadap tiga kondisi : 1. Kondisi saat transfer dan gaya prategang awal Peninjauan dilakukan setiap interval 385 cm


V - 30


a1 =

MG F 0

Keterangan : MG

= 0.5 q L x – 0.5 q x 2

a1

= Jarak titik berat tendon dibawah kern atas ( kt’)

FO

= 725,11 t/cm 2

→

q = 1,489 t/m

Tabel 5.8. Perencanaan daerah aman tendon saat tranfer tegangan Titik Tinjau

Jarak Langsung (m)

Momen (Mg) kNm

Jarak (a1) (cm)

Batas Bawah (BB)

x1

0

0

0

33.773

x2

3.85

77.25

10.65

23.123

x3

7.7

132.42

18.26

15.513

x4

11.55

165.53

22.83

10.943

x5

15.4

176.57

24.35

9.423

2. Kondisi saat beton bekerja penuh a2

=

MT F

Keterangan : a2

= Jarak titik berat tendon dibawah batas bawah kern ( kb’)

F

= 580,089 t/cm2

MT

= MG + M setelah kehilangan gaya pratekan dan lantai dicor

Tabel 5.9. Perencanaan daerah aman tendon saat beton bekerja penuh Titik Tinjau

Jarak Langsung (m)

Momen (Mg) kNm

Jarak (a1) (cm)

Batas Atas (BA)

x1

0

0.00

0.00

40.16

x2

3.85

139.66

19.26

20.90

x3

7.7

239.41

33.02

7.14

x4

11.55

299.27

41.27

-1.11

x5

15.4

319.22

44.02

-3.86

Perhitungan Kehilangan Gaya Prategang Kehilangan tegangan dapat diakibatkan oleh beton maupun tendonnya (bajanya). Jenis-jenis kehilangan tegangan adalah sebagai berikut : 1) Akibat tegangan elastis beton 2) Akibat rangkak beton Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 31


3) Akibat susut beton 4) Akibat relaksasi baja. Pada perencanaan jembatan Tanggi

ini perhitungan kehilangan tegangan

menggunakan rumus-rumus dan ketentuan-ketentuan pada “Desain Struktur Prategang” TY LIN.

1. Akibat tegangan elastis beton Dari hasil perhitungan sebelumnya diperoleh : As

= 6*903,1 = 5418,699 mm2

Ac

= 4773,75 cm2 = 477375 mm 2

FO

= 725,11 ton = 7251100 N

Es

= 200000 Mpa

Ec

= 3,64 104 Mpa

Ic

= 2,7 1011 mm4

e

=660 mm

MG

= 176,56 tm = 1,77 10 9 Nmm

n

=

Fpo

=

Fcs

=

=

Es Ec Fo As

Fo

= 5,49

=

+

725110 5418,7

Fo * e

Ac

I

725110

+

4773,75

2

−

= 133,816 N/mm2

M G * e I

725110 * 66 2 15850408,17

−

17700000 * 66 1585048,17

= 151,895 + 199,274 – 73,702 = 277,467 kg/cm2

= 27,747 MPa

= 5,490 x 277,467

= 1523,29 kg/cm2

Maka : ∆fpES

Pengurangan nilai Pi digunakan reduksi 10 %, maka : ∆fpES

= 0,9 x 1523,29 kg/cm2 = 1370,961 kg/cm2

= 137,096 MPa

Karena ada 6 buah tendon ES

= 0.5 x 137,096 MPa = 68,548 Mpa

2. Akibat rangkak beton ( Creep Losses ) ∆fpCR

Eps = Kcr ( fcs − fcsd ) Ec Lap oran Tug as Ak hir


V - 32


Kcr

= untuk struktur pasca tarik, koefisien rangkan beton 1,6

Mp * e

=

3,46.10 7 x66

Fcsd

=

`

= 14,407 MPa

Fcs

= 27,747 MPa

I

15850408,17

= 144,072 kg/cm2

Maka, ∆fpCR

= Kcr ∗ n ∗ ( fcs − fcsd ) = 1,6 x 5,49 x (27,747 - 14,407 ) = 117,179 MPa

3. Akibat susut beton ( Shrinkage ) ∆fpSH = €SH x Eps

Dimana : €SH

= 0,0005 = jumlah tegangan susut sisa yang mengurangi besar 0,0005 setelah umur beton 28 hari baru dilaksanakan kabel, pada saat tersebut susut beton mencapai 40%

Eps

= 2.000.000 kg/cm2

Maka, ∆fpSH

= 0,0005 x 2.000.000 x 40% = 400 kg / cm2 = 40 Mpa

4. Akibat relaksasi baja

Log t ⎛ f ' pi

⎞ ⎜⎜ − 0.55 ⎟⎟ 10 ⎝ fpu ⎠

∆fpR

= fpi x

fpi

= 0.75 x fpu = 0.75 x 19.000 = 14250 kg / cm2

Pengurangan gaya akibat relaksasi adalah 17% f’pï

= (1- 0.17 ) x 14250 = 11827.5 kg / cm2

= 1182.75 Mpa

Waktu durasi pada saat relaksasi diambil selama 5 tahun t

= 5 x 365 x 24 = 43800 jam

Maka,


V - 33


∆fpR

=14250

Log 43800 ⎛ 1182.75

⎞ − 0.55 ⎟ ⎜ ⎝ 19000 ⎠

10

= 479.727 kg/ cm 2 = 47.973 Mpa

Kehilangan Gaya Prategang Total : Dari hasil perhitungan 4 macam kehilangan gaya prategang yang terjadi pada beton dan baja, maka diperoleh kehilangan gaya prategang total sebesar : Kehilangan Total

= ES + CR + SH + RE = 68,548 MPa + 117,179 MPa + 40 Mpa + 47.973 MPa = 273.7 Mpa

Perencanaan Tulangan Balok Prategang 1. Perhitungan tulangan utama Penulangan Balok prategang didasarkan atas pengangkutan 2 titik. = 0.5 q (0,209.L)2

Mu

= 0.5 1.489 (0,209*30.8)2 = 3.085x10 6 Nmm Direncanakan tulangan pokok D20 dan sengkang D10. d

= h – p - Øsengkang – ½ Øtul. pokok = 1600 – 40 – 10 – (0,5 x20 ) = 1540 mm

Mu b * d 2 Mu 2

b * d

=

3.085 *10 6 1000 *1540 2

= 0,0055 Mpa

= 0,8 ρ fy (1 – 0,0588 ρ

fy f ' c

0,0055

= 0,8 ρ 320 (1 – 0,0588 ρ

ρ

= 0,00003

ρmin

=

1,4 fy

=

1,4 320

)

320 60

)

= 0,0044

ρmin > ρ maka dipakai ρmin = 0,0044

As

=ρbd = 0,0044*100*1540 = 6737,5 mm2

Maka digunakan tulangan 22 D 20 (As = 6908 mm2 )


V - 34


2. Perhitungan tulangan geser balok prategang Gaya lintang akibat beban mati (V D) Akibat gelagar

= 0,5 q L

= 0,5 *1489 *30,8 = 22930,60 kg

Akibat diafragma

= 0,5 P

= 0,5 *8752

Akibat plat lantai

= 0,5 q L

= 0,5 *1203*30,8 = 18526.2 kg

VD

= 4376

kg

= 45832.8 kg = 458328 N

Gaya lintng akibat beban hidup (V L) Akibat beban D

= 0.5 P

= 0,5*11396

= 5698 kg

Akibat angin

= 0,5 q L

= 0,5 *194*30,8

= 2987,6 kg

VL

= 8685,6 kg = 86856 N

Vu

= VD + VL = 458328 N + 86856 N = 545184 N

d

= Tinggi efektif balok = 1700 – 40 = 1660 mm

Vc

= gaya lintang yang ditahan oleh beton

Untuk perhitungan Vc ini, harus dilihat dari dua hal yaitu retak akibat geseran pada badan penampang (Vcw) dan retak miring akibat lentur (Vci). Nantinya nilai Vc adalah nilai terkecil dari Vcw dan Vci.

Retak akibat geseran pada badan penampang Vcw

= (0,29* f ' c + 0,3*fpc)*bw*d + Vp

Vp

= komponen vertikal dari gaya prategang

Vp

= Fo *tg α

52

= 725110 *

15400

= 2448,42 N Bw

= 18 cm = 180 mm

Fpc

=

F Ac

=

580,890 4773,75

= 0,122 T/cm2 = 12,2 N/mm2 Vcw

= (0,29* f ' c + 0,3*fpc)*bw*d + Vp = (0,29* 50 + 0,3*12,2)*180*1660 + 2448,42 Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 35


= 1605987,614 N

Retak miring akibat lentur (Vci) Vci

= 0,05*bw*d* f ' c +

Mcr

=

=

Ic' Yt '

Vt * Mcr M max

*(0,5* f ' c + fpc)

2,7 *1011 72,1

*(0,5* 50 + 12,2)

= 58,9 108 Nmm Menurut buku “Struktur Beton Pratekan Ir. Han Aylie” tegangan terbesar terdapat pada 0.25 L dari tumpuan. x

= 0,25*30,8 = 7,7 m = 770 cm

M max Vt

=

=

Vci

L * x − x 2 L − 2 * x

3080 * 770 − 770 2 3080 − 2 * 770

= 1155 cm = 11550 mm

= 0,05*180*1560* 50 +

58,9 *10 8 11550

= 609234,5 N Jadi dipakai Vc = Vci = 609234,5 N

Φ Vs

= Vu - Φ Vc

Φ

= vaktor reduksi kekuatan = 0,6

0,6 Vs

= 545184– 0,6 *609234,5

Vs

= 299405,5 N

Tulangan rencana sengkang D10 (As = 157 mm 2) S

=

=

Av * fy * d Vs

157 * 320 *1660 299405,5

= 261,76 mm ≈ 300 mm

Jadi dipakai tulangan sengkang D 10-300 mm.



