Jemb. baja

RANCANGAN JEMBATAN BAJA
Khairul Maulana Rachmayani (09.01.1335) 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Data Perencanaan
Penyelesaian : Perencanaan dan Perhitungan Jembatan Baja.
Peninjauan Muatan : PPPJJR 1987
1. Muatan Hidup
2. Muatan Mati
3. Muatan Angin
Ketentuan :
1. Jarak titik buhul (λ) = 5,0 m
2. Panjang Bentang (L) = 40,0 m
3. Tinggi Jembatan (H) = 4.5 m
4. Lebar jembatan (B) = 9,0 m
5. Lebar lantai kendaraan = 7,0 m
6. Lebar trotoar = 2 x 1 m
7. Bahan rangka jembatan = baja Bj 37 (Fe 360) = σy = 2400 kg/cm²
8. Letak lantai kendaraan = di atas
9. Bahan lantai kendaraan = beton bertulang + aspal
10. Alat sambung = baut (σ = 1600 kg/cm²)
11. Tipe Jembatan = Kelas A (Analisis Perancangan Jembatan : 22)
5m
80
m
4,5
m
40 m

Diminta :
1. Perencanaan konstruksi jembatan dengan ketentuan di atas.
2. Gambar konstruksi jembatan :
a. Tampak atas 1 : 100
b. Potongan melintang 1 : 100
c. Potongan memanjang 1 : 100
d. Detail titik buhul 1 : 10
e. Detail gelagar memanjang ke gelagar melintang 1 : 10
f. Detail gelagar melintang ke gelagar utama 1 : 10
g. Detail tumpuan 1 : 10
1.2 Data Pedoman dan Peraturan Perencanaan
1.2.1 Pedoman perencanaan
Dalam perencanaan jembatan jalan raya digunakan pedoman dan peraturan
pembebanan serta syarat teknis lainnya untuk mencapai perencanaan yang
ekonomis. Peraturan yang digunakan adalah :
1. Tata Cara Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (SNI 03–1725-1989)
2. Peraturan Beton Bertulang Indonesia–2002.
3. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Jembatan Jalan Raya (SNI
03-3428– 1994)
4. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI – 1983);
5. Tabel Profil Konstruksi Baja (Ir. Rudi Gunawan).
1.2.2 Beban hidup
Beban hidup yang ditinjau terdiri atas :
1 Beban “T”
Beban “T” adalah beban yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai
beban roda ganda sebesar 10 ton.
2 Beban “D”
Beban “D” adalah susunan beban pada setiap jalur lalu lintas yang terdiri
dari beban garis P = 12 ton dan beban terbagi rata sebagai berikut :

q = 2,2 t/m untuk L < 30 m
q = 2,2 t/m – {(1,1/60) x (L – 30)} t/m untuk 30 < L < 60 m
q = 1,1 {1 + (30/L)} t/m untuk L > 60 m
ketentuan penggunaan beban “D” dalam arah melintang jembatan sebagai
berikut :
 Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan < 5,50 m, beban “D”
sepenuhnya (100%) harus dibebankan pada seluruh jembatan.
 Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan > 5,50 m, beban “D”
sepenuhnya (100%) dibebankan pada lebar lajur 5,50 m sedangkan
lebar selebihnya dibebani hanya separuh beban “D” (50%).
1.2.3 Beban kejut
Untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh getaran dan pengaruh-
pengaruh dinamis lainnya, tegangan-tegangan akibat beban garis (P) harus
dikalikan dengan koefisien kejut yang akan memberikan hasil maksimum.
Beban kejut ditentukan dengan rumus :
dengan : K = koefisien
L = panjang bentang (M)
1.2.4 Gaya rem
Pengaruh gaya rem diperhitungkan sebesar 5% dari beban “D” tanpa
koefisien kejut yang memenuhi semua jalur lalu lintas yang ada dan dalam satu
jurusan. Gaya rem dianggap bekerja horizontal dalam arah sumbu jembatan
dengan titik tangkap setinggi 1,80 m di atas permukaan lantai kendaraan.
1.2.5 Beban angin
Pengaruh beban angin sebesar 150 kg/cm² pada jembatan ditinjau
berdasarkan bekerjanya beban angin horizontal terbagi rata pada bidang vertikal
jembatan dalam arah tegak lurus sumbu memanjang jembatan.
Dalam menghitung jumlah luas bagian-bagian sisi jembatan yang terkena
angin dapat digunakan ketentuan sebagai berikut :
)50(
20
1
L
K



