Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V-1

BAB V
PERANCANGAN STRUKTUR JEMBATAN

5.1. ALTERNATIF PEMILIHAN JENIS STRUKTUR
5...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V-2

Dari beberapa altenatif tersebut diatas, jembatan Tanggi menggunakan tipe
jemba...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V-3

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

: Je...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V-4

Gambar 5.1. Dimensi Balok Girder
d. Kabel Prategang ( Tendon )
Kabel prategang ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V-5

6) Beban pejalan kaki
7) Beban angin
1) Beban mati
Berat jenis bahan untuk bata...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V-6

q
0,5 q

Ket. : beban “D” seluruhnya (100 %)

0,5 q

dibebankan pada lebar jalu...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V-7

5) Beban angin
Berdasarkan BMS 1992 hal 2-44, karena Jembatan Tanggi didaerah j...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V-8

Spesifikasi teknis :
Muatan Horizontal

= 100 kg/m

Jarak tiang sandaran

= 200...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V-9

Tiang sandaran diasumsikan sebagai struktur jembatan yang diperhitungkan
mampu ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 10

= 0,41576087

14
14
=
= 0,0732 ≥ F maka diambil Fmin = 0,0732
RI 191,25

Fmi...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 11

5.3.1.2. Pelat Lantai Kendaraan

Gambar 5.5. Skema Pelat Lantai Kendaraan
Sp...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 12

Beban Muatan ( T )
Untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau sistem l...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
by

= 30 + ( 2 x 15 ) = 60 cm

Lx

= 1,85 m

Ly

= 30,80 m ( diafragma tidak mendukun...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 14

Tinjauan keadaan beban dua roda :

Ly = 30800

800

250

800

Lx = 1850
Gamb...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 15

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

( ¾ ) a ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
Penulangan :
Penulangan ( arah x lapangan )

Gambar 5.13. Tinggi efektif penulangan p...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
1938 mm2

=

Digunakan D16 – 100 ( As = 2011 mm2 )
Kontrol kapasitas penampang :
As

...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
Maka :
Fmin < F < Fmax
F

=

0,120

As

=

F b d x RI / Fy

=

0,12 x 1000 x 152 x ( ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

51.1 * 10 −3

=
=

0,092

=

F

1 [0.136] 29.75

1-

2

1 − 2 K = 0,096

Maka :
Fmin...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

D16 – 100

V - 20

D16 – 100

Gambar 5.14. Sketsa Penulangan pada plat Lantai Kendar...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 21

Dalam perencanaan ini digunakan tanda positif untuk tegangan tekan (+) dan
t...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 22

Tabel 5.6. Momem Inersia ( IX ) Prategang
No
Ruas

Perhitungan Momen Inersia...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 23

Luas Plat Ekivalen
Lebar efektif balok komposit :
be

=¼xL

= ¼ x 3080

=770...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 24

= 15850408.170 + 7841,05(107,9 - 71,138 ) + (1/12 x
153,55 x 203 ) + 3071( 1...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

q3

= A x γbeton aspal ULS

V - 25

= 0,05m x 1,85m x 2,2 t/m3

= 0,204 t/m
Berat di...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

VA

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

Mh

=(

V - 26

1
1
x 1,4615 x 3...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 27

2. Mencari letak eksentrisitas (CGS)
e1

=

fti × I X
33,5 × 15850,408
=
= 7...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

fbottom

=+
=

Ftop

F
e
(1 +
)
A
KA

66
580,089
) = 0,293 t/cm2
(1 +
46,674
4773,75...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
Serat bawah (fb)

V - 29

= 0.366 - 0,079
= 0,267t/cm2
= 26,7 Mpa < 27 Mpa..............
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

a1 =

V - 30

MG
F0

Keterangan :

→

MG

= 0.5 q L x – 0.5 q x2

a1

= Jarak titik ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 31

3) Akibat susut beton
4) Akibat relaksasi baja.
Pada perencanaan jembatan Ta...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 32

Kcr

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

Fcsd

=

`

...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

∆fpR

=14250

V - 33

Log 43800 ⎛ 1182.75
⎞
− 0.55 ⎟
⎜
10
⎝ 19000
⎠

= 479.727 kg/ c...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 34

2. Perhitungan tulangan geser balok prategang
Gaya lintang akibat beban mati...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 35

= 1605987,614 N
Retak miring akibat lentur (Vci)

Vt * Mcr
M max

Vci

= 0,0...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 36

Gambar 5.17. Tulangan Balok Prategang
End Block
Akibat stressing maka pada u...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
Angkur majemuk :
3

To

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

Ts

=

F
* (1 ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 38

Perhitungan tegangan yang terjadi pada permukaan End Block dapat dilihat
pad...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

Gambar 5.18. Penulangan daerah spalling zone dan bursting zone
5.3.1.4. Balok Diafra...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 40

2. Pembebanan diafragma
Berat sendiri

= 0,25*0,88*3,25
= 0,715 T/m2
= 7,15 ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

=- (-0,5
= 0,5*

V - 41

f ci )

31,5

= 2,806 Mpa = 28,06 kg/cm 2
σB

= -0,6*f’ci
=...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 42

= 0,063 Mpa
ftop

=-

MT
2039239,58
=250 * 880 * 146,5
A × KB
= - 0,063 Mpa
...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 43

Gaya prapenegangan terhadap beban
Fpu

= Tpu * luas tampang
= 19 * 9,031
= 1...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 44

8,625 * 10 8
= 5,062 Mpa
250 * 825,5 2

Mu
b*d2

=

Mu
b*d2

= 0,8 ρ fy (1 –...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

10

40

V - 45

10
4.5
10.5

60
Gambar 5.21. Bearing Pad
Digunakan :
CPU Elastomeric...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

=

5% * H max
A

=

f

V - 46

5% * 2527
45 * 40

= 0.070 kg/cm2 ≤ 2.11 kg/cm2
5.3.1...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

17
= 10,63 ≥ 5,5
1.6

Q = 55 * 1,62 *

Dipakai 2 kaki

V - 47

Q = 5268,25 kg

350 =...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

4.09 cm

16.37 cm

8.19 cm

3.85 m

V - 48

32.74 cm

3.85 m

3.85 m

3.85 m

15.4 m...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 49

M * L2
6 * Ec * I
2,2 * 10 6 * 1700 2
= 2,257 mm > 5,667 mm.......ok
6 * 2,2...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 52

5.3.2. Perhitungan Struktur Bawah
5.3.2.1. Perancangan Abutment
Data-data ya...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 53

= 1 / 8 × q × L2

Mmaks

= 1 / 8 × 1437,50 × 2,5 2
= 1123,05 kgm
Beban terpu...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
Dipilih:
Tulangan utama Ø16 – 75 (As = 2681 mm2)
Tulangan pembagi Ø10 – 150 (As = 524...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 55

Beban Mati
1. Berat sendiri

10.00

CL

A

Gambar 5.25. Bagian-bagian abutme...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 56

Momen yang terjadi terhadap titik A :
Mg

=

∑ Mx = 3572.69 Tm

Tabel 5.15. ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

P = 262,674 T

CL
Gambar 5.26. Pembebanan abutment akibat beban mati bangunan atas
P...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 58