V - 36

Gambar 5.17. Tulangan Balok Prategang

End Block Akibat stressing maka pada ujung balok terjadi tegangan yang besar dan untuk mendistribusikan gaya prategang tersebut pada seluruh penampang balok, maka perlu suatu bagian ujung block ( end block ) yang panjangnya maksimal sama dengan tinggi balok dengan seluruhnya merata selebar flens balok. Pada bagian end block tersebut terdapat dua macam tegangan yang berupa : 1. Tegangan tarik yang disebut Bursting Zone terdapat pada pusat penampang

di sepanjang garis beban. 2. Tegangan tarik yang tinggi yang terdapat pada permukaan ujung end block ,

yang disebut Spalling Zone (daerah yang terkelupas). Untuk menahan tegangan tarik di daerah Bursting Zone digunakan sengkang atau tulangan spiral longitudinal. Sedangkan untuk tegangan tarik di daerah spalling Zone

digunakan Wiremesh atau tulangan biasa yang dianyam agar

tidak terjadi retakan. Perhitungan besarnya gaya yang bekerja pada end block adalah berupa pendekatan. Panjang end block < h Diambil panjang end block = 1000 mm Gaya yang terjadi pada end block dicari dengan rumus sebagai berikut : Angkur tunggal : 3

To

⎡ (b − b1 ) ⎤ = 0,04*F + 0,20* ⎢ 2 ⎥ * F ⎣ (b2 + b1 ) ⎦ Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


Angkur majemuk : 3

To

⎡ (b − b1 ) ⎤ = 0,20* ⎢ 2 ⎥ * F ⎣ (b2 + b1 ) ⎦

Ts

=

F

3

* (1 − γ )

Dimana :

To

= gaya pada Spalling Zone

Ts

= gaya pada Bursting Zone

F

= gaya prategang efektif

b1,b2

= bagian-bagian dari prisma

1. Perhitungan Tulangan pada daerah spalling zone Prisma 1

580089

F1

=

b1

= 25 cm

b2

= 11cm

4

= 145.022 ton

Prisma 2

580089

F2

=

b1

= 11cm

b2

= 27,5 cm

4

= 145.022 ton

Prisma 3

580089

F3

=

b1

= 27,5 cm

b2

= 11cm

4

= 145.022 ton

Prisma 4

580089

F4

=

b1

= 11 cm

b2

= 25 cm

4

= 145.022 ton


V - 37

V - 38


Perhitungan tegangan yang terjadi pada permukaan End Block dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 5.11. Perhitungan tegangan pada permukaan end block. Jarak dari angkur

surface force

Prisma

F ton

3

⎡ (b − b1 ) ⎤ 0,04 F 0.2* ⎢ 2 ⎥ * F + ( ) b b ⎣ 2 1 ⎦

b1

b2

1

25

11

145.022

5.801

-1.70585

2

11

27.5

145.022

5.801

2.283145

3

27.5

11

145.022

5.801

-2.28315

4

11

25

145.022

5.801

1.705849

Dari tabel diatas didapatkan : To1 max = To2 max = 5.801 ton To1

max

ditahan oleh Net Reinforcement yang ditempatkan di belakang plat

pembagi. Digunakan tulangan dengan fy = 320 Mpa As

=

58010 320

= 181.281 mm2

Digunakan tulangan 6 D 13. To2 max ditempatkan di belakang dinding end block dan digunakan tulangan 7 D 13.

2. Perhitungan Tulangan pada daerah bursting zone Bearing angkur yang digunakan mempunyai ukuran 10½” x 10½” ( 26.7 cm x 26.7 cm ).

Tabel 5.12. Perhitungan Tulangan pada daerah bursting zone Bursting Area No

Uraian

prisma 1

prisma 2

prisma 3

prisma 4

145.022

145.022

145.022

145.022

36

38.5

23

23

m m

Sat

1

Gaya Prategang ( F )

2

Sisi Prisma ( b = b1 + b2 )

3

Lebar bearing ( 2b )

0.267

0.267

0.267

0.267

4

gamma

0.007

0.007

0.012

0.012

5 6

47.982 1

48.005 1

47.779 1

47.779 1

ton

7 8 9 10

Bursting force Koefisien reduksi Angku miring Ts' = 1.1 x Ts Fy As = Ts' / fy Tulangan terpasang

52.780 320 0.165 4

52.806 320 0.165 4

52.557 320 0.164 4

52.557 320 0.164 4

ton Mpa

11

Luas tulangan terpasang

200.960

200.960

200.960

200.960

mm


ton

2

V - 39


Gambar 5.18. Penulangan daerah spalling zone dan bursting zone

5.3.1.4. Balok Diafragma

Gambar 5.19. Dimensi balok diafragma

1. Perhitungan Balok diafragma Dimensi : h

Ix

= 88 cm

P

= 185 cm

L

= 25 cm

=

1 12

*250*8803

= 1,419 * 10 10 mm4 Kt – Kb =

Ix A * Cb

=

1,419 *1010 88 * 250 * 880 / 2

= 146,5 mm


V - 40


2. Pembebanan diafragma Berat sendiri

= 0,25*0,88*3,25 = 0,715 T/m 2 = 7,15 N/mm2

Momen yang terjadi

=

1 12

*q*L2

= 2039239,58 Nmm Gaya lintang

= 0.5 *q*L = 0.5 * 7,15 *1850 = 6613,75 N

3. Perhitungan momen kritis kritis balok diafragma Perhitungan meomen kritis balok diafragma dihitung terhadap terjadinya keadaan yang paling ekstrim, yaitu pada kondisi di mana salah satu lajurnya terdapat beban kendaraan yang maksimum sedangkan lajur yang lain tanpa beban kendaraan. Pada diafragma tengah dikuatirkan akan pecah akibat momen yang terjadi, yang diakibatkan oleh perbedaan deformasi pada gelagar yang saling berdekatan. Diketahui : Tinggi balok (h) = 880 mm Mutu beton (f’c) = 35 Mpa Tebal balok (t)

= 250 mm

Selimut beton

= 40 mm

1

maks

=

Ec

=4700 35 = 2,78 104 Mpa

maks

=

M

=

300

880 = 2,933 mm

M * L2

6 * Ec * I 6 * Ec * I 2

L

* maks =

6 * 2,78 *10 4 *1,419 *1010 1850 2

= 6,9 *10 8 Nmm

3. Tegangan izin Balok Diafragma F’c = 35 Mpa F’ci = 0,9 * 35 = 31,5 Mpa 1. Kondisi awal (sesudah transfer tegangan) σ A

= - f ti


*2,933

V - 41


f ci )

=- (-0,5

31,5

= 0,5*

= 2,806 Mpa = 28,06 kg/cm 2 σ B

= -0,6*f’ci = -0,6 * 31,5 = -18,9 Mpa = 189 kg/cm

2.

2

Kondisi Akhir pada saat beban mulai bekerja σ B

= -0,45*35 =-15,75 Mpa Mpa = -157,5 kg/cm

σ A

2

= -ft = -( − 0,5 f 'C ) = 0,5 35 = 2,958 Mpa = 29,58 kg/cm

2

4. Perhitungan gaya pratekan yang dibutuhkan σ

=

M W

=

6,9 *10 8 1 6

P

= 21,38 N/mm2

* 250 * 880 2

=σ*A = 21,38 * 250 *880 = 4686000 N

Direncanakan menggunakan dua buah tendon sehingga gaya prategang efektifnya menjadi : P

= 2*F

4686000 = 2* F F

= 2343000 N

5. Perhitungan gaya prategang awal Fo

=

Fo

0,8

=

2343000 0,8

= 2928750 N

Kontrol Tegangan 1. Akibat momen kritis f bottom bottom =

M T A × K A

=

2039239,58 250 * 880 *146,5



V - 42

= 0,063 Mpa f top

=-

M T A × K B

=-

2039239,58 250 * 880 * 146,5

= - 0,063 Mpa 2. Akibat gaya prategang awal f bottom = -

Fo

=-

A

2928750 250 * 880

= - 2,31 Mpa f top

=-

Fo

=-

A

2928750 250 * 880

= - 2,31 Mpa 3. Akibat gaya prategang efektif f bottom = -

F A

=-

2343000 250 * 880

= - 2,65 Mpa f top

=-

F A

=-

2343000 250 * 880

= - 2,65 Mpa

6. Kombinasi Tegangan Keadaan awal (a + b) Serat atas (ft)

= - 0,063 – 2,31 = - 2,373 Mpa < - 18,9 Mpa.........(ok)

Serat bawah (fb)

= 0,063 - 13,31 = - 2,247 Mpa < 2,806 Mpa.............(ok)

Akibat gaya pratekan efektif (a + c) Serat atas

= - 0,063 - 2,65 = - 2,713 Mpa < -15,75 Mpa .........(ok)

Serat bawah

= 0,063 - 2,65 = -2,587 Mpa < 2,958 Mpa ............(ok)

8. Perhitungan tendon balok diafragma Digunakan untaian kawat/ strand “seven wire strand ” dengan diameter setiap strand 0,5”. Luas tiap strand 129,016 mm 2, jumlah strand 7.

Luas tampang

= 903,116 mm 2 = 9,031 cm2

Tegangan batas Tpu = 19000 kg/cm 2 = 19 ton/cm2. Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 43


Gaya prapenegangan terhadap beban Fpu

= Tpu * luas tampang = 19 * 9,031 = 171,592 ton

Tegangan baja prategang, tegangan ijin menurut ACI : 1. Tegangan saat transfer

: Tat

= 0,8 Tpu

2. Tegangan saat beton bekerja

: Tap

= 0,7 Tpu

Jumlah tendon yang dibutuhkan : F

= 2343000 N = 234,3 t

FO

= 2928750 N = 292,8 t

n

=

F O

=

0,7 × Fpu

292,8 0,7 × 171,592

= 1,99 ≈ 2

9. Perhitungan tulangan balok diafragma Perhitungan tulangan balok diafragma dihitung terhadap terjadinya keadaan yang paling ekstrim, yaitu pada kondisi di mana salah satu lajurnya terdapat beban kendaraan yang maksimum sedangkan lajur yang lain tanpa beban kendaraan. Pada diafragma tengah dikuatirkan akan pecah akibat momen yang terjadi, yang diakibatkan oleh perbedaan deformasi pada gelagar yang saling berdekatan. Diketahui : Tinggi balok (h) = 880 mm Mutu beton (f’c) = 35 Mpa Tebal balok (t)

= 250 mm

Selimut beton

= 40 mm

maks =

Mu

=

=

1

*880 = 2,933 mm

300 M

0,8 6,9 * 10 8 0,8

= 8,625*108 Nmm Direncanakan tulangan pokok D13 dan sengkang D8. d

= h – p - Dsengkang – 0,5 D tul. pokok = 880 – 40 – 8 – 0,5 * 13 = 825,5 mm


V - 44


Mu b * d 2 Mu 2

b * d

=

8,625 *10 8 250 * 825,5

2

= 5,062 Mpa

= 0,8 ρ fy (1 – 0,588 ρ

fy f ' c

5,062

= 0,8 ρ 320 (1 – 0,588 ρ

ρ

= 0,006

ρmin

=

1,4 fy

=

1,4 320

)

320 35

)

= 0,0044

ρ > ρmin maka dipakai ρmin = 0,006

As

=ρbd = 0,006 * 250 * 825,5 = 1238,25 mm 2

Maka digunakan tulangan pokok 10 D 13 (As = 1327,32 mm 2)

Gambar 5.20. Layout Tendon Diafragma

5.3.1.5. Bearing Pad ( Elastomer ) Perletakan direncanakan menggunakan elastomer dengan dimensi yang dipesan sesuai permintaan. Dimensi rencana ( 40 x 45 x 4.5 ) cm.