1 Keadaan tanpa beban hidup
 Untuk jembatan gelagar dinding penuh = 100% luas bidang sisi
jembatan yang langsung terkena angin + 50% luas bidang sisi lainnya.
 Untuk jembatan rangka = 30 % luas bidang sisi jembatan yang
langsung terkena angin + 15% luas bidang sisi lainnya.
2 Keadaan dengan beban hidup
 Untuk jembatan diambil 50% terhadap luas bidang menurut ketentuan
butir nomor 1 (keadaan tanpa beban hidup).
 Untuk beban hidup diambil 100% luas bidang sisi yang langsung
terkena angin.
1.2.6 Beban trotoar, kerb dan sandaran
Beban trotoar, kerb dan sandaran yang ditinjau adalah :
1. Konstruksi trotoar harus diperhitungkan terhadap beban hidup sebesar 500
kg/m². Dalam perhitungan kekuatan gelagar karena pengaruh beban hidup
pada trotoar, diperhitungkan beban sebesar 60% beban hidup trotoar.
2. Kerb pada tepi lantai kendaraan harus diperhitungkan untuk dapat
menahan satu beban horizontal ke arah melintang jembatan sebesar 500
kg/m² yang bekerja pada puncak kerb yang bersangkutan atau pada tinggi
lantai 25 cm di atas permukaan lantai kendaraan apabila kerb yang
bersangkutan lebih tinggi dari 25 cm.
3. Tiang-tiang sandaran pada setiap tepi trotoar harus diperhitungkan untuk
dapat menahan beban horizontal sebesar 100 kg/m’ yang bekerja pada
tinggi 90 cm di atas lantai trotoar.
1.2.7 Kombinasi pembebanan dan gaya
Konstruksi jembatan beserta bagian-bagiannya harus ditinjau terhadap
kombinasi pembebanan dan gaya yang mungkin bekerja. Dan tegangan yang
digunakan dinaikkan terhadap tegangan yang diizinkan. Adapun tabel kombinasi
pembebanan dan gaya, sebagai berikut :

Kombinasi Pembebanan dan Gaya
Tegangan yang digunakan terhadap
tegangan izin
I. M + (H + K) 100 %
II. M + A 125 %
III. M + (H + K) + Rm + A 140 %
IV. M + Gh 150 %
V. M 130 %
VI. M + (H + K) 150 %
Sumber : (PPPJJR-1987, halaman 21 Tabel VI).
Keterangan notasi :
M = Beban mati
H = Beban hidup
K = Beban kejut
Rm = Gaya rem
Gh = Gaya horizontal ekivalen akibat gempa bumi
A = Beban angin

BAB II
PERENCANAAN LANTAI KENDARAAN,
SANDARAN DAN TROTOAR
2.1 Perhitungan Lantai Kendaraan
Direncanakan
Lebar lantai kendaraan = 7 m
Lebar lantai trotoar = 2 x 1 m
Tebal lapisan aspal = 10 cm
Tebal plat beton bertulang = 20 cm
4,5 m
Ikatan angin
Vakwerk
Trotoar
Lantai kendaraan
Gelagar Memanjang
Gelagar Melintang
1 m 7 m 1 m
1,8m 1,8m 1,8m 1,8m 1,8m