3. Beban mati akibat timbunan tanah diatas pondasi abutment

1 0 .0 0

CL
Ga...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 59

Momen terjadi terhadap A :
Mg

=

∑ Mx =

1952,06 Tm

Tabel 5.17. Pembebanan...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 60

P = 163,299 T

CL
Gambar 5.28. Pembebanan abutment akibat beban hidup bangun...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 61

P = 25 T

G

CL

Gambar 5.29. Pembebanan pilar akibat gaya rem dan traksi
Ti...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 62

Tegangan tanah aktif

:

Pa1

= Ka * g * H

= 5,599 t/m2

Pa2

= Ka * q

= 0...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 63

Momen terhadap titik G :
Mges =

Fges × Yges

=

33,028 x8,2

=

270,83 m

M...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 64

0,057

0,06

Tanah Keras
Tanah Sedang
Tanah Lunak

0,05

Coef gempa (C)

0,0...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 65

γ

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

C

= 2,1 t/m2

= 0,21 kg/cm2

Kedalaman ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
= 100% × w × L × 2 m / 2

d2

= 100% × 62,1 × 30,8 × 2 / 2
= 1912,68 kg
dtotal = d1 +...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 67

Balok Cap

9,00

X
5,00

Balok Cap

9,00

Y

Gambar 5.33.

Dimensi Kaki Abut...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
c

=

kohesi tanah dasar (t/m2)

γ

=

berat isi tanah dasar (t/m3)

B=D

=

lebar po...
V - 70

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
Kombinasi Pembebanan Pada Abutment
Tabel 5.20. Kombinasi Beban
Kombinasi Beba...
V - 71

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
Tabel 5. 21.

Kombinasi 1

AKSI

kombinasi 1 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien ...
V - 72

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

Tabel 5. 22.

Kombinasi 2

AKSI

kombinasi 2 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien...
V - 73

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

Tabel 5. 23. Kombinasi 3

AKSI

kombinasi 3 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien ...
V - 74

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

Tabel 5. 24. Kombinasi 4

AKSI

Kombinasi 4 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien ...
V - 75

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

Tabel 5.25. Kombinasi 5
kombinasi 5 (Aksi Tetap ULS + Gempa ULS)
AKSI
V Vert...
V - 76

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

Tabel 5.26. Kombinasi 6
kombinasi 6 (Aksi Tetap + Gaya Gesek SLS + Beban Ang...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 77

Digunakan kombinasi 1 dengan gaya dan momen sebagai berikut :
Vv

= 1819,714...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
Mx

=

momen arah x

My

=

momen arah y

x

=

3,6 / h

y

=

13 / h

Ix

=

momen i...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 79

Koefisien Tekanan Tanah :
Ka1
Ka2

= tan2 ( 45 - φ1/ 2)
2

= tan ( 45 – φ2/ ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 80

Syarat jarak : 2,25 m – 4,50 m
Diambil jarak antar pondasi sumuran antar as ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 81

q = 1,747 T/m2

3400
4000
Gambar 5. 35. Pembebanan pada dinding sumuran (bet...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 82

F < Fmax berarti menggunakan tulangan single underreinforced
As

= F × b × d...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
Dipakai

V - 83

:

D tul

= 25 mm

Fy

= 320 Mpa

Fc

= 22,5 Mpa

Fc’

= 0,83*fc = 1...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 84

Penulangan Poer Abutment :
H
V

3.00

M

2.60
0,60
0,70

Gambar 5. 37. Skema...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

Mu
320
= p * 0,8 * 400 (1 – 0,588*p*
)
2
22,5
b*d
4,521 * 109
320
= p * 0,8 * 320 (1...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 86

Perhitungan geser Pons :
Tebal pondasi dicek terlebih dahulu sehingga dapat ...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 87

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

3
...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 88

= 0.438
Dari perhitungan pembebanan abutment untuk beban merata yang diakiba...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

Pa

2.8

Pa

3

V - 89

1

Pa

6.5

2

Pa
4

Pa
5

Gambar 5.40. Tekanan Tanah Aktif
...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
= 326 mm
f’c

= 22,5 Mpa

fy

= 320 Mpa

Fmax =

β1 x 450
600 + fy

=
=

0.416

=

1....
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 91

Penulangan tegak lurus wingwall
Karena momen tegak lurus dengan wingwall (19...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 92

Tabel 5.28. LHR Umur Rencana Ruas Jalan Salatiga – Boyolali

No

Jenis Kenda...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 93

6. Truk 3 sumbu 23 ton (5+18)
4

4

= 0.1410 + 2.036 =

2.177

⎛ 5000 ⎞
⎛ 18...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 94

Perhitungan LET ( Lintas Ekivalen Tengah ) :
LET

= 0,5 * (LEP + LEA )
= 0,5...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 95

5.3.4.Perancangan Alinyemen Vertikal
Data Lengkung Vertikal
1.

:
2,89 %

ST...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan

V - 96

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

= 6,56 + 0,048 V
= 6,56 + 0,048 . 80
= 1...
Bab V. Perancangan Struktur Jembatan
d4

V - 97

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

y...
perhitungan jembatan
perhitungan jembatan
perhitungan jembatan
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