V - 45


10

40

10

4.5 10.5 60

Gambar 5.21. Bearing Pad

Digunakan : CPU Elastomeric Bearing tebal 45 mm isi 3 plat baja 3 mm Kuat tekan = 56 kg/cm2 Kuat geser = 35 kg/cm2 CPU Bearing Pad / strip tebal 20 mm Kuat geser = 2.11 kg/cm2 Beban yang bekerja : Vmax = D Total = 679.38 kN = 67938 kg Beban Horizontal Hmax = 25.27 kN = 2527 kg Pengecekan terhadap beban vertikal : f

=

=

Vmax A

67938 45 * 40

= 37.743 kg/cm2 ≤ 56 kg/cm2 Pengecekan terhadap geser : f

=

=

H max A

2527 45 * 40

= 1.404 kg/cm2 ≤ 35 kg/cm2 Pengecekan terhadap CPU Bearing Pad / strip : Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 46


f

=

=

5% * H max A

5% * 2527 45 * 40

= 0.070 kg/cm2 ≤ 2.11 kg/cm2

5.3.1.5. Shear Connector Karena hubungan antara lantai jembatan dengan gelagar beton ptategang merupakan hubungan komposit, dimana dalam hubungan ini, lantai dengan gelagar beton tidak dicor dalam satu kesatuan, maka perlu diberi penahan geser agar hubungan antara lantai dengan gelagar beton dapat bekerja secara bersamaan dalam menahan beban. Direncanakan : Diameter angkur

: 2D16 ( 2 kaki )

Tinggi angker masuk ke pelat

: H SC-P = 17 cm

Tinggi angker masuk ke gelagar

: H SC-G = 27 cm Shear Connector D16

20

Pelat f’c = 350 kg/cm 2

17

27

Ytk = 107.9

180 Ybk = 72.1

Gelagar f’c = 500

Gambar 5.24. Shear Connector

1. Menghitung kekuatan angkur Kekuatan q buah stud shear connector (Bina Marga) :

H d

H d

≥ 5.5

Q = 55 * d2 *

f ' c

< 5.5

Q = 10 * d2 * 15,4 m

f ' c

Angkur yang masuk ke plat : Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 47


17 1 .6

= 10,63 ≥ 5,5

Q = 55 * 1,62 *

Dipakai 2 kaki

350 = 2634,13 kg

Q = 5268,25 kg

Angkur yang masuk ke gelagar :

27 1 .6

Q = 55 * 1,62 *

= 16,88 ≥ 5,5

Dipakai 2 kaki

500 = 3148,38 kg

Q = 6296,76 kg

2. Menghitung jarak dan jumlah angkur Jarak angkur

: s =

Q q

Kekuatan shear connector per panjang 1 m (lungitudinal shear connector) : q =

Dx * Sx p Ix

Besar Gaya Lintang (Dx) pada jarak tinjauan :

Untuk L = 3,85 m

D = 27259,2 kg = 27259 ton

Untuk L = 7,7 m

D = 13629,6 kg = 13629 ton

Statis Momen bagian pelat : Sxpelat = Ap * (Ytk – ½ * hp) = 153.55 * 20 * (107,9 – ½ * 20) = 300650.9 cm3 Momen Inersia komposit : Ixk

= 27018103,6 cm 4

Jarak shear connector tiap bagian setengah bentang dihitung dalam tabel berikut :

Tabel 5. 13. Jarak shear connector tiap bagian setengah bentang Jarak (m)

Dx (kg)

Sx (cm )

Ixk (cm )

Q (kg)

q (kg/cm)

S (Q/q) (cm)

0 3.85 7.7

54518.4 27259.2 13629.6

762363.8 762363.8 762363.8

27018103.6 27018103.6 27018103.6

6296.76 6296.76 6296.76

1538.33 769.17 384.58

4.09 8.19 16.37

3

4


V - 48


4.09 cm

16.37 cm

8.19 cm

3.85 m

32.74 cm

3.85 m

3.85 m

3.85 m

15.4 m Gambar 5.25. Penempatan Shear Connector

5.3.1.7. Deck Slab Direncanakan : Menggunakan beton K-225 L = 100 cm P = 170 cm t = 7 cm

Pembebanan : a. Plat lantai kendaraan

: 0,2*1,7*3,25 = 1,17 T/m

b. Lapisan Aspal

: 0,05*1,7*2,2 = 0,198 T/m

c. Berat sendiri

: 0,07*1,7*3,25= 0.,4095 T/m

qtot

= 1,7775 T/m

M

=

=

1 8 1 8

qtot*L2 *1,775*12

= 0,222 Tm = 222 kgm = 2220000 Nmm I

=

1 12

b*h2 =

1 12

1700*702= 735 000 mm

Ec =4700 22,5 = 2,23 104 Mpa Lendutan maksimum  maks

=

1 300

L=

1 300

1700 = 5,667 mm


V - 49




=

=

Mu

=

=

M * L2

6 * Ec * I 2,2 *10 6 *1700 2 6 * 2,23 *10 4 * 735000

= 2,257 mm > 5,667 mm.......ok

M

0,8 2,22 *106 0,8

= 2,75*10 6 Nmm Direncanakan tulangan pokok D13 d

= h – p– 0,5 D tul. pokok = 70 – 40 – 6,5 = 23,5 mm

Mu b * d 2 Mu b * d 2 4,979

=

2,75 *106 1000 * 23,52

= 4,979 Mpa

= 0,8 ρ fy (1 – 0,0588 ρ

= 0,8 ρ 320 (1 – 0,0588 ρ

fy f ' c

)

320 22,5

)

214,08 ρ2 – 256 ρ + 4,979 = 0 p

= (256 +247,532):2*214,08 = 0,0019

ρmin

=

1,4 fy

=

1,4 320

= 0,0044

ρmin > ρ maka dipakai ρmin = 0,0044

As

=ρbd = 0,0044*1000*23,5 = 103,4 mm2

Maka digunakan tulangan pokok 6 D 13 (As = 796 mm 2)


V - 52


5.3.2. Perhitungan Struktur Bawah 5.3.2.1. Perancangan Abutment Data-data yang dipakai dalam perencanaan struktur bangunan bawah antara lain : Data Tanah

Dari data hasil penyelidikan tanah, dapat disimpulkan bahwa :

1) Dari hasil ke-2 titik sondir S.1 dan S.2 menunjukkan ketidaksamaan dimana untuk sondir 1 ( S.1 ) lapisan tanah keras terdapat pada kedalaman -3,60 meter dari bahu jalan dan untuk sondir 2 ( S.2 ) lapisan tanah keras terdapat pada kedalaman -3,00 meter dari permukaan tanah bahu jalan. 2) Dari hasil titik bor tangan B.1 pada lokasi penelitian secara umum lapisan tanah lanau kepasiran terdapat pada kedalaman -0,50 meter sampai -3,50 meter. 3) Dari hasil boring mesin ( BH. 1 ) lapisan tanah dari kedalaman -7,00 meter sampai 23,00 meter terdapat lapisan pasir kerikilan terurai dengan nilai N SPT = 49 sampai N SPT = 58. 4) Muka air tanah (MAT) sampai pada kedalaman -7,00 meter dari muka tanah. 5) Sifat tanah pada daerah untuk abutment dengan spesifikasi sebagai berikut : B1 0 – 1 m

γd= 1,2914gr/cm3

φ1=15 0 C = 0.11 kg/cm2

1- 3m

γd= 1,4242 gr/cm3

φ1=23 0 C = 0.19 kg/cm2

Pelat Injak

aspal

agregat 0.5500

p la t i n j a k

Gambar 5.23. Pelat Injak

Pembebanan Pelat Injak Berat aspal

= 2250 × 0,05 × 1

= 112,5

kg/m

Berat agregat

= 1450 × 0,55 × 1

= 725,00

kg/m

Berat air hujan

= 1000 × 0,1 × 1

= 100,00

kg/m

Berat pelat sendiri

= 2500 × 0,2 × 1

= 500,00

kg/m

Berat Total (q)

= 1437,50

kg/m



V - 53

= 1 / 8 × q × L

2

Mmaks

= 1 / 8 × 1437,50 × 2,5 2 = 1123,05 kgm Beban terpusat (P) : P

= 10/0,6 = 16,667 T = 16667 kg = 1 / 4 × P × L

Mmaks

= 1 / 4 × 16667 × 2,5 = 10416,875 Kgm M total

= 1123,05 + 10416,875 = 11539,925 kgm = 115,39925 KNm

Penulangan Pelat Injak F’c

= 35 MPa

Fy

= 400 MPa

B

= 100 cm

H

= 20 cm

D

= 20 – 4 – ½ (1,6) = 15,2 cm

K

=

=

Mu b × d 2 115,399 1,00 × 0,152

2

= 4994,763 kN/m2

ρ

= 0,017679 (interpolasi tabel 5.1.e Grafik dan Tabel Perhitungan

Beton Bertulang)

ρmin

= 0,0018 (Tabel 7. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang)

ρmax

= 0,0271 (tabel 8 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang)

ρmin < ρ < ρmax, 0,0018 < 0,017679 < 0,0271 sehingga: 6 6 = ρ × b × d × 10 = 0,017679 × 1 × 0,152 × 10 = 2687,208 mm 2

Asl Untuk fy

= 240 Mpa, tulangan pembagi (As):

As

=

=

0,25 × b × 100 100 0,25 × 1000 × 200 100

= 500 mm2 Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


Dipilih: Tulangan utama Ø16 – 75 (As = 2681 mm 2) Tulangan pembagi Ø10 – 150 (As = 524 mm 2)

Gambar 5.24. Denah Penulangan Pelat Injak Pembebanan abutment

Gaya-gaya yang bekerja pada abutment antara lain : Beban Mati meliputi : a. Berat sendiri b. Beban mati bangunan atas c. Gaya akibat beban vertikal tanah Beban Hidup meliputi : a. Beban hidup bangunan atas b. Gaya horisontal akibat rem dan traksi c. Gaya akibat tekanan tanah aktif d. Gaya gesek tumpuan bergerak e. Gaya gempa f.

Beban angin


V - 54

V - 55


Beban Mati

1. Berat sendiri

10.00

CL

A

Gambar 5.25. Bagian-bagian abutment dan letak titik beratnya

Tabel 5. 14. Pembebanan abutment akibat berat sendiri Bagian

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Gaya Vertikal Vs (ton)

0.3 0.8 0.7 0.5 2 1.2 1.2 1.2 0.9 3 3 3

x x x x x x x x x x x x

0.8 0.5 0.2 1.6 0.5 0.7 0.9 0.4 4.7 0.6 0.6 6.5


3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25

x

0.5

x

0.5

x x

0.5 0.5

0.78 1.3 0.455 2.6 3.25 1.365 3.51 0.78 13.7475 2.925 2.925 63.375

V total

97.013

Jarak

Momen

(m) 3.85 3.95 4.05 3.40 2.10 3.73 3.05 2.47 3.05 4.00 1.73 3.25 Momen Total

( tm ) 3.00 5.14 1.84 8.84 6.83 5.09 10.71 1.93 41.93 23.40 10.12 205.97

Untuk lebar 9 m, maka : Vs

= 97.013*9

= 1067.143 T

Ms

= 324.79*9

= 3572.69 Tm

Jarak titik berat abutment terhadap titik A : X

=

∑ Mx = 3572.69 ∑ Berat 1067.143

=

3.3479 m


324.79

V - 56


Momen yang terjadi terhadap titik A : Mg

=

∑ Mx = 3572.69 Tm

Tabel 5.15. Pembebanan abutment akibat berat sendiri untuk perhitungan Sumuran Momen Bagian Gaya Vertikal Vs (ton) Jarak ke CL ke CL

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0.3 0.8 0.7 0.5 2 1.2 1.2 1.2 0.9 3 3 3


0.8 0.5 0.2 1.6 0.5 0.7 0.9 0.4 4.7 0.6 0.6 6.5


3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25

x

0.5

x

0.5

x x

0.5 0.5

V total

0.78 1.3 0.455 2.6 3.25 1.365 3.51 0.78 13.7475 2.925 2.925 63.375

(m) 0.80 0.90 1.05 0.35 0.15 0.68 0.00 0.58 0.00 0.95 1.32 0.2

( tm ) 0.62 1.17 0.48 0.91 0.49 0.93 0.00 0.45 0.00 5.56 7.72 12.68

97.013

Momen Total

31.01


= 97.013*9

= 1067.143 T

Ms

= 31.01*9

= 341.11 Tm

2. Beban mati akibat konstruksi atas Pembebanan akibat beban mati bangunan atas adalah : Beban aspal

: 0,05*7*30,8*2,2

= 30,492 ton

Beban air hujan : 0,05*9*30,8*1,0

= 13,950 ton

Beban plat lantai

: 0,2*11*30,8*3,25= 220,22 ton

Beban sandaran: 2*(0,25*0,2 *30,8)*3,25 + 2*(30,8/2+1)*0,9*0,2*0,15*3,25 + 2*(30,8/2+1)*0.25*0.1 2*3,14*0,2*3,25

= 13,39 ton

Beban balok prestress : 0,4775*30,8*3,15*5 = 231,635 ton Beban diafragma

: 1,459 *3*6

Total

= 525,347 ton

Jadi total beban mati untuk abutment : 0,5*525,347

=

= 15,66 ton

262,674 ton



P = 262,674 T

CL Gambar 5.26. Pembebanan abutment akibat beban mati bangunan atas

Pm

=

262,674 T

Lengan terhadap G (x) = 3,05 m Momen terhadap G : Mg

=

x × Pm

=

3,05 × 262,674

=

801,156 Tm

Lengan terhadap CL (x) = 0,165 m Momen terhadap CL : Mg

=

x × Pm

=

0,165 × 262,674

=

35,9 Tm


V - 57

V - 58


3. Beban mati akibat timbunan tanah diatas pondasi abutment

1 0 .0 0

CL Gambar 5.27 Pembebanan abutment akibat beban vertikal tanah timbunan

Untuk tanah timbunan digunakan tanah pada kedalaman 1-3 m, karena γd – nya tertinggi dari kedalaman yang lain.