Keterangan :
Dari gambar tampak lantai kendaraan pada konstruksi jembatan ini
terletak di atas dengan lebar lantai kendaraan = 7 m dan lebar lantai trotoar = 2 x 1
m. Tetapi perencanaan jembatan tidaklah mutlak seperti ketentuan di atas, karena
semua ketentuan tersebut direncanakan oleh perencana sesuai dengan permintaan
pemilik proyek dan kondisi lapangan.
Untuk perhitungan lantai kendaraan, harus ditinjau pembebanan terhadap
lantai kendaraan dan trotoar. Dari perhitungan pembebanan tersebut, diambil
pembebanan yang maksimum.
2.1.1 Pembebanan
Lantai kendaraan pada konstruksi jembatan ini terletak di atas, terdiri dari
plat lantai beton bertulang. Muatan mati
- Berat plat lantai = 0,20 x 2,40 = 0,48 t/m2
- Berat lap. Aspal = 0,10 x 2,20 = 0,22 t/m2
- Berat air hujan = 0,05 x 1,00 = 0,05 t/m2
q = 0,75 t/m2
a. Muatan hidup
Untuk perhitungan lantai kendaraan, digunakan beban T yang merupakan
kendaraan truk dengan beban roda ganda sebesar 10 ton untuk jembatan
kelas A dengan bidang sebaran gaya antara ban dengan lantai berukuran
1,60 x 3,00 m2
, yaitu pada luas bidang penempatan gelagar memanjang
dan melintang.
Bidang kontak kendaraan untuk jembatan kelas A adalah 30 x 50 cm2
dan
menyebar dengan sudut 45o
(PPPJJR-1987, halaman 6 dan 19).
Besarnya T diambil sebesar 100 % yaitu untuk jembatan permanen kelas
A.
T = 100 % x 10 = 10 ton.
50 cm
b
10
20
10 10
30 cm
a

Penyebaran gaya untuk potongan memanjang lantai :
a = u + 2 ( ½ . tebal plat beton + tebal aspal )
= 30 + 2 ( ½ . 20 + 10 )
= 70 cm
Penyebaran gaya untuk potongan melintang lantai :
b = v + 2 ( ½ . tebal plat beton + tebal aspal )
= 50 + 2 ( ½ . 20 + 10 )
= 90 cm
Jadi luas bidang kontak setelah disebar ke lantai adalah 70 x 90 cm2
.
q =
axb
T
=
9,07,0
10
x
= 15,873 t/m2
b. Beban angin
Muatan angin merupakan muatan sekunder. Berdasarkan PPPJJR-1987
halaman 13, tekanan angin diambil sebesar 150 kg/m2
. Luas bidang beban
hidup yang bertekanan angin ditetapkan setinggi 2 m di atas lantai
kendaraan, sedangkan jarak as roda kendaraan adalah 1,75 m.
Reaksi pada roda akibat angin:
RA =
=
1,75
1x0,15x2x5
= 0,857 ton.
Beban angin ini akan menyebar dengan beban akibat muatan hidup,
sehingga beban menjadi beban hidup + beban angin :
P = 10 + 0,857 = 10,857 ton.
(jarak gel. melintang) x (tinggi tek. angin) x (b. angin) x ( ½ x tinggi tek. angin )
Jarak as roda
2 m W = 150 kg/m
2
1 m
1,75 m
A B
rodapadaaksi
lantaidarireaksi

2.1.2 Pembebanan lantai trotoar
Direncanakan :
Lebar lantai trotoar = 1 m
Tebal plat beton = 15 cm
Berat jenis beton tumbuk = 2,2 t/m³
Berat jenis air = 1 t/m³
a. Muatan mati
Berat plat lantai trotoar = 0,15 x 2,2 = 0,33 t/m²
Berat plat lantai trotoar = 0,2 x 2,4 = 0,48 t/m²
Berat air hujan = 0,05 x 1,0 = 0,05 t/m²+
qm = 0,86 t/m²
b. Muatan hidup
Menurut PPPJJR-1987 (halaman 10), muatan hidup untuk konstruksi
trotoar diperhitungkan sebesar 500 kg/m². Beban