perhitungan jembatan

58,071 views

Published on

perhitungan jembatan

  1. 1. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V-1 BAB V PERANCANGAN STRUKTUR JEMBATAN 5.1. ALTERNATIF PEMILIHAN JENIS 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 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 ( konv ) 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 5 – 25 6 Gelagar baja dengan lantai baja Gelagar baja dengan lantai komposit Gelagar beton T 7 Gelagar beton boks 8 Gelagar I dengan lantai komposit 9 Gelagar T pasca penegangan Gelagar boks pasca penegangan dengan lantai komposit 5 10 beton 35 - 90 6 – 25 12 – 30 12 – 35 20 – 45 18 - 40 Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  2. 2. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 biaya pemeliharaan lebih rendah. 5.1.2. Struktur Bawah Jembatan Pangkal Jembatan ( 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 3 – 3,6 m Dari berbagai alternatif jenis pondasi tersebut diatas, dipilih jenis pondasi sumuran. Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  3. 3. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 D > 13 mm menggunakan U – 39 c. Baja tulangan D < 13 mm 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 yang sudah ada adalah sebagai berikut : Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  4. 4. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 / mm2 Tegangan leleh minimum ( fpy ) = 160 kg / mm2 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  5. 5. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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/m3 (BMS-1992 vol. 1, hal 2-15) Beton aspal = 2,2 T/m3 = 26*1,2 kN/m3 (BMS-1992 vol. 1, hal 2-15) Beton prategang = 3,12 T/m3 = 25*1,2 kN/m3 (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 ) kPa L 15 ) kPa 30.8 = 7,896 kPa = 0,79 T/m2 Karena jembatan termasuk kelas I (BM 100) maka pembebanannya menjadi: q = 1 x 0.79 = 0.79T/m2 Menurut BMS 1992 hal 2-24, untuk jembatan dengan lebar lantai >5,5 m beban “D” didistribusikan seperti gambar dibawah ini : Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  6. 6. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V-6 q 0,5 q Ket. : beban “D” seluruhnya (100 %) 0,5 q dibebankan pada lebar jalur 5,5 m, sedangkan selebihnya 0,25 m 5,5 m b dibebani 50 % “D”. 0,25 m 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 qP = (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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  7. 7. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 Cw 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 Cw (Vw)2 Ab kN..........BMS 1992 hal 2-43 = 0,0006 . 1,655 . 252 . (3,12) = 1,94 kN/m = 194 Kg/m, Beban angin per m2: Tew = 0,0006 Cw (Vw)2 kN = 0,0006 . 1,655 . 252 = 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  8. 8. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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/cm2 ) 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 = 969,54 kg/cm2 ≤ 1600 kg/cm2 ........Aman !!! 9,98 Tiang Sandaran Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  9. 9. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 0,8 = 2,875 KNm = 28750 kgcm RI = 0,85*f’c = 0,85*225 = 191,25 kg cm 2 Mu = RI . b. d2. F(1 - K = F (1 - K = F ) 2 F ) 2 Mn (b * d 2 * RI ) = 28750 15 * 14,62 * 191,25 = 0,047 F =1- 1 − 2K =1- 1 − 2 * 0,047 = 0,0482 Fmax = β 1 * 450 (600 + fy ) = 0,85*450/(600+320) Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  10. 10. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 10 = 0,41576087 14 14 = = 0,0732 ≥ F maka diambil Fmin = 0,0732 RI 191,25 Fmin = As = F * b * d * RI fy = 0,0732*150*146*1,9125/32 = 95,80 mm2 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 = = 0,004375 fy 320 ρ min = ρ = As terpasang / (b*d) = 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  11. 11. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 m2 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  12. 12. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  13. 13. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 13
  14. 14. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 = = 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 ) = Mo 0,80 x 266,67 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 < Ly = 30,80 m ( ¾ ) a + ( ¾ ) r Lx = ( ¾ ) ( 0,80 ) + ( ¾ ) ( 2/3 ) ( 1,85 ) = 1,525 m = 152,5 cm Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  15. 15. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 Lx 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  16. 16. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Penulangan : Penulangan ( arah x lapangan ) Gambar 5.13. Tinggi efektif penulangan plat arah x lapangan dx = = 83,9 kNm = 0,85 fc = 0,85 x 35 = Fmax MLx 0.8 = RI 152 mm = Mn 200 – 40 – 16/2 29,75 Mpa = β1 450 600 + fy = = Fmin = 0.85 x 450 600 + 280 0,435 1.4 RI = = K 1.4 29.75 0,047 = Mn bd 2 RI 83.9 * 10 −3 = = F 1 [0.152] 29.75 0,12 = 1- 2 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 ) Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 16
  17. 17. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 1938 mm2 = Digunakan D16 – 100 ( As = 2011 mm2 ) Kontrol kapasitas penampang : As = 2011 mm2 F = 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 = 2011 mm2 ρ = As b*d = 0,013 Maka : ρ min < ρ < ρ max 0,005 < 0,013 < 0,042 ............................. OK!!!! Penulangan ( arah x tumpuan ) 67,48 0.8 84,35 kNm = 200 – 40 – 16/2 = K MTx 0.8 = d = = Mu 152 mm = Mn bd 2 RI 84,35 * 10 −3 = = F 1 [0.152] 29.75 0,120 = 1- = 0,120 2 1 − 2K Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 17
  18. 18. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 mm2 ) 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 = 2011 mm2 ρ = As b*d = 0,013 Maka : ρ min < ρ < ρ max 0,005 < 0,013 < 0,042 ............................. OK!!!! Penulangan ( Arah y Lapangan ) Mly = 40,88 kNm Mn = MLy 0.8 = 51,1 kNm = 200 - 40 – 16 – 16/2 = 136 mm = Mn bd 2 RI dy K Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 18
  19. 19. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 51.1 * 10 −3 = = 0,092 = F 1 [0.136] 29.75 1- 2 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 mm2 ) Kontrol kapasitas penampang : As = 2011 mm2 F = 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 = 2011 mm2 = As b*d = ρ 0,015 Maka : ρ min < ρ < ρ max 0,005 < 0,015 < 0,042 ............................. OK!!!! Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 19