γd

= γd

= 1,4242 gr/cm 3

= 1,4242 T/ m3

Tabel 5.16. Pembebanan abutment timbunan tanah diatas pondasi Bagian

1 2 3 4 5 6


2.50 2.30 2.30 0.50 3.00 3.00

x x x x x x

0.80 2.00 1.20 1.20 4.70 0.60

x x x x x x

1.42 1.42 1.42 1.42 1.42 1.42

x

0.50

x

0.50

2.85 6.55 3.93 0.43 20.08 1.28

Jarak ke A (m) 5.05 5.15 5.15 3.83 5.00 5.50

35.12 Untuk lebar 9 m, maka : Vs

= 35,12*9

= 386,32 T

Ms

= 177,46 *9

= 1952,06 Tm

Jarak titik berat timbunan terhadap titik A adalah : X

=

∑ Mx = 1952,06 ∑ Berat 386,32

=

5,05 m


Momen thdp A ( ton m ) 14.38 33.74 20.24 1.64 100.41 7.05

177.46

V - 59


Momen terjadi terhadap A : Mg

=

∑ Mx =

1952,06 Tm

Tabel 5.17. Pembebanan abutment timbunan tanah diatas pondasi dengan momen terhadap CL

Bagian

1 2 3 4 5 6


2.50 2.30 2.30 0.50 3.00 3.00

x x x x x x

0.80 2.00 1.20 1.20 4.70 0.60

x x x x x x

1.42 1.42 1.42 1.42 1.42 1.42

x

0.50

x

0.50

2.85 6.55 3.93 0.43 20.08 1.28

Jarak keCL (m) 2.20 2.30 2.30 0.78 1.95 1.45

35.12

Momen thdp CL ( ton m ) 6.27 15.07 9.04 0.33 39.16 1.86

71.73


= 35,12*9 = 386,32 T

Ms

= 71,73*9= 789,03 Tm

Jarak titik berat timbunan terhadap titik CL adalah : X

=

∑ Mx = 789.03 = 2,04 m ∑ Berat 386.32

Beban Hidup

1. Beban hidup bangunan atas Beban merata ‘D’

: 0,79*30,8*5,5 +0,5*0,79*30,8*0,25

= 136,870 ton

Beban garis ‘KEL’

: 6,16*30, 8

= 189,728 ton

Total

= 326,598 ton

Jadi total beban hidup untuk satu abutment : 0,5*326,598

= 163,299 ton


V - 60


P = 163,299 T

CL Gambar 5.28. Pembebanan abutment akibat beban hidup bangunan atas

Lengan terhadap G = x = 3,05 m SLS (Serviceability Limit State)

P = 163,299 T

Momen terhadap G = Mg

=

Ph × x

= 163,299 × 3,05

=

498,016 Tm

ULS (Ultimate Limit State)

P = 163,299 *2 = 326,598 T


=

Ph × x

= 326,598 × 3,05

=

996,124 Tm

Momen terhadap CL = Mg

=

Ph × x = 326,598 × 0,165

=

53,89 Tm

2. Gaya horisontal akibat rem dan traksi BMS 1992 : ”pengaruh percepatan dan pengereman dari lalu lintas harus diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang, dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan.” Besar gaya rem untuk L < 80 m = 250kN = 25 T.


V - 61


P = 25 T

G

CL

Gambar 5.29. Pembebanan pilar akibat gaya rem dan traksi

Tinggi Abutmen rencana

= 10 m

SLS (Serviceability Limit State)

P = 25 T


=

Ph × x

= 25 × 10

=

250 Tm

ULS (Ultimate Limit State)

P = 25 *2 = 50 T


=

Ph × x

= 50 × 10

=

500 Tm

Momen terhadap CL = Mg

=

Ph × x

= 50 × 10

=

500 Tm

3. Gaya akibat tekanan tanah aktif Besarnya tekanan tanah yang bekerja pada abutmen tergantung dari properties tanah dan ketinggian tanah dibelakang abutmen. Parameter tanah

:

B1 0 – 1 m

γd= 1,2914gr/cm3

φ1=15 0

C = 0.11 kg/cm

1- 3m

γd= 1,4242 gr/cm3 φ1=23 0

C = 0.19 kg/cm

Koefisien tekanan tanah

2

:

Ka

= tan2 ( 45 - φ1 )

= 0,3197

Kp

= tan2 ( 45 + φ1 )

= 3,1162


2

V - 62


Tegangan tanah aktif

:

Pa1

= Ka * g * H

= 5,599 t/m2

Pa2

= Ka * q

= 0,697 t/m2

Tegangan tanah pasif

:

Pp

= 0 t/m2

= Kp * g * H

Besarnya tekanan tanah aktif / pasif : Rencana tinggi abutmen

H = 10,00 m

Lebar telapak abutmen

B = 5,00 m

Panjang abutmen arah melintang

L = 9,00 m

Beban hidup yang bekerja diatas oprit q = 2,182 t/m Pa1

= ½ * g * H2 * Ka * L = 251,944 t

Pa2

= pa2 * H * L

= 62,775 t

Pp

= ½ * h * pp * L

=0t

f

= 251,944 + 62,775

= 314.719 t

4. Gaya gesek akibat tumpuan-tumpuan bergerak fges

=

Pm × C

dimana: fges

=

gaya gesek tumpuan bergerak (rol)

Pm

=

beban mati konstruksi atas (T) = 262,674 T

C

=

koefisien tumpuan gesekan karet dengan baja = 0,15

Fges

=

262,674 × 0,15 = 33,028 T P = 33 028 T

G

CL Gambar 5.30. Gaya gesek tumpuan bergerak

Lengan gaya terhadap titik G : Yges

=

8,2 m



V - 63

Momen terhadap titik G : Mges =

F ges × Y ges

=

33,028x8,2

=

270,83 m

Momen terhadap titik CL : Mges =

F ges × Y ges

=

33,028x8,2

=

270,83 m

5. Gaya gempa

Gambar 5.31.

V

Pembebanan gempa pada abutment

= Wt. C. I. K. Z

dimana : Wt

= berat total jembatan yang dipengaruhi oleh percepatan gempa = berat bangunan atas + berat ½ badan abutment = 425,973 + (0,5 × 266,539) = 559,243 Ton

C

= koefisien geser dasar gempa


V - 64


0,057

0,06

Tanah Keras Tanah Sedang Tanah Lunak

0,05

0,043

) 0,04 C ( a p m e 0,03 g 0,028 f e o 0,022 C 0,02 0,017

0,057 / T 0,035 / T

0,033 0,020 / T

0,01

0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

Periode T (detik)

Gambar 5.32. Diagram spektrum respon gempa

= waktu getar struktur (detik)

T

= 2 π √ (Wt / g.K) g

= percepatan gravitasi = 9,81 m/det 2

K

= kekakuan pilar jembatan, untuk 1 pilar K = 3. E. I / L 3

E

= modulus elastisitas bahan pilar = 200000 kg / cm2 = 2000000

T/m2 I

= momen inersia penampang pilar (m 4) 3 = 1 × 8,4 × 11 12

= 931,7 m4 L

= tinggi abutment (meter)

K

=

=

3 × EI

L3 3 × 2000000 × 931,7 8.4

3

= 9,43 . 106 T/m T

= 2π

= 2π

⎛ Wt ⎞ ⎜⎜ × K ⎟⎟ ⎝ g ⎠

⎛ 559,243 ⎞ × 9,43 *10 6 ⎟ ⎜ ⎝ 9,81 ⎠

= 2π*23.187,85 detik Kekuatan geser tanah (S) S

= c + (γ × h ) tan ϕ

φ1

= 31 derajat


V - 65


γ

= 1,7512 t/m3 = 0,00175 kg /cm3

C

= 2,1 t/m2

= 0,21 kg/cm2

Kedalaman lapisan tanah (h) = 3 m = 300 cm S

= 0,21 + (0,00175

× 840) Tan 31

= 1,093 Kg/cm2 = 109,3 Kpa

Kedalaman Lapisan

Tabel 5.18. Definisi jenis tanah Nilai Kuat Geser Tanah S (Kpa)

(m)

Tanah Keras

Tanah Sedang

Tanah Lunak

5

S > 55

45 < S < 55

S < 45

10

S > 110

90 < S < 110

S < 90

15

S > 220

180 < S < 220

S < 180

>20

S > 330

270 < S < 330

S < 270

90 < S < 110, S = 109,3 Kpa, maka termasuk tanah sedang. Dari diagram spektrum respon gempa didapat C = 0,012 I

K

Z

=

faktor kepentingan

=

1,0 ; Jembatan merupakan jembatan permanen

=

faktor jenis struktur

=

3 ; merupakan jembatan type C bersifat elastis tidak daktail

=

faktor wilayah gempa

=

1,4 ; Salatiga termasuk dalam zone gempa 3 (Rekayasa

Gempa, 2004) V

=

Wt. C. I. K. Z

=

559,243 × 0,012 × 1,0 × 3 × 1,4

=

28,186 Ton

Lengan terhadap G (Yg)

= 8,4 m

Momen terhadap G

= 28,186 x 8,4 = 236,7624Tm

6. Beban angin (w = 62,1 kg/m 2) Beban angin pada sisi struktur atas jembatan (d1) : d1

= 100% × A × w / 2 = 100% × (2 × 30,8) × 62,1 / 2 = 1912,68 kg

Beban angin pada muatan hidup setinggi 2 m (d2) :



= 100% × w × L × 2 m / 2

d2

= 100% × 62,1 × 30,8 × 2 / 2 = 1912,68 kg dtotal = d1 +d2 = 1912,68 +1912,68 = 3825,36 kg Lengan terhadap A: Y1

= 8,4 + 1 = 9,4 m

Y2

= 10,0+ 1 = 11 m

Momen terhadap titik A : = d 1 × Y 1 + d 2 × Y 2

Ma

= 1,91268 × 9,4 + 1,91268 × 11 = 39,02 Tm Momen terhadap titik CL : = d 1 × Y 1 + d 2 × Y 2

Ma

= 1,91268 × 9,4 + 1,91268 × 11 = 39,02 Tm

5.3.1.2. Perhitungan Kapasitas Pondasi Telapak

Pmax

=

⎛ x ⎞ ⎞ ⎛ ⎛ Pv ⎞ + ⎛ ⎛ y ⎞ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜⎜ Mhx × ⎜⎜ ⎟⎟ ⎟⎟ + ⎜⎜ Mhy × ⎜ ⎟ ⎟⎟ ⎝ A ⎠ ⎝ ⎝ Ix ⎠ ⎠ ⎝ Iy ⎠ ⎠ ⎝

dimana : Pmax

=

beban maksimum total pondasi

Pv

=

beban vertikal total

A

=

luas dasar pondasi

Mx

=

momen arah x

My =

momen arah y

x

=

3,6 / h

y

=

13 / h

Ix

=

momen inersia arah x

Iy

=

momen inersia arah y


V - 66

V - 67


Balok Cap

9,00

X 5,00

Balok Cap

9,00

Y

Gambar 5.33.