  20. 20. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan D16 – 100 V - 20 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 = 0,5 f ' ci = 0,5 fti 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  21. 21. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 = 71,138 cm 4773,75 YB = Ya = 170 – 71,138 = 88,862 cm Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  22. 22. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 22 Tabel 5.6. Momem Inersia ( IX ) Prategang No Ruas Perhitungan Momen Inersia ( Ix+Ax*y2 ) IX (cm4) I 1/12*55*12,53 + 687,5*(153,75- 71,138)2 4700943.147 II 2{1/36*18,5*7,53 + 138,75*(145 - 71,138)2} 1514354.299 III 1/12*18*1253 + 2250*(85-71,138)2 3362025.819 IV 2{1/36*235,5*103 + 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 (cm4) 15850408.170 Wa = I X 15850408 = = 178371 cm3 Ya 88,862 Wb = I X 15850408 = = 222812 cm3 Yb 71,138 Penentuan Batas inti Balok Prategang : KA = 15850408,17 = 46,674 cm 4773,75 * 71,138 KB = 15850408,17 = 37,365 cm 4773,75 * 88,862 2. Sesudah Komposit Bmax Beff Plat Lantai 20 cm 7 cm Balok Pratekan Deck Slab 170 cm Gambar 5.16. Komposit Balok Prategang Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  23. 23. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 x0,043x 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 cm2 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 cm3 Jarak dari serat atas : Yb’ = Sc 762363,77 = 7841,05 A' = 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) Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  24. 24. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 24 = 15850408.170 + 7841,05(107,9 - 71,138 ) + (1/12 x 153,55 x 203 ) + 3071( 107,9 – 170 ) = 27018103,6 cm4 Momen lawan bagian atas komposit : Wa’ = 27018103,6 72,1 = 406967 cm3 Momen lawan bagian bawah komposit : Wb’ = 27018103,6 107,9 = 245684 cm3 Penentuan Batas inti Balok Prategang : Kb’ = 27018103,6 72,1x78401,05 = 107,9 Ka’ = 27018103,6 107,9x78401,05 = 31,94 Perbandingan modulus penampang balok dengan komposit : mb = (I x : Yb ) ( I x ': Yb ' ) = 0,89 ma = (I x : Ya ) ( I x ': Ya ' ) = 0,476 Tabel 5.7 Resume Analisa Penampang A Uraian ya 2 yb Ix Wa (cm) (cm ) (cm ) (cm3) 4773,75 88,86 Balok Precast Balok Composite 3 Wb (cm) 71,14 15850408 178371 222812 7841.05 72,1 107,9 27018104 406967 245684 (cm ) 4 Pembebanan Balok Prategang : 1. Beban Mati Berat sendiri balok prategang ( q1 ) : q1 = Ac x γbeton pratekan ULS = 0,4774 m2 x 3.12 t/m3 = 1,489 t/m Berat plat lantai ( q2 ) q2 = Aplat x γbeton bertulang ULS = 0,2m x 1,85m x 3,25 t/m3 = 1,203 t/m Berat Pavement ( q3 ) : Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  25. 25. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan q3 = A x γbeton aspal ULS V - 25 = 0,05m x 1,85m x 2,2 t/m3 = 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/m3 = 1,459 t Total beban q = q 1 + 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 m Direncanakan dipasang 6 buah difragma dengan jarak antar diafragma 6,00m P = 6 x 1,459 = 8,752 Ton Reaksi Perletakan : VA = VB = (2,896*30,8+8,752)*0.5 = 50,148 T Momen Maximum : Mm =( 1 1 X 2,896 x 30,82 ) + ( x 8,752 x 30,8 ) 8 4 = 430,545 tonm 2. Beban Hidup q = 0,79 T/m2 x 1,85 = 1,4615 T/m P = 11,396 T P 0,4 m 15,4 m q 15,4 m 30,8 m Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 0,4 m
  26. 26. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan VA = ( 1,4615 x 30,8 + 11,396 ) x 0.5 = 28,2051 T Mh =( V - 26 1 1 x 1,4615 x 30,82 ) + ( x 11,396 x 30,8 ) 8 4 = 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 1 (1,489 + 1,203) 30,82 ) + ( x 8,752 x 30,8) 8 4 = 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) fti = - 3,35 Mpa fci = 27 Mpa KondIisi Akhir (pada saat beban mulai bekerja) ft = - 3,54 Mpa fc = 22,5 Mpa 1. Perkiraan Awal Gaya Prategang F= MT 691,595 = = 664,995 ton 0,65h 0.65 × 1,6 Kehilangan tegangan rata-rata untuk sistem post tensioning adalah 20% → FO = F 664,995 = 0,8 0,8 = 831,244 ton Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  27. 27. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 27 2. Mencari letak eksentrisitas (CGS) e1 = fti × I X 33,5 × 15850,408 = = 7,189 cm 88,86 × 831,244 YA× FO e2 = MG 176,56 = → MG = 1/8 x1,489 x 30,802 = 176,56 tm 831,244 FO = 0,21 m = 21 cm = e 1 + e 2 + Kb e = 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 ) 346,278 + (0,89 × 345,317 ) = 0,66 + 0,467 e + KA = 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 =+ 66 725,11 ) = 0,366 t/cm2 (1 + 46,674 4773,75 =+ FO e (1 − ) A KB =+ Ftop F0 e (1 + ) A KA =+ fbottom 66 725,11 ) = - 0,116 t/cm2 (1 − 37,365 4773,75 Akibat gaya prategang efektif : F e = 66 cm F CGC CGS Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  28. 28. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan fbottom =+ = Ftop F e (1 + ) A KA 66 580,089 ) = 0,293 t/cm2 (1 + 46,674 4773,75 =+ = F A (1 − e ) KB 66 580,089 ) = - 0.093 t/cm2 (1 − 37.365 4773,75 Akibat berat sendiri balok prategang : fbottom V - 28 =- q MG 17656 =4773,75 × 46,674 A× KA = - 0,079 t/cm2 ftop =+ MG 17656 =+ 4773,75 × 37.365 A × KB = 0,104 t/cm2 Akibat muatan total fbottom =- q MT 69159,5 =4773,75 × 46,674 A× KA = - 0.3103 t/cm2 ftop =+ MT 69159,5 =+ 4773,75 × 37.365 A × KB = 0.215 t/cm2 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) Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  29. 29. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Serat bawah (fb) V - 29 = 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 mm2, jumlah strand 7. = 903,116 mm2 Luas tampang = 9,031 cm2 = 19000 kg/cm2 = 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/cm2 n = FO 725,11 = = 4,02 0,7 × Fpu 0,7 × 171,592 ≈ 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  30. 30. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan a1 = V - 30 MG F0 Keterangan : → MG = 0.5 q L x – 0.5 q x2 a1 = Jarak titik berat tendon dibawah kern atas ( kt’) FO = 725,11 t/cm2 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  31. 31. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 mm2 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 = 1,77 109 Nmm n = Es = 5,49 Ec Fpo = Fo 725110 = = 133,816 N/mm2 As 5418,7 Fcs = Fo Fo * e 2 M G * e + − Ac I I 725110 725110 * 66 2 17700000 * 66 = + − 4773,75 15850408,17 1585048,17 = 151,895 + 199,274 – 73,702 = 277,467 kg/cm2 = 27,747 MPa Maka : ∆fpES = 5,490 x 277,467 = 1523,29 kg/cm2 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 = Kcr Eps ( fcs − fcsd ) Ec Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  32. 32. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 32 Kcr = untuk struktur pasca tarik, koefisien rangkan beton 1,6 Fcsd = ` = 14,407 MPa Fcs = 27,747 MPa Mp * e 3,46. 10 7 x66 = 15850408,17 I = 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 ⎜ ⎜ fpu − 0.55 ⎟ ⎟ 10 ⎝ ⎠ ∆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, Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  33. 33. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan ∆fpR =14250 V - 33 Log 43800 ⎛ 1182.75 ⎞ − 0.55 ⎟ ⎜ 10 ⎝ 19000 ⎠ = 479.727 kg/ cm2 = 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 = 3.085x106 Nmm Direncanakan tulangan pokok D20 dan sengkang D10. d = h – p - Øsengkang – ½ Øtul. pokok = 1600 – 40 – 10 – (0,5 x20 ) = 1540 mm 3.085 * 10 6 = 0,0055 Mpa 1000 * 1540 2 Mu b*d2 = Mu b*d2 = 0,8 ρ fy (1 – 0,0588 ρ 0,0055 = 0,8 ρ 320 (1 – 0,0588 ρ ρ = 0,00003 ρmin = fy ) f 'c 320 ) 60 1,4 1,4 = = 0,0044 fy 320 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 ) Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  34. 34. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 34 2. Perhitungan tulangan geser balok prategang Gaya lintang akibat beban mati (VD) 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 (VL) 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 = V D + 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 f ' c + 0,3*fpc)*bw*d + Vp Vcw = (0,29* Vp = komponen vertikal dari gaya prategang Vp = Fo *tg α 52 15400 = 725110 * = 2448,42 N Bw = 18 cm = 180 mm Fpc = F 580,890 = 4773,75 Ac = 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  35. 35. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 35 = 1605987,614 N Retak miring akibat lentur (Vci) Vt * Mcr M max Vci = 0,05*bw*d* f 'c + Mcr = Ic' *(0,5* Yt' f ' c + fpc) = 2,7 *1011 *(0,5* 50 + 12,2) 72,1 = 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 Vci = L * x − x2 L − 2* x = M max Vt 3080 * 770 − 770 2 = 1155 cm = 11550 mm 3080 − 2 * 770 = 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 mm2) = Av * fy * d Vs = S 157 * 320 *1660 = 261,76 mm ≈ 300 mm 299405,5 Jadi dipakai tulangan sengkang D 10-300 mm. Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  36. 36. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 ) ⎦ Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  37. 37. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Angkur majemuk : 3 To ⎡ (b − b1 ) ⎤ = 0,20* ⎢ 2 ⎥ *F ⎣ (b2 + b1 ) ⎦ Ts = F * (1 − γ ) 3 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 = 145.022 ton 4 F1 = b1 = 25 cm b2 = 11cm Prisma 2 580089 = 145.022 ton 4 F2 = b1 = 11cm b2 = 27,5 cm Prisma 3 580089 = 145.022 ton 4 F3 = b1 = 27,5 cm b2 = 11cm Prisma 4 580089 = 145.022 ton 4 F4 = b1 = 11 cm b2 = 25 cm Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 37
  38. 38. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 ⎣ (b2 + b1 ) ⎦ b1 b2 1 25 11 145.022 5.801 -1.70585 2 3 4 11 27.5 145.022 5.801 2.283145 27.5 11 145.022 5.801 -2.28315 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 = 181.281 mm2 320 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 Gaya Prategang ( F ) 2 Sisi Prisma ( b = b1 + b2 ) 3 prisma 3 prisma 4 145.022 1 prisma 2 Sat 145.022 145.022 145.022 ton 36 38.5 23 23 m Lebar bearing ( 2b ) 0.267 0.267 0.267 0.267 m 4 gamma 0.007 0.007 0.012 0.012 5 6 Bursting force Koefisien reduksi Angku miring Ts' = 1.1 x Ts Fy As = Ts' / fy Tulangan terpasang Luas tulangan terpasang 47.982 1 48.005 1 47.779 1 47.779 1 ton 52.780 320 0.165 4 200.960 52.806 320 0.165 4 200.960 52.557 320 0.164 4 200.960 52.557 320 0.164 4 200.960 ton Mpa 7 8 9 10 11 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 mm2
  39. 39. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 = 88 cm P L Ix = 185 cm = 25 cm = 1 *250*8803 12 = 1,419 * 1010 mm4 Kt – Kb = Ix 1,419 * 1010 = = 146,5 mm 88 * 250 * 880 / 2 A * Cb Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 39
  40. 40. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 40 2. Pembebanan diafragma Berat sendiri = 0,25*0,88*3,25 = 0,715 T/m2 = 7,15 N/mm2 Momen yang terjadi = 1 *q*L2 12 = 2039239,58 Nmm Gaya lintang = 0.5 *q*L = 0.5 * 7,15 *1850 = 6613,75 N 3. Perhitungan momen 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 1 880 = 2,933 mm 300 ∆maks = Ec =4700 35 = 2,78 104 Mpa ∆maks = M * L2 6 * Ec * I M = 6 * Ec * I 6 * 2,78 * 10 4 * 1,419 * 1010 * ∆maks = *2,933 L2 1850 2 = 6,9 *108 Nmm 3. Tegangan izin Balok Diafragma F’c = 35 Mpa F’ci = 0,9 * 35 = 31,5 Mpa 1. Kondisi awal (sesudah transfer tegangan) σA = - f ti Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  41. 41. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan =- (-0,5 = 0,5* V - 41 f ci ) 31,5 = 2,806 Mpa = 28,06 kg/cm 2 σB = -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 = -157,5 kg/cm 2 σA = -ft = -( − 0,5 f 'C ) = 0,5 35 = 2,958 Mpa = 29,58 kg/cm 2 4. Perhitungan gaya pratekan yang dibutuhkan M 6,9 * 10 8 = = 21,38 N/mm2 1 W 2 * 250 * 880 6 σ = P =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 2343000 = = 2928750 N 0,8 0,8 Kontrol Tegangan 1. Akibat momen kritis fbottom = MT 2039239,58 = 250 * 880 * 146,5 A× KA Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  42. 42. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 42 = 0,063 Mpa ftop =- MT 2039239,58 =250 * 880 * 146,5 A × KB = - 0,063 Mpa 2. Akibat gaya prategang awal fbottom = - Fo 2928750 =250 * 880 A = - 2,31 Mpa ftop =- Fo 2928750 =250 * 880 A = - 2,31 Mpa 3. Akibat gaya prategang efektif fbottom = - F 2343000 =250 * 880 A = - 2,65 Mpa ftop =- F 2343000 =250 * 880 A = - 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 mm2, jumlah strand 7. Luas tampang = 903,116 mm2 = 9,031 cm2 Tegangan batas Tpu = 19000 kg/cm2 = 19 ton/cm2. Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  43. 43. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 = FO 292,8 = = 1,99 ≈ 2 0,7 × 171,592 0,7 × Fpu 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 ∆maks = = 40 mm 1 *880 = 2,933 mm 300 = M 0,8 = Mu 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  44. 44. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 44 8,625 * 10 8 = 5,062 Mpa 250 * 825,5 2 Mu b*d2 = Mu b*d2 = 0,8 ρ fy (1 – 0,588 ρ 5,062 = 0,8 ρ 320 (1 – 0,588 ρ ρ = 0,006 ρmin = fy ) f 'c 320 ) 35 1,4 1,4 = = 0,0044 fy 320 ρ > ρmin maka dipakai ρmin = 0,006 As =ρbd = 0,006 * 250 * 825,5 = 1238,25 mm2 Maka digunakan tulangan pokok 10 D 13 (As = 1327,32 mm2) 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. Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  45. 45. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 10 40 V - 45 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 : = Vmax A = f 67938 45 * 40 = 37.743 kg/cm2 ≤ 56 kg/cm2 Pengecekan terhadap geser : = H max A = f 2527 45 * 40 = 1.404 kg/cm2 ≤ 35 kg/cm2 Pengecekan terhadap CPU Bearing Pad / strip : Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  46. 46. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 5% * H max A = f V - 46 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 : HSC-P = 17 cm Tinggi angker masuk ke gelagar : HSC-G = 27 cm Shear Connector D16 Pelat f’c = 350 kg/cm2 20 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 ≥ 5.5 d Q = 55 * d2 * f 'c H < 5.5 Q = 10 * d2 * d 15,4 m f 'c Angkur yang masuk ke plat : Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  47. 47. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 17 = 10,63 ≥ 5,5 1.6 Q = 55 * 1,62 * Dipakai 2 kaki V - 47 Q = 5268,25 kg 350 = 2634,13 kg Angkur yang masuk ke gelagar : 27 = 16,88 ≥ 5,5 1.6 Q = 55 * 1,62 * Dipakai 2 kaki Q = 6296,76 kg 500 = 3148,38 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 : 54518 4 54518 4 kg 15 4 m 15 4 m 30 8 m 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 cm4 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 (cm3) Ixk (cm4) 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  48. 48. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 4.09 cm 16.37 cm 8.19 cm 3.85 m V - 48 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 qtot*L2 8 = 1 *1,775*12 8 = 0,222 Tm = 222 kgm = 2220000 Nmm I = 1 1 b*h2 = 1700*702= 735 000 mm 12 12 Ec =4700 22,5 = 2,23 104 Mpa Lendutan maksimum ∆ maks = 1 1 L= 1700 = 5,667 mm 300 300 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  49. 49. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 49 M * L2 6 * Ec * I 2,2 * 10 6 * 1700 2 = 2,257 mm > 5,667 mm.......ok 6 * 2,23 * 10 4 * 735000 = M 0,8 = Mu = = ∆ 2,22 * 106 0,8 = 2,75*106 Nmm Direncanakan tulangan pokok D13 d = h – p– 0,5 D tul. pokok = 70 – 40 – 6,5 = 23,5 mm 2,75 * 106 = 4,979 Mpa 1000 * 23,52 Mu b*d2 = Mu b*d2 = 0,8 ρ fy (1 – 0,0588 ρ fy ) f 'c 4,979 = 0,8 ρ 320 (1 – 0,0588 ρ 320 ) 22,5 214,08 ρ2 – 256 ρ + 4,979 = 0 p = (256 +247,532):2*214,08 = 0,0019 ρmin = 1,4 1,4 = = 0,0044 fy 320 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 mm2) Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  50. 50. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 a g re g a t 0.5500 p la t in ja 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  51. 51. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 53 = 1 / 8 × q × L2 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×d2 = 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: Asl = ρ × b × d × 10 6 = 0,017679 × 1 × 0,152 × 10 6 = 2687,208 mm2 Untuk fy = 240 Mpa, tulangan pembagi (As): As = 0,25 × b × 100 100 = 0,25 × 1000 × 200 100 = 500 mm2 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  52. 52. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Dipilih: Tulangan utama Ø16 – 75 (As = 2681 mm2) Tulangan pembagi Ø10 – 150 (As = 524 mm2) 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 54
  53. 53. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 x x x x x x x x x x x x 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 0.78 1.3 0.455 2.6 3.25 1.365 3.51 0.78 13.7475 2.925 2.925 63.375 0.5 0.5 V total 97.013 Jarak (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 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 Momen ( tm ) 3.00 5.14 1.84 8.84 6.83 5.09 10.71 1.93 41.93 23.40 10.12 205.97 324.79
  54. 54. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 (m) ( tm ) 1 0.3 x 0.8 x 3.25 0.78 0.80 0.62 2 0.8 x 0.5 x 3.25 1.3 0.90 1.17 3 0.7 x 0.2 x 3.25 0.455 1.05 0.48 4 0.5 x 1.6 x 3.25 2.6 0.35 0.91 5 2 x 0.5 x 3.25 3.25 0.15 0.49 6 1.2 x 0.7 x 3.25 x 0.5 1.365 0.68 0.93 7 1.2 x 0.9 x 3.25 3.51 0.00 0.00 8 1.2 x 0.4 x 3.25 x 0.5 0.78 0.58 0.45 9 0.9 x 4.7 x 3.25 13.7475 0.00 0.00 10 3 x 0.6 x 3.25 x 0.5 2.925 0.95 5.56 11 3 x 0.6 x 3.25 x 0.5 2.925 1.32 7.72 12 3 x 6.5 x 3.25 63.375 0.2 12.68 V total 97.013 Momen Total 31.01 Untuk lebar 9 m, maka : Vs = 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*0.12*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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  55. 55. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 : = x × Pm = 3,05 × 262,674 = Mg 801,156 Tm Lengan terhadap CL (x) = 0,165 m Momen terhadap CL : Mg = x × Pm = 0,165 × 262,674 = 35,9 Tm Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 57
  56. 56. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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/cm3 = 1,4242 T/ m3 Tabel 5.16. Pembebanan abutment timbunan tanah diatas pondasi Bagian 1 2 3 4 5 6 Gaya Vertikal Vs (ton) 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 35.12 Jarak ke A (m) 5.05 5.15 5.15 3.83 5.00 5.50 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 Momen thdp A ( ton m ) 14.38 33.74 20.24 1.64 100.41 7.05 177.46
  57. 57. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 Gaya Vertikal Vs (ton) 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 35.12 Jarak keCL (m) 2.20 2.30 2.30 0.78 1.95 1.45 Momen thdp CL ( ton m ) 6.27 15.07 9.04 0.33 39.16 1.86 71.73 Untuk lebar 9 m, maka : Vs = 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 ∑ Berat 386.32 = 2,04 m 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  58. 58. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 = = Ph × x = 163,299 × 3,05 = Mg 498,016 Tm ULS (Ultimate Limit State) P = 163,299 *2 = 326,598 T Momen terhadap G = = Ph × x = 326,598× 3,05 = Mg 996,124 Tm Momen terhadap CL = = Ph × x = 326,598× 0,165 = Mg 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. Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  59. 59. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 Momen terhadap G = = Ph × x = 25 × 10 = Mg 250 Tm ULS (Ultimate Limit State) P = 25 *2 = 50 T Momen terhadap G = = Ph × x = 50 × 10 = Mg 500 Tm Momen terhadap CL = = Ph × x = 50 × 10 = Mg 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/cm2 1- 3m γd= 1,4242 gr/cm3 φ1=23 0 C = 0.19 kg/cm2 Koefisien tekanan tanah : Ka = tan2 ( 45 - φ1 ) = 0,3197 Kp = tan2 ( 45 + φ1 ) = 3,1162 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  60. 60. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  61. 61. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 63 Momen terhadap titik G : Mges = Fges × Yges = 33,028 x8,2 = 270,83 m Momen terhadap titik CL : Mges = Fges × Yges = 33,028 x8,2 = 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  62. 62. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 64 0,057 0,06 Tanah Keras Tanah Sedang Tanah Lunak 0,05 Coef gempa (C) 0,043 0,057 / T 0,04 0,035 / T 0,033 0,020 / T 0,03 0,028 0,022 0,02 0,017 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 T = waktu getar struktur (detik) = 2 π √ (Wt / g.K) g = percepatan gravitasi = 9,81 m/det2 K = kekakuan pilar jembatan, untuk 1 pilar K = 3. E. I / L3 E = modulus elastisitas bahan pilar = 200000 kg / cm2 = 2000000 T/m2 I = momen inersia penampang pilar (m4) = 1 12 × 8,4 × 113 = 931,7 m4 L = tinggi abutment (meter) K = 3 × EI L3 = 3 × 2000000 × 931,7 8.43 = 9,43 . 106 T/m T ⎛ Wt ⎞ ×K⎟ ⎟ ⎝ g ⎠ = 2π ⎜ ⎜ ⎛ 559,243 ⎞ × 9,43 * 10 6 ⎟ ⎝ 9,81 ⎠ = 2π ⎜ = 2π*23.187,85 detik Kekuatan geser tanah (S) S = c + (γ × h ) tan ϕ φ1 = 31 derajat Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  63. 63. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 1,0 ; Jembatan merupakan jembatan permanen = faktor jenis struktur = 3 ; merupakan jembatan type C bersifat elastis tidak daktail = faktor wilayah gempa = Z faktor kepentingan = K = 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 2 6. Beban angin (w = 62,1 kg/m ) 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) : Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  64. 64. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 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 : = d1 × Y 1 + d 2 × Y 2 Ma = 1,91268 × 9,4 + 1,91268 × 11 = 39,02 Tm Momen terhadap titik CL : = d1 × 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 ⎛ x ⎞⎞ ⎛ ⎛ Pv ⎞ ⎛ ⎛ y ⎞⎞ ⎟ + ⎜ Mhx × ⎜ ⎟ ⎟ + ⎜ Mhy × ⎜ ⎟ ⎟ ⎟ ⎜ Iy ⎟ ⎟ ⎜ ⎜ ⎝ A⎠ ⎝ ⎝ Ix ⎠ ⎠ ⎝ ⎠⎠ ⎝ = ⎜ Pmax 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 66