Dimensi Kaki Abutment

x

=

0,5 x 5,0

= 2,5 m

y

=

0,5 x9,0

= 4,5 m

Ix

=

1/12 × Bx × By 3

=

1/12 × 5,0 × 9

=

1/12 × Bx

=

1/12 × 5,0

=

5,0 x 9

Iy

A

3

3

3

= 554,58 m4

× By ×9

= 114,58 m4 = 45 m2

Kapasitas dukung tanah dasar ( bearing capacity ) dipengaruhi oleh parameter

ϕ , c, danγ . Besarnya kapasitas dukung tanah dasar dapat dihitung dengan metode Terzaghi, yaitu :

P ult

= Ap ⋅ (c ⋅ N c (1 + 0,3 B / L) + γ ⋅ D f ⋅ N q + 0,5 ⋅ γ ⋅ B ⋅ N γ ⋅ (1 − 0,2 B / L))

dimana :

P ult

=

daya dukung ultimate tanah dasar (t/m 2)


V - 68


c

=

kohesi tanah dasar (t/m2)

γ

=

berat isi tanah dasar (t/m3)

B=D

=

lebar pondasi (meter)

Df

=

kedalaman pondasi (meter)

N γ , Nq, Nc

= faktor daya dukung Terzaghi

Ap

=

luas dasar pondasi

B

=

lebar pondasi

L

=

panjang pondasi

Tabel 5.19. Nilai-nilai daya dukung Terzaghi Keruntuhan Geser Umum Keruntuhan Geser Lokal φ

0 5 10 15 20 25 30 34 35 40 45 48 50

Nc

Nq

5,7 7,3 9,6 12,9 17,7 25,1 37,2 52,6 57,8 95,7 172,3 258,3 347,6

1,0 1,6 2,7 4,4 7,4 12,7 22,5 36,5 41,4 81,3 173,3 287,9 415,3

Nγ

0,0 0,5 1,2 2,5 5,0 9,7 19,7 35,0 42,4 100,4 297,5 780,1 1153,2

N’c

5,7 6,7 8,0 9,7 11,8 14,8 19,0 23,7 25,2 34,9 51,2 66,8 81,3

N’q

1,0 1,4 1,9 2,7 3,9 5,6 8,3 11,7 12,6 20,5 35,1 50,5 65,6

N’γ

0,0 0,2 0,5 0,9 1,7 3,2 5,7 9,0 10,1 18,8 37,7 60,4 87,1

Berdasar data tanah diperoleh nilai :

φ1

= 23 0

γd

= 1,4242 gr/cm 3

= 0,001424 kg /cm 3

C

= 1,9 t/m2

= 0.19 kg/cm2

Sehingga diperoleh ( hasil interpolasi ) : Nc

=

22,15

Nq

=

10,58

Nγ

=

7,82

Daya dukung ijin pondasi dangkal menurut formula Terzaghi & Peck :

σ ult

σult

= (c ⋅ N c (1 + 0,3 B / L) + γ ⋅ D f ⋅ N q + 0,5 ⋅ γ ⋅ B ⋅ N γ ⋅ (1 − 0,2 B / L)) =(0,19.(22,15)(1+0,3.500/1100)+(1,4242/1000).100.(10,58)+0,5.(

1,4242/1000).500. (7,82).(1-0,2.500/1100))

σult

= 8,82 Kg/cm2

σall

= (1/3). σult

σall = (1/3). 88,2 = 29,4 Ton/m2 Lap oran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 70

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Kombinasi Pembebanan Pada Abutment Tabel 5.20. Kombinasi Beban Kombinasi Beban AKSI

1. Aksi Tetap:

Ultimate

1 x

2 x

3 x

4 x

5 x

6 x

x

o

o

o

x

o

o

o

o

o

o

o

x

o

berat sendiri beban mati tambahan penyusutan, rangkak prategang pengaruh pelaksanaan tetap tekanan tanah penurunan 2. Aksi Transien: beban lajur “D”, atau beban truk “T” 3. gaya rem, atau gaya sentrifugal 4. beban pejalan kaki

x

5. Gesekan pada perletakan

o

8. Beban angin

o

o

9. Aksi lain: gempa

x Sumber : BMS 1992

Ket.

= kondisi batas layan (SLS)

o x

= kondisi ultimate (ULS)

La po ran Tug as Ak hir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 71

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Tabel 5. 21.

Kombinasi 1

AKSI

kombinasi 1 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien ULS + Gaya Rem ULS + Gaya Gesek SLS + Beban Angin SLS)

V Vertikal 1. Aksi Tetap: berat sendiri prategang tekanan tanah 2. Aksi Transien: beban lajur “D”, atau beban truk “T” 3. gaya rem, atau gaya sentrifugal 4. beban pejalan kaki 5. Gesekan pada perletakan 8. Beban angin 9. Aksi lain: gempa jumlah

V Horisontal

1067,143 425,973

M Vertikal

M Horisontal

ULS/SLS

3572,69 801,156 314,719

1573,595 x

326,598

1819,714

966,124 50

500

x

33,028 3,83

125.508 39,02

o o

401,377

5339,97

2238,123

V - 71

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Tabel 5. 21.

Kombinasi 1

AKSI

kombinasi 1 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien ULS + Gaya Rem ULS + Gaya Gesek SLS + Beban Angin SLS)

V Vertikal 1. Aksi Tetap: berat sendiri prategang tekanan tanah 2. Aksi Transien: beban lajur “D”, atau beban truk “T” 3. gaya rem, atau gaya sentrifugal 4. beban pejalan kaki 5. Gesekan pada perletakan 8. Beban angin 9. Aksi lain: gempa jumlah

V Horisontal

1067,143 425,973

M Vertikal

M Horisontal

ULS/SLS

3572,69 801,156 314,719

1573,595 x

326,598

1819,714

966,124 50

500

x

33,028 3,83

125.508 39,02

o o

401,377

5339,97

2238,123


V - 72


Tabel 5. 22.

Kombinasi 2

AKSI

kombinasi 2 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien SLS + Gaya Rem SLS + Beban Pejalan Kaki ULS + Gaya Gesek SLS)

V Vertikal

V Horisontal

M Vertikal

M Horisontal

1. Aksi Tetap: berat sendiri prategang

x

1067,143 425,973

tekanan tanah

3572,69 801,156 314,719

1573,595

2. Aksi Transien: beban lajur “D”, atau beban truk “T”

ULS/SLS

o 163,299

3. gaya rem, atau gaya sentrifugal

498,016 25.000

145.000

o

33.028

270,83

o

4. beban pejalan kaki 5. Gesekan pada perletakan 8. Beban angin 9. Aksi lain: gempa jumlah

1819,714

372,747

4871,862

1989,43

V - 72


Tabel 5. 22.

Kombinasi 2

AKSI

kombinasi 2 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien SLS + Gaya Rem SLS + Beban Pejalan Kaki ULS + Gaya Gesek SLS)

V Vertikal

V Horisontal

M Vertikal

M Horisontal

1. Aksi Tetap:

ULS/SLS x

berat sendiri

1067,143 425,973

prategang tekanan tanah

3572,69 801,156 314,719

1573,595


o 163,299


498,016 25.000

145.000

o

33.028

270,83

o


1819,714

372,747

4871,862

1989,43


V - 73


Tabel 5. 23. Kombinasi 3

AKSI

kombinasi 3 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien SLS + Gaya Rem SLS + Gaya Gesek SLS+ Beban Angin SLS)

V Vertikal

V Horisontal

M Vertikal

M Horisontal


x

1067,143 425,973

tekanan tanah

3572,69 801,156 314,719

1573,595


ULS/SLS

o 116.640


291.599 25.000

145.000

o

33.028

270,83

o

3,83

39,02

o


1609,56

376,577

4665,45

2028,445

V - 73



AKSI

kombinasi 3 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien SLS + Gaya Rem SLS + Gaya Gesek SLS+ Beban Angin SLS)

V Vertikal

V Horisontal

M Vertikal

M Horisontal

1. Aksi Tetap:

ULS/SLS x

berat sendiri

1067,143 425,973


3572,69 801,156 314,719

1573,595


o 116.640


291.599 25.000

145.000

o

33.028

270,83

o

3,83

39,02

o


1609,56

376,577

4665,45

2028,445


V - 74



AKSI

Kombinasi 4 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien SLS + Gaya Rem SLS + Gaya Gesek SLS+ Beban Angin ULS)

V Vertikal

V Horisontal

M Vertikal

M Horisontal


x

1067,143 425,973

tekanan tanah

3572,69 801,156 314,719

1573,595


ULS/SLS

o 163,299


498,016 25

250

o

33,028

270,83

o

3,83

39,02

x

4. beban pejalan kaki 5. Gesekan pada perletakan 8. Beban angin 9. Aksi lain: gempa Jumlah

1656,415

376,577

4871,862

2133,445

V - 74



AKSI

Kombinasi 4 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien SLS + Gaya Rem SLS + Gaya Gesek SLS+ Beban Angin ULS)

V Vertikal

V Horisontal

M Vertikal

M Horisontal

1. Aksi Tetap:

ULS/SLS x

berat sendiri

1067,143 425,973


3572,69 801,156 314,719

1573,595


o 163,299


498,016 25

250

o

33,028

270,83

o

3,83

39,02

x

4. beban pejalan kaki 5. Gesekan pada perletakan 8. Beban angin 9. Aksi lain: gempa Jumlah

1656,415

376,577

4871,862

2133,445


V - 75


Tabel 5.25. Kombinasi 5 kombinasi 5 (Aksi Tetap ULS + Gempa ULS) AKSI

V Vertikal

V Horisontal

M Vertikal

M Horisontal


ULS/SLS x

1067,143 425,973

tekanan tanah

3572,69 801,156 314,719

1573,595

28,186

236,73

2. Aksi Transien: beban lajur “D”, atau beban truk “T” 3. gaya rem, atau gaya sentrifugal 4. beban pejalan kaki 5. Gesekan pada perletakan 8. Beban angin 9. Aksi lain: gempa jumlah

1493,116

342,905

4373,846

1810,325

x

V - 75


Tabel 5.25. Kombinasi 5 kombinasi 5 (Aksi Tetap ULS + Gempa ULS) AKSI

V Vertikal

V Horisontal

M Vertikal

M Horisontal

1. Aksi Tetap:

ULS/SLS x

berat sendiri

1067,143 425,973


3572,69 801,156 314,719

1573,595

28,186

236,73


1493,116

342,905

4373,846

x

1810,325


V - 76


Tabel 5.26. Kombinasi 6 kombinasi 6 (Aksi Tetap + Gaya Gesek SLS + Beban Angin SLS) AKSI

V Vertikal

V Horisontal

M Vertikal

M Horisontal

ULS/SLS


1067,143 425,973

tekanan tanah

x

3572,69 801,156 314,719

1573,595

33,028

125.508

o

3,83

39,02

o


1493,116

351,577

4373,846

1738,123

V - 76


Tabel 5.26. Kombinasi 6 kombinasi 6 (Aksi Tetap + Gaya Gesek SLS + Beban Angin SLS) AKSI

V Vertikal

V Horisontal

M Vertikal

M Horisontal

ULS/SLS

1. Aksi Tetap: berat sendiri

1067,143 425,973


x

3572,69 801,156 314,719

1573,595

33,028

125.508

o

3,83

39,02

o


1493,116

351,577

4373,846

1738,123


V - 77


Digunakan kombinasi 1 dengan gaya dan momen sebagai berikut : Vv

= 1819,714 t

Vh

= 401,377 t

Mv

= 5339,97 tm

Mh

= 2283,123 tm

Kontrol Terhadap: a. Gaya Guling

FS

=

=

∑ Mv ∑ Mh 5339,97 2283,123

b. Gaya Geser

= 2,338 > SF = 1,5

................... Aman

V - 77


Digunakan kombinasi 1 dengan gaya dan momen sebagai berikut : Vv

= 1819,714 t

Vh

= 401,377 t

Mv

= 5339,97 tm

Mh

= 2283,123 tm

Kontrol Terhadap: a. Gaya Guling

FS

=

=

∑ Mv ∑ Mh 5339,97 2283,123

= 2,338 > SF = 1,5

................... Aman

b. Gaya Geser

FS

=

Tan δ

∑V × tan δ + Ca × B ∑ H =

faktor geser tanah antara tanah dan dasar tembok (Buku

Teknik Sipil) =

0,45 (Beton dengan tanah lempung padat dan pasir gravelan padat)

Ca

=

adhesi antara tanah dan dasar tembok = 0

B

=

lebar dasar pondasi

Fs

=

1819,714 × 0,45 + 0 × 5,0 401,377

= 2,040 > SF = 1,5 ................... Aman

c. Eksentrisitas

e

=

=

B 2

−∑

5,0 2

Mv −

−

∑ Mh < B = 4,5 = 0,75 m

∑V

6

5339,97 − 2283,123 1819,714

6

= 0,71 < 0,75 m

................... Aman

d. Pmax Pondasi

Pmax

=

⎛ x ⎞ ⎞ ⎛ ⎛ Pv ⎞ + ⎛ ⎛ y ⎞ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜⎜ Mhx × ⎜⎜ ⎟⎟ ⎟⎟ + ⎜⎜ Mhy × ⎜ ⎟ ⎟⎟ ⎝ A ⎠ ⎝ ⎝ Ix ⎠ ⎠ ⎝ Iy ⎠ ⎠ ⎝

dimana : Pmax

=

beban maksimum total pondasi

Pv

=

beban vertikal total

A

=

luas dasar pondasi Lap ora n Tug as Ak hir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 78


Mx

=

momen arah x

My

=

momen arah y

x

=

3,6 / h

y

=

13 / h

Ix

=

momen inersia arah x

Iy

=

momen inersia arah y

Pmax

=

1819,714 55

+

(2283,123) × 2,5 114.58

82.9 T/m2 > Pall = 29.4 T/m 2

=

...................Tidak Aman

Dikarenakan nilai Pmax pondasi tidak aman sehingga direncanakan menggunakan pondasi sumuran untuk menanggulangi kegagalan konstruksi.

5.3.2.2. Perencanaan Pondasi Sumuran Parameter Tanah Asli :

= 31,000

: φ1

Lapis 1

Lapis 2

Tan φ1

= 0,6

γ 1

= 1,751 t/m3

C1

= 2,100 t/m2

h1

= 2,00 m

: φ2

= 31,000

Tan φ2

= 0,6

γ 2

= 1,751 t/m3

C2

= 2,100 t/m2

H2

= 4,00 m

Dari grafik diperoleh untuk φ = 31, besarnya factor daya dukung menurut Terzaghi : Nc

= 32

N γ

= 18

Nq

= 20 Qult = 1,3*c* Nc + D* γ * Nq + 0,3* γ 1 *B* N γ

Qult

= 1308,5130 t/m 2

qsafe = Qult / SF = 1308,5130 t/m2 / 3 = 436,171 t/m2 Lap ora n Tug as Ak hir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


V - 79

Koefisien Tekanan Tanah :

Ka1

= tan 2 ( 45 - φ1/ 2)

= 0,320

Ka2

= tan 2 ( 45 – φ2/ 2)

= 0,320

Tegangan tanah aktif pada pondasi sumuran :

σa2

= 2,239 t/m2

= Ka2* γ 2 *H2

Besarnya tekanan tanah aktif : Rencana tinggi abutmen

H = 10,00 m

Lebar telapak abutmen

B = 5,00 m

Panjang abutmen arah melintang

L = 11,00 m

Beban hidup yang bekerja diatas oprit q = 2,182 t/m Pa1

= ½ * γ 2 *H2*Ka2*L

= 40,311 t

Mencari Diameter Pondasi Sumuran :

Direncanakan menggunakan pondasi sumuran dengan kedalaman -4,00 meter dari muka tanah ( panjang sumuran 4 meter dari poer ). Karena pondasi berbentuk lingkaran, maka berlaku rumus Terzaghi : Qult = 1,3*c* Nc + D* γ * Nq + 0,6* γ 1 *R* N γ Qult

= P/A

Dimana : P A

= 1819,714 ton = π*R2

1819,714 /

2

π*R

= 1,3*0,02* 32 + 4* 1,65* 20 + 0,6*1,65*R* 18

Diperoleh nilai R = 2,00 meter Direncanakan R pondasi sumuran = 2,00 meter ( Diameter = 4,00 meter ) berarti memenuhi perhitungan.

Perhitungan Pondasi Sumuran :

Beban Mati

= 1819,714 ton

Daya dukung ( Qult ) = 8221,547 ton Jumlah Pondasi Sumuran N

= 1819,714 ton / 8221,547 ton = 0,221 buah ~ 2 buah

Perhitungan jarak as ke as antar Sumuran :

Syarat jarak : 1,5 D – 3,0 D dimana D sumuran = 4,00 meter Lap ora n Tug as Ak hir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 80


Syarat jarak : 2,25 m – 4,50 m Diambil jarak antar pondasi sumuran antar as ke as adalah 4,75 meter

Kontrol daya dukung :

Panjang pondasi

=L

= 4,0 meter

Berat sendiri pondasi = Wt

1819,714

Pmax =

55

+

= 165,792 ton

(2283,123) × 2,5 114.58

82.9 T/m2 < Qsafe = 436,171 T/m 2

=

Karena daya dukung tanah lebih besar dari P yang terjadi maka aman

Perhitungan Cincin Sumuran :

Beton cyclop, f’c = 17,5 MPa = 175 kg/cm 2 Beton cincin, f’c = 25 MPa = 250 kg/cm2 Kedalaman pondasi = 4 m Tebal cincin sumuran = 30 cm

4000 3000

3400 4000

3400 4000 Gambar 5. 34. Lay Out Pondasi Sumuran

q = ½ x γ × H × Ka = ½ x 1,751 t/m3 × 4 × 0,320 = 1,747 T/m2 Cincin sumuran dianggap konstruksi pelengkung dengan perletakan sendi-sendi dengan beban merata sebesar q = 1,747 T/m2 dengan momen maksimum terletak pada tengah bentang.

Lap ora n Tug as Ak hir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 81


q = 1,747 T/m2

3400 4000 Gambar 5. 35. Pembebanan pada dinding sumuran (beton cincin)

Mu

= 1/8 × q × l

2

= 1/8 × 1,747 × 3

2

= 1,965 Tm = 196500 kgcm Dinding sumuran dianggap sebagai plat beton dengan arah tulangan x dan y yang direncanakan menggunakan tulangan utama D 12 mm

Mu

=

d

=h–p–½D

0,8

=

196500

Mn

0,8

= 245671 kgcm

= 300 – 40 – ½ 12 = 254 mm = 25,4 cm b

= π × D = π × 3000 = 9424,778 mm = 942,478 cm

Rl

= 0,85 f’c = 0,85

× 250 = 212,5 kg/cm2

K

=

Mn

491344

F

=1–

1 − 2 K

=1–

1 − 2 × 0,0019

b × d

2

× Rl

=

942,478 × 25,4 2 × 212,5

= 0,0019

= 0,0019 Fmaks

=

=

β 1 × 4500 6000 + fy 0,85 × 4500 6000 + 4000

= 0,3825 Kmaks

= F max× (1 − f max/ 2 ) = 0,3825 × (1 − 0,3825 / 2 ) = 0,309 Lap ora n Tug as Ak hir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 82


F < Fmax berarti menggunakan tulangan single underreinforced As

= F × b × d × Rl

fy

= 0,0038 × 9424,778 × 254 × 212,5

4000

= 241,63 mm2 Digunakan tulangan D16 – 150 Penulangan geser sumuran Gaya tarik melingkar (T)= ½ =½

× γ × h 2 × D × Ka × 1,678 × 6 2 × 3 × 0,347

= 31,442 T Luas tulangan geser (A) =

T σ u

=

31442 1600

= 19,651 cm2 = 1965,1 mm 2

fy = 2400, σ u = 1600 kg/cm2 Digunakan tulangan double D12 – 150

D16-150 D12-150

Gambar 5. 36. Penulangan Pondasi Sumuran Penulangan Abutment : Dari perhitungan sebelumnya didapat :

Vv

= 1819,714 t

Vh

= 401,377 t

Mv

= 5339,97 tm

Mh

= 2283,123 tm Lap ora n Tug as Ak hir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 83


Dipakai

:

D tul

= 25 mm

Fy

= 320 Mpa

Fc

= 22,5 Mpa

Fc’

= 0,83*fc = 18,675 Mpa

B

= 11000 mm

D

= 1000-50-0.5*25 = 938 mm

ρb

=

= Ρ max

b1 * 0,85 * fc' fy

(

600 600 + fy

0,85 * 0,85 * 18,675' 320

(

) 600

600 + 320

) = 0,0275

= 0,75* ρb = 0,75*0,275 = 0,0206

Ρ min

Mu

=

1,4 fy

=

1,4 320

= 0,004

= k*b*d 2

5339,97 * 10 7 = k*11000*938 2 K

= 0,181

K

= 0,9* p*fy

0,181

= 0,9* p*320

P

= 0,0000629 < pmin = 0,004

Diambil

p = p min

Sehingga : As min

= pmin *b*d = 0,004*11000*938 =41272 mm 2

Dipakai D 25-200; As

= 0.25*252*3,14*(

11000 80

+1)

= 62624,16 mm 2 > As min Tulangan bagi min (20% dari tulangan pokok)

= 20% * 62624,16 mm 2 = 12524,833mm2

Dipakai Ø16-200; As

= 0.25*162*3,14*(

11000 200

+1)

= 8239,36 mm 2 > As min


V - 84


Penulangan Poer Abutment : H

V

3.00

M

2.60 0,60 0,70

Gambar 5. 37. Skema Pembebanan Pada Kaki Abutment ambar 5. Gaya pada Poer

Vv

= 1819,714 t

Vh

= 401,377 t

Mv

= 5339,97 tm

Mh

= 2283,123 tm

X max = jarak terjauh Sumuran ke pusat berat kelompok Sumuran = 4,0 m Pmax

=

1819,714 12

±

240,419 * 1,45 4 * 16,82

±

0 3 *12,5

= 70,866 Ton Mu

= 1,45*P = 1,45 * 70,866 = 452,129 Tm = 452,129 * 10 7 Nmm

Kontrol terhadap Pecahnya konstruksi

Mu W

< 0,1 * fc’ 7

452,129 *10 = 0,1*22.5 1 2 * 8000 *1500 6 1,507 < 2,25 ....................Konstruksi Tak Pecah Penulangan (dipakai tulangan D20) b

= 8000

h

= 1500

d’

= 1500 – 40 – 20 = 1440 mm Lap ora n Tug as Ak hir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


Mu

320 = p * 0,8 * 400 (1 – 0,588* p* ) b * d 22,5 2

4,521*10

9

8000 *1440

2

320 = p * 0,8 * 320 (1 – 0,588* p* ) 22,5

0,273 = 256* p* (1 – 8,36 p) P

= 0,00107

pmin = 0,004 pmax = 0,0206

dipakai p= 0,004 As

= p * b*d = 0,004*8000*1440 = 46080 mm 2

Digunakan tulangan D25-200 (As = 49062,5 mm 2)

Tulangan bagi dipakai tulangan praktis

= 20%*As = 20% *46080 = 9216 mm2

Dipakai tulangan D16-150 (As = 11335 mm 2)

Gambar 5.38. Sketsa Tulangan Kaki Abutment


V - 85

V - 86


Perhitungan geser Pons :

Tebal pondasi dicek terlebih dahulu sehingga dapat memenuhi ketentuan SK-SNI – T151994- 03 pasal 3.4.1.1. Vc diturunkan dari SK SNI di atas yakni dalam bentuk : Vc = (1 +

1 β c

)*

1

* fc' *b0*d

6

Dimana:

β c = rasio sisi panjang terhadap sisi pendek penampang kolom = d

8000 4500

= 1,778

= tebal efektif pondasi telapak = 1500– 40 – 0,5*25 = 1447,5 mm

b0 = perimeter keliling penampang poer terhadap geser = 2*(8000+1447,5) = 18895 mm Vu

= 788,220 T = 7,88 *10 6 N

Vc = (1 +

1 1,778

)*

1 6

* 22,5 *18895*1447,5

= 33,783 *10 6 N > Vu ............. aman

5.3.2.3. Perhitungan Penulangan Wing Wall ( Tembok Sayap )

Bangunan wingwall dengan ketebalan 40 cm direncanakan sebagai berikut : 0.3 0.2

1

7.2

3

2

10.00

4

2.1 2.1 7

5 6

Gambar 5.39. Pembagian penampang wingwall


V - 87


Pembebanan : Berat sendiri wingwall Tabel 5.27. Berat sendiri wingwall 2

3

Segmen

Perhitungan

Luas ( m )

Tebal ( m )

Berat jenis ( t/m )

Berat ( ton )

1

5.10 x 0.80

4.08

0.4

2.5

4.08

2

4.9 x 6.40

31.36

0.4

2.5

31.36

3

0.5 x 0.2 x 1.2

0.12

0.4

2.5

0.12

4

0.2 x 3.2

0.64

0.4

2.5

0.64

5

3.0 x 1.50

4.5

0.4

2.5

4.5

6

0.5 x 2.1 x 2.1

2.205

0.4

2.5

2.205

7

0.5 x 3.0 x 0.6

0.9

0.4

2.5

0.9 43.805

Berat wingwall per m =

43.805 9.3

= 4.71 T/m Akibat tekanan tanah

Dari perhitungan diatas didapatkan :

γ1

= 1,2914 gr/cm3 = 1,2914 T/ m3

φ1

= 15 0

C1

= 0.11 kg/cm2 = 1.1 T/m2

H1

= 2.8 m

γ2

= 1,4242 gr/cm3 = 1,4242 T/ m3

Φ2

= 23 0

C2

= 0.19 kg/cm2 = 1.9 T/ m2

H2

= 6.5 m

Ka1

= tg2 ( 45 0 - φ1/2 ) = tg2 ( 45 0 - 15 0 /2 ) = 0.589

Ka2

= tg2 ( 45 0 - φ1/2 ) = tg2 ( 45 0 - 23 0 /2 ) Lap ora n Tug as Ak hir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 88


= 0.438 Dari perhitungan pembebanan abutment untuk beban merata yang diakibatkan oleh beban lalu lintas sebesar : q

= 0.79 T/ m2 x 30.8 m = 24.332 T/m

Maka diperoleh : Pa1

= q x H1 x Ka1 x B = 24.332 x 2.8 x 0.589 x 2.5 = 100.32 T

Pa2

= q x H2 x Ka2 x B = 24.332 x 6.5 x 0.438 x 2.5 = 173.183 T

Zo =

2xc γ Ka

=

2 x 1.1 1.2914

0.589

= 2.2

H – Zo = 2.8 – 2.2 = 0.6

Pa3

= ½ x (γ1 x H x Ka1) x H x B = ½ x (1.2914 x 0.6 x 0.589) x 0.6 x 2.5 = 0.343 T

Pa4

= (γ1 x H1 x Ka2) x H2 x B = (1.2914 x 2.8 x 0.438) x 6.5 x 2.5 = 25.736 T

Pa5

= ½ x (γ2 x H2 x Ka2) x H2 x B = ½ x (1,4242 x 6.5 x 0.438) x 6.5 x 2.5 = 32.944 T


V - 89


Pa

2.8

Pa

Pa

6.5

Pa Pa

Gambar 5.40. Tekanan Tanah Aktif

Perhitungan Momen :

Momen sejajar dengan wingwall : M

= Pa1 x 7.9 + Pa2 x 3.25 + Pa3 x 7.43 + Pa4 x 3.25 + Pa5 x 2.16 = 100.32 x 7.9 + 173.183 x 3.25 + 0.343 x 7.43 +25.736 x 3.25 + 32.944 x 2.16 =

1512.657 Tm

Momen tegak lurus dengan wingwall : M

= ½ x q x B2 = ½ x 6.34 x 2.52 = 19.813 Tm

Penulangan Wing Wall :

Penulangan sejajar dengan wingwall Mn

= 1512.657 Tm

Mu

= 1.2 x 1512.65 = 1815.189 Tm

b

= 1000 mm

h

= 400 mm

Selimut beton (P) d

= 50 mm

= h – p – 0,5 Ø - Ø = 400 – 50 – 8 - 16 Lap ora n Tug as Ak hir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


= 326 mm f’c

= 22,5 Mpa

fy

= 320 Mpa

Fmax =

600 + 320

=

0.416

=

=

600 + fy 0.85 x 450

=

Fmin

β 1 x 450

1.4 RI 1. 4 191.25

= 0.0073 K

=

=

Mn 2 bd RI

181518900 1000 [326] 191.25 2

= 0,0089 F

= 1=1-

1 − 2 K 1 − 2 * 0,0089

= 0.0089 Fmax > F > Fmin 0.416 > 0.0089 > 0.0073 As

=

=

F * b * d * RI fy 0.0089 *1000 * 326 * 191.25 320

= 1734.039 mm2 Maka digunakan tulangan D16 – 100 (As = 2011 mm 2 )


V - 90


V - 91

Penulangan tegak lurus wingwall Karena momen tegak lurus dengan wingwall (19.813 Tm) <<< Momen sejajar dengan wingwall (1512.657 Tm) maka penulangan arah ini dianggap sama dengan penulangan arah sejajar dengan wingwall. Maka digunakan tulangan D16 – 100 (As = 2011 mm 2 )

Gambar 5.41. Sketsa Penulangan Wingwall

5.3.3. Perancangan Tebal Perkerasan Jalan Pendekat ( Oprit ) Oprit dibangun agar memberikan kenyamanan saat peralihan dari ruas jalan ke

jembatan. Pada parancangan oprit Jembatan Tanggi, dihitung tebal perkerasan struktur tambahan dan struktur baru karena adanya perubahan alinyemen vertikal pada jembatan. Data – data yang digunakan dalam perhitungan adalah data LHR pada ruas jalan Salatiga – Boyolali dan umur rencana yang digunakan adalah 10 tahun, dengan pertimbangan akan ada perbaikan perkerasan pada masa umur rencana.


V - 92


Tabel 5.28. LHR Umur Rencana Ruas Jalan Salatiga – Boyolali

No

Jenis Kendaraan

LHR Tahun 2002 (kend/hari)

LHR Tahun 2007 (kend/hari)

LHR Tahun 2008 (Pelaksanaan proyek 1 tahun) i = 3,33 %

LHR Tahun 2018 (Umur rencana 10 tahun) LHR11 = LHR0(1+i)11

1

Sedan, Jeep 2 ton

5059.00

5950.68

6147.05

8504.91

2 3 4 5 6 7 8

Opelet, pick up 2 ton Mikro truk 6 ton Bus 8 ton Truk 2 sumbu 15 ton Truk 3 sumbu 23 ton Truk Gandengan Truk Semi trailer

4803.00 14633.00 2850.00 1678.00 685.00 503.00 451.00

5649.55 17212.14 3352.33 1973.76 805.73 591.66 530.49

5835.99 17780.15 3462.95 2038.89 832.32 611.18 548.00

8074.54 24600.19 4791.26 2820.96 1151.58 845.62 758.20

30662.00

36066.34

37256.53

51547.26

Total

Sumber : Data Perhitungan Lalu Lintas Bina Marga tahun 2002

Angka Ekivalen (E) Beban Sumbu Kendaraan :

1. Sedan, Jeep 2 ton (1+1) =

⎛ 1000 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

+

⎛ 1000 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

= 0.0002 + 0.0002

= 0.0004 2. Opelet, pick up 2 ton (1+1) =

⎛ 1000 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

+

⎛ 1000 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

= 0.0002 + 0.0002

= 0.0004 3. Mikro truk 6 ton (2+4)

⎛ 2000 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

+

⎛ 4000 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

= 0.0036 + 0.0577

= 0.0613 4. Bus 8 ton (3+5) =

⎛ 3000 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

+

⎛ 5000 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

= 0.0183 + 0.1410

= 0.1593 5. Truk 2 sumbu 15 ton (5+10)

⎛ 5000 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

+

⎛ 10000 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

= 0.1410 +2.2555

= 2.3965


V - 93


6. Truk 3 sumbu 23 ton (5+18)

⎛ 5000 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

+

⎛ 18000 ⎞ 0.086⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

= 0.1410 + 2.036 =

4

2.177

7. Truk Gandengan 30 ton (5+18+5+5)

⎛ 5000 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

+

⎛ 18000 ⎞ 0.086⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

+

⎛ 5000 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

= 0.1410 + 2.0362 + 0.1410 + 0.1410=

4

+

⎛ 5000 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

2.4592

8. Truk Semi Trailer 30 ton (5+18+21)

⎛ 5000 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

+

⎛ 18000 ⎞ 0.086⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

⎛ 21000 ⎞ + 0.053 ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠

4

= 0.1410 + 2.0362 + 2.3248 = 4.5020 Perhitungan LEP ( Lintas Ekivalen Permulaan ) : Tabel 5.29. Perhitungan LEP ( Lintas Ekivalen Permulaan) No

Jenis Kendaraan

LHR Tahun 2008

Cj ( Koef. Distribusi Kendaraan )

Ej ( Angka Ekivalen )

LEP

1

Sedan, Jeep 2 ton

6147.05

0.30

0.0004

0.74

2 3 4 5 6

Opelet, pick up 2 ton Mikro truk 6 ton Bus 8 ton Truk 2 sumbu 15 ton Truk 3 sumbu 23 ton

5835.99 17780.15 3462.95 2038.89 832.32

0.30 0.30 0.45 0.45 0.45

0.0004 0.0613 0.1593 2.3965 2.1770

0.70 326.98 248.24 2198.79 815.38

7

Truk Gandengan

611.18

0.45

2.4592

676.36

8

Truk Semi trailer

548.00

0.45

4.5020

1110.19

Total

37256.53

5377.37

Perhitungan LEA ( Lintas Ekivalen Akhir ) : Tabel 5.30. Perhitungan LEA ( Lintas Ekivalen Akhir )

No

Jenis Kendaraan

LHR Tahun 2018 (Umur rencana 10 tahun) LHR11 = LHR0(1+i)11

Cj ( Koef. Distribusi Kendaraan )

Ej ( Angka Ekivalen )

LEP

1

Sedan, Jeep 2 ton

8504.91

0.30

0.0004

1.02

2 3 4 5 6

Opelet, pick up 2 ton Mikro truk 6 ton Bus 8 ton Truk 2 sumbu 15 ton Truk 3 sumbu 23 ton

8074.54 24600.19 4791.26 2820.96 1151.58

0.30 0.30 0.45 0.45 0.45

0.0004 0.0613 0.1593 2.3965 2.1770

0.97 452.40 343.46 3042.19 1128.15

7

Truk Gandengan

845.62

0.45

2.4592

935.79

8

Truk Semi trailer

758.20

0.45

4.5020

1536.03

Total

51547.26

7440.02


V - 94


Perhitungan LET ( Lintas Ekivalen Tengah ) :

LET

= 0,5 * (LEP + LEA ) = 0,5 * (5377.37 + 7440.02) = 6408.695 kend/hari/2 arah

Menghitung LER ( Lintas Ekivalen Rencana ) :

LER

= LET *

UR 10

= 6408.695 *

10 10

= 6408.695 kend/hari/2 arah

Mencari ITP untuk tebal perkerasan baru:

CBR tanah dasar

=6%

IP

= 2,5

DDT

=5

Ipo

= 3,9 – 3,5

FR

= 1,0

LER

= 6408.695 kend/hari/2 arah

Susunan perkerasan jalan baru rencana adalah sebagai berikut :

•

Lapis pondasi agregat kelas A = 25 cm

•

Lapis pondasi agregat kelas B = 30 cm Dari nomogram 4 didapat ITP = 13 ITP = a1 * D1 + a2 * D2 + a3 * D3 13 = 0.4 * D1 + 0.14 * 25 + 0.12 * 30 D1 = 14,75 ≈ 15 cm Laston laston 15 cm lapis pondasi agregat kelas A 25 cm

lapis pondasi agregat kelas B 30 cm


V - 95


5.3.4.Perancangan Alinyemen Vertikal Data Lengkung Vertikal

1.

: 2,89 %

STA PPV1

= 14 + 165

Elevasi PPV1 = 751,835 m Jarak PPV1 – PPV2 = 130 m

2. 2,89 %

0,667 %

STA PPV2

= 14 + 337

Elevasi PPV2 = 741,230 m Jarak PPV2 – PPV3 = 80 m

3.

STA PPV3

3,24 %

= 14 + 463

Elevasi PPV3 = 741,071 m

0,667 %

Jarak PPV2 – PPV3 = 80 m

4.

STA PPV4

3,24 %

2,021 %

= 14 + 783

Elevasi PPV4 = 762,478 m

Perhitungan Jarak Pandang : 1. Jarak Pandang Henti ( JPH )

d1

= 0,278 x V x t = 0,278 x 80 x 2,5 = 55,6 m

d2

=

V 2 254 fm

=

80 2 254 × 0,35

= 71,99 m s

= d1 + d2 = 55,6 + 71,99 m

= 127,59 m

Berdasarkan tabel II.10 PGJAK’97 dengan kecepatan rencana 80 km / jam didapat jarak pandang henti minimum sebesar 120 m. Dengan pertimbangan keamanan diambil jarak pandang henti = 128 m

2. Jarak Pandang Menyiap ( JPM )

t1

= 2,12 + 0,026 V Lap ora n Tug as Ak hir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

V - 96


= 2,12 + 0,026 . 80 = 4,2 detik t2

= 6,56 + 0,048 V = 6,56 + 0,048 . 80 = 10,4 detik

a

= 2,052 + 0,0036 V = 2,052 `+ 0,0036 . 80 = 2,34 detik

d1

= 0,278 t1 ( V – m +

a × t 1 2

= 0,278 x 4,2 ( 80 – 15 +

)

2,34 × 4,2 2

)

= 70,156 m d2

= 0,278 x v x t2 = 0,278 x 80 x 10,4 = 144,56 m

d3

= 30 – 100 m ; diambil 30 m

d4

= 2/3 d2 = 2/3 144,56 = 96,37 m

s

= d1 + d2 + d3 + d4 = 70,56 + 144,56 + 30 + 96,37 = 341,493 m

Berdasarkan tabel II. 11 PGJAK’97 diperoleh jarak pandang mendahului sebesar 550 m, dengan pertimbangan keamanan diambil jarak minimum = 550 m Keterangan : V

= Kecepatan rencana ( km/jam )

t

= Waktu tanggap, ditetapkan 2,5 detik

g

= Percepatan Grafitasi, ditetapkan 9,81 m/det2

f

= Koefisien gesek memanjang perkerasan jalan aspal, ditetapkan 0,35 – 0,55

d1

= Jarak yang ditempuh selama waktu tanggap ( m )

d2

= Jarak yang ditempuh selama mendahului sampai dengan kembali kelajur semula

d3

= Jarak antar kendaraan yang mendahului dengan kendaraan yang datang dari arah berlawanan setelah proses mendahului selesai


V - 97


d4

= Jarak yang ditempuh oleh kendaraan yang datang dari arah berlawanan,

yang besarnya diambil sama dengan 2/3 d 2 ( m )

Tabel 5. 31. Perhitungan Alinyemen Vertikal Lv

A=[ g1 g2 ] %

Sta

PPV1

Syarat JPH

Syarat Drainase

Syarat JPL

Bentuk Visual

Syarat Kenyamanan

Lv yang digunakan ( Dengan Pertimbangan Syarat Drainase )

S
S>L

S
S>L

L < 50*A

2.89

118.67

117.94

61.49

-137.63

144.50

48.67

240.00

308

2.22

91.28

76.51

47.30

-186.43

111.15

37.44

240.00

275

2.57

105.65

100.93

54.74

-157.67

128.65

43.33

240.00

325

1.03

42.29

-131.38

21.91

-431.31

51.50

17.35

240.00

257

Cembung PPV2 Cekung PPV3 Cekung PPV4 Cembung

Tabel 5. 32. Perhitungan Sta dan Elevasi Sta

PPV1

Elv

Lv

y

Ev

Awal ( PLV )

y1

y2

Sta PLV

Elevasi

14 + 165

751.83

308.15

1.11

1.11

0.05

14010.93

14+010

753.37

14 + 337

741.23

274.80

0.76

0.76

0.04

14199.60

14 + 199

760.30

14 + 463

742.07

325.15

1.05

1.05

0.05

14300.43

14 +300

752.91

14 + 783

762.48

257.45

0.33

0.33

0.04

14654.28

14+654

761.06

Cembung PPV2 Cekung PPV3 Cekung PPV4 Cembung

Sta 1/4 Lv

Sta

Sta PPv

Elevas i

Sta

Sta 3/4 Lv

Elevasi

Sta

Sta PTV

Elevasi

Sta

Elevasi

14087.96 14+087

752.61

14 + 165

752.95

14242.04

14 + 242

747.09

14319.08

14+319

742.34

14268.30 14 + 268

745.46

14 + 337

741.99

14405.70

14 + 405

740.77

14474.40

14+474

740.31

14381.71 14 + 381

747.08

14 + 463

743.12

14544.29

14 + 544

736.24

14625.58

14+625

730.41

14718.64 14 + 718

767.09

14 + 783

762.81

14847.36

14 + 847

761.18

14911.73

14+911

759.88


V - 98


5.3.5. Metode Pelaksanaan Erection Balok Girder 1. Persiapan Persiapan lokasi dan area kerja, meliputi :

1. Abutment 2. Pengadaan balok pratekan pratekan dari PT. WIKA BETON Boyolali Boyolali Tabel 5. 33. Spesifikasi Girder

Panjang

Jumlah

Panjang

Lebar

Girder

Segment

Segment (m)

(m)

Bentang

5 buah

6,2 – 6,5

0,7

Tinggi (m)

1,70

30,8m

3. Proses mobilisasi (pengiriman) Pengiriman prategang dengan menggunakan truck trailer Girder dalam bentuk segment yang berukuran 6.2 - 6.5 m Girder dikirim setelah umur beton minimal 10 hari 4. Proses Penurunan Balok Menggunakan CRANE , dengan memasang sling pengikat ke pengait crane.

2. Penyusunan Segment Balok

Yang perlu diperhatikan pada tahap penyusunan balok adalah penyusunan harus sesuai dengan urutan nomer balok prategang. Proses Penyusunan Balok Antar Segmen :

Antar segmen dipasang dipasang spoon Antar segment balok balok girder direkatkan dengan campuran campuran EPOXYRESIN & HARDENER (SIKADUR)

3. Stressing

Untuk memberikan tegangan awal pada balok beton pratekan sehingga menimbulkan momen perlawanan terhadap momen yang diakibatkan beban hidup yang akan bekerja setelah jembatan difungsikan. Peralatan yang digunakan :

Stressing pump Rubber spring Baji Steel Anchorage Hal-hal yang perlu diperhatikan pada saat persiapan stressing



V - 99

Kabel strand harus bersih Pada saat memasukan strand strand jangan sampai sampai terjadi lilitan didalam duct. Persiapan Stressing

Pemasangan Strand Pemasangan Angkur Mati Pemasangan Baji Pemasangan Angkur Hidup Siap untuk distressing Hal-hal yang perlu diperhatikan pada saat stressing :

1. Stressing dilakukan dilakukan pada satu sisi yang merupakan angkur hidup 2. Selama stressing dicatat dicatat pembacaan pembacaan manometer manometer pada stressing pump Setelah selesai, strand tendon tersisa dipotong 2-3 cm dari tepi terluar beji.

4. Grouting & Finishing

Proses pengisian rongga udara antara strand dengan duct dan antara strand dengan baji dengan adukan grout. Tujuannya:

Untuk melindungi tendon agat tidak terjadi korosi Memberi ikatan antara tendon dengan beton Meratakan pembagian tegangan pada seluruh bentang Tahapan Pelaksanaan :

1. Dengan mesin grouting adukan dipompa melalui melalui salah satu lubang sisi sampai sampai seluruh duct terisi penuh 2. Apabila sisi sisi yang bersebrangan bersebrangan sudah sudah muncul adukan serupa serupa menandakan menandakan volume dalam duct sudah penuh 3. Setelah selasai, selasai, ujung gelagar gelagar ditutup dengan dengan adukan seman dan pasir pasir agar rapi.

5. Erection Proses Erection :

Dengan sistem pemasangan cara pengangkatan dengan menggunakan 1 crane. Pertimbangan : Elevasi Kapasitas crane Panjang bentang Kondisi lokasi Pelaksanaan :


Perencanaan Jembatan Prestress I-Girder

Recommend Documents