  65. 65. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 y = 0,5 x9,0 Ix = 1/12 × Bx × By = 1/12 × 5,0 × 93 = 1/12 × Bx3 × By = 1/12 × 5,03 × 9 = 114,58 m4 = 5,0 x 9 = 45 m2 Iy A = 2,5 m = 4,5 m 3 = 554,58 m4 Kapasitas dukung tanah dasar (bearing capacity) dipengaruhi oleh parameter ϕ , c, danγ . Besarnya kapasitas dukung tanah dasar dapat dihitung dengan metode Terzaghi, yaitu : Pult = Ap ⋅ (c ⋅ N c (1 + 0,3B / L) + γ ⋅ D f ⋅ N q + 0,5 ⋅ γ ⋅ B ⋅ Nγ ⋅ (1 − 0,2 B / L)) dimana : Pult = daya dukung ultimate tanah dasar (t/m2) Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  66. 66. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan c = kohesi tanah dasar (t/m2) γ = berat isi tanah dasar (t/m3) B=D = lebar pondasi (meter) Df = V - 68 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 Nc 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 0 5 10 15 20 25 30 34 35 40 45 48 50 Nq 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/cm3 = 0,001424 kg /cm3 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 + 0,3B / 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  67. 67. 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 Ket. o x = kondisi batas layan (SLS) = kondisi ultimate (ULS) Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 Sumber : BMS 1992
  68. 68. 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 326,598 966,124 50 x 33,028 3,83 1819,714 500 125.508 39,02 o o 401,377 5339,97 2238,123 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  69. 69. V - 72 Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 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 M Vertikal M Horisontal ULS/SLS x 1067,143 425,973 3572,69 801,156 314,719 1573,595 o 163,299 498,016 25.000 o 33.028 1819,714 145.000 270,83 o 372,747 4871,862 1989,43 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  70. 70. V - 73 Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 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 M Vertikal M Horisontal ULS/SLS x 1067,143 425,973 3572,69 801,156 314,719 1573,595 o 116.640 291.599 25.000 o 33.028 3,83 1609,56 145.000 270,83 39,02 o o 376,577 4665,45 2028,445 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  71. 71. V - 74 Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Tabel 5. 24. Kombinasi 4 AKSI Kombinasi 4 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien SLS + Gaya Rem SLS + Gaya Gesek SLS+ Beban Angin ULS) 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 M Vertikal M Horisontal ULS/SLS x 1067,143 425,973 3572,69 801,156 314,719 1573,595 o 163,299 498,016 25 o 33,028 3,83 1656,415 250 270,83 39,02 o x 376,577 4871,862 2133,445 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  72. 72. V - 75 Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Tabel 5.25. Kombinasi 5 kombinasi 5 (Aksi Tetap ULS + Gempa ULS) AKSI 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 M Vertikal M Horisontal ULS/SLS x 1067,143 425,973 3572,69 801,156 314,719 28,186 1493,116 1573,595 236,73 342,905 4373,846 1810,325 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 x
  73. 73. V - 76 Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Tabel 5.26. Kombinasi 6 kombinasi 6 (Aksi Tetap + Gaya Gesek SLS + Beban Angin SLS) AKSI 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 x 3572,69 801,156 314,719 1573,595 33,028 3,83 1493,116 ULS/SLS 125.508 39,02 351,577 4373,846 1738,123 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 o o
  74. 74. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 = ∑ Mv ∑ Mh = FS 5339,97 = 2,338 > SF = 1,5 2283,123 ................... 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 = 2,040 > SF = 1,5 ................... Aman 401,377 c. Eksentrisitas = B ∑ Mv − ∑ Mh B 4,5 < = = 0,75 m − 6 6 2 ∑V = e 5,0 5339,97 − 2283,123 − = 0,71 < 0,75 m 2 1819,714 ................... Aman d. Pmax Pondasi ⎛ x ⎞⎞ ⎛ ⎛ Pv ⎞ ⎛ ⎛ y ⎞⎞ ⎟ + ⎜ Mhx × ⎜ ⎟ ⎟ + ⎜ Mhy × ⎜ ⎟ ⎟ ⎟ ⎜ Iy ⎟ ⎟ ⎜ ⎜ ⎝ A⎠ ⎝ ⎝ Ix ⎠ ⎠ ⎝ ⎠⎠ ⎝ = ⎜ Pmax dimana : Pmax = beban maksimum total pondasi Pv = beban vertikal total A = luas dasar pondasi Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  75. 75. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 (2283,123) × 2,5 + 55 114.58 = 82.9 T/m2 > Pall = 29.4 T/m2 V - 78 ...................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 : Lapis 1 = 31,000 : φ1 Tan φ1 γ1 = 1,751 t/m3 C1 = 2,100 t/m2 h1 = 2,00 m : φ2 Lapis 2 = 0,6 = 31,000 Tan φ2 = 0,6 γ2 = 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 Nγ = 18 Nq = 20 Qult = 1,3*c* Nc + D* γ * Nq + 0,3* γ 1 *B* N γ Qult = 1308,5130 t/m2 qsafe = Qult / SF = 1308,5130 t/m2 / 3 = 436,171 t/m2 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  76. 76. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 79 Koefisien Tekanan Tanah : Ka1 Ka2 = tan2 ( 45 - φ1/ 2) 2 = tan ( 45 – φ2/ 2) = 0,320 = 0,320 Tegangan tanah aktif pada pondasi sumuran : σa2 = Ka2* γ 2 *H2 = 2,239 t/m2 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 / π*R2 = 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  77. 77. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 Pmax = = = 165,792 ton 1819,714 (2283,123) × 2,5 + 55 114.58 82.9 T/m2 < Qsafe = 436,171 T/m2 Karena daya dukung tanah lebih besar dari P yang terjadi maka aman Perhitungan Cincin Sumuran : Beton cyclop, f’c = 17,5 MPa = 175 kg/cm2 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. Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  78. 78. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 196500 = = 245671 kgcm 0,8 0,8 Mn = d =h–p–½D = 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 = F =1– 1 − 2K =1– 1 − 2 × 0,0019 491344 Mn = = 0,0019 2 b × d × Rl 942,478 × 25,4 2 × 212,5 = 0,0019 = β1 × 4500 6000 + fy = Fmaks 0,85 × 4500 6000 + 4000 = 0,3825 Kmaks = F max× (1 − f max/ 2 ) = 0,3825 × (1 − 0,3825 / 2 ) = 0,309 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  79. 79. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 × γ × h 2 × D × Ka = ½ × 1,678 × 6 2 × 3 × 0,347 = 31,442 T Luas tulangan geser (A) = T 31442 = = 19,651 cm2 = 1965,1 mm2 σu 1600 fy = 2400, σu = 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  80. 80. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Dipakai V - 83 : 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 = b1 * 0,85 * fc' 600 ( ) fy 600 + fy = 0,85 * 0,85 * 18,675' 600 ( ) = 0,0275 320 600 + 320 Ρmax = 0,75* ρb = 0,75*0,275 = 0,0206 Ρmin Mu = 1,4 1,4 = = 0,004 fy 320 = k*b*d2 5339,97 * 107 = k*11000*9382 K = 0,181 K = 0,9*p*fy 0,181 = 0,9*p*320 P = 0,0000629 < pmin = 0,004 Diambil p = pmin Sehingga : As min = pmin *b*d = 0,004*11000*938 =41272 mm2 Dipakai D 25-200; As = 0.25*252*3,14*( 11000 +1) 80 = 62624,16 mm2 > As min Tulangan bagi min (20% dari tulangan pokok) = 20% * 62624,16 mm2 = 12524,833mm2 Dipakai Ø16-200; As = 0.25*162*3,14*( 11000 +1) 200 = 8239,36 mm2 > As min Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  81. 81. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 = 1819,714 240,419 *1,45 0 ± ± 12 4 *16,82 3 *12,5 = 70,866 Ton Mu = 1,45*P = 1,45 * 70,866 = 452,129 Tm = 452,129 * 107 Nmm Kontrol terhadap Pecahnya konstruksi Mu < 0,1 * fc’ W 452,129 * 107 = 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  82. 82. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Mu 320 = p * 0,8 * 400 (1 – 0,588*p* ) 2 22,5 b*d 4,521 * 109 320 = p * 0,8 * 320 (1 – 0,588*p* ) 2 8000 * 1440 22,5 0,273 = 256*p*(1 – 8,36p) P = 0,00107 pmin = 0,004 pmax = 0,0206 dipakai p= 0,004 As = p * b*d = 0,004*8000*1440 = 46080 mm2 Digunakan tulangan D25-200 (As = 49062,5 mm2) Tulangan bagi dipakai tulangan praktis = 20%*As = 20% *46080 = 9216 mm2 Dipakai tulangan D16-150 (As = 11335 mm2) Gambar 5.38. Sketsa Tulangan Kaki Abutment Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 85
  83. 83. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 : 1 1 )* * βc 6 Vc = (1 + fc' *b0*d Dimana: β c = rasio sisi panjang terhadap sisi pendek penampang kolom = d 8000 = 1,778 4500 = 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 *106 N Vc = (1 + 1 1 )* * 22,5 *18895*1447,5 1,778 6 = 33,783 *106 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  84. 84. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 ) Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  85. 85. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 2 x 1.1 = = 2.2 γ Ka 1.2914 0.589 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  86. 86. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Pa 2.8 Pa 3 V - 89 1 Pa 6.5 2 Pa 4 Pa 5 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  87. 87. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 326 mm f’c = 22,5 Mpa fy = 320 Mpa Fmax = β1 x 450 600 + fy = = 0.416 = 1.4 RI = Fmin 0.85 x 450 600 + 320 1.4 191.25 = 0.0073 = Mn bd 2 RI = K 181518900 2 1000 [326] 191.25 = 0,0089 = 1- 1 − 2K =1- F 1 − 2 * 0,0089 = 0.0089 Fmax > F > Fmin 0.416 > 0.0089 > 0.0073 = F * b * d * RI fy = As 0.0089 * 1000 * 326 * 191.25 320 = 1734.039 mm2 Maka digunakan tulangan D16 – 100 (As = 2011 mm2 ) Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000 V - 90
  88. 88. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 mm2 ) 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. Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  89. 89. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 92 Tabel 5.28. LHR Umur Rencana Ruas Jalan Salatiga – Boyolali No Jenis Kendaraan LHR Tahun 2002 (kend/hari) 1 2 3 4 5 6 7 8 Sedan, Jeep 2 ton 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 Total 5059.00 4803.00 14633.00 2850.00 1678.00 685.00 503.00 451.00 30662.00 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 5950.68 5649.55 17212.14 3352.33 1973.76 805.73 591.66 530.49 36066.34 6147.05 5835.99 17780.15 3462.95 2038.89 832.32 611.18 548.00 37256.53 8504.91 8074.54 24600.19 4791.26 2820.96 1151.58 845.62 758.20 51547.26 Sumber : Data Perhitungan Lalu Lintas Bina Marga tahun 2002 Angka Ekivalen (E) Beban Sumbu Kendaraan : 1. Sedan, Jeep 2 ton (1+1) 4 ⎛ 1000 ⎞ ⎛ 1000 ⎞ ⎟ +⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 8160 ⎠ 4 = ⎜ = 0.0002 + 0.0002 = 0.0004 2. Opelet, pick up 2 ton (1+1) 4 ⎛ 1000 ⎞ ⎛ 1000 ⎞ ⎟ +⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 8160 ⎠ 4 = ⎜ = 0.0002 + 0.0002 = 0.0004 3. Mikro truk 6 ton (2+4) 4 ⎛ 2000 ⎞ ⎛ 4000 ⎞ ⎟ +⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 8160 ⎠ 4 =⎜ = 0.0036 + 0.0577 = 0.0613 4. Bus 8 ton (3+5) 4 ⎛ 3000 ⎞ ⎛ 5000 ⎞ = ⎜ ⎟ +⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 8160 ⎠ 4 = 0.0183 + 0.1410 = 0.1593 5. Truk 2 sumbu 15 ton (5+10) 4 ⎛ 5000 ⎞ ⎛ 10000 ⎞ =⎜ ⎟ +⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 8160 ⎠ 4 = 0.1410 +2.2555 = 2.3965 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  90. 90. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan V - 93 6. Truk 3 sumbu 23 ton (5+18) 4 4 = 0.1410 + 2.036 = 2.177 ⎛ 5000 ⎞ ⎛ 18000 ⎞ =⎜ ⎟ + 0.086⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 8160 ⎠ 7. Truk Gandengan 30 ton (5+18+5+5) 4 4 4 ⎛ 18000 ⎞ ⎛ 5000 ⎞ ⎛ 5000 ⎞ ⎛ 5000 ⎞ ⎟ +⎜ ⎟ + 0.086⎜ ⎟ +⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 8160 ⎠ 4 =⎜ = 0.1410 + 2.0362 + 0.1410 + 0.1410= 2.4592 8. Truk Semi Trailer 30 ton (5+18+21) 4 4 ⎛ 5000 ⎞ ⎛ 18000 ⎞ ⎛ 21000 ⎞ ⎟ + 0.086⎜ ⎟ + 0.053 ⎜ ⎟ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 8160 ⎠ ⎝ 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 2 3 4 5 6 Sedan, Jeep 2 ton Opelet, pick up 2 ton Mikro truk 6 ton Bus 8 ton Truk 2 sumbu 15 ton Truk 3 sumbu 23 ton 6147.05 5835.99 17780.15 3462.95 2038.89 832.32 0.30 0.30 0.30 0.45 0.45 0.45 0.0004 0.0004 0.0613 0.1593 2.3965 2.1770 0.74 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 1 2 3 4 5 6 Sedan, Jeep 2 ton Opelet, pick up 2 ton Mikro truk 6 ton Bus 8 ton Truk 2 sumbu 15 ton Truk 3 sumbu 23 ton 8504.91 8074.54 24600.19 4791.26 2820.96 1151.58 0.30 0.30 0.30 0.45 0.45 0.45 0.0004 0.0004 0.0613 0.1593 2.3965 2.1770 1.02 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 Cj ( Koef. Distribusi Kendaraan ) Ej ( Angka Ekivalen ) LEP 7440.02 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  91. 91. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  92. 92. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 % Elevasi PPV3 = 741,071 m 0,667 % 4. = 14 + 463 Jarak PPV2 – PPV3 = 80 m 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 = V2 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  93. 93. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 × t1 ) 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000
  94. 94. Bab V. Perancangan Struktur Jembatan d4 V - 97 = Jarak yang ditempuh oleh kendaraan yang datang dari arah berlawanan, yang besarnya diambil sama dengan 2/3 d2 ( m ) Tabel 5. 31. Perhitungan Alinyemen Vertikal Lv A=[ g1 g2 ] % Sta Syarat JPH Syarat Drainase Syarat JPL Bentuk Visual Syarat Kenyamanan Lv yang digunakan ( Dengan Pertimbangan Syarat Drainase ) S<L S<L 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 PPV1 S>L 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 Elv Lv y Ev Awal ( PLV ) y1 PPV1 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 PTV Sta 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 Laporan Tugas Akhir Evaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga – Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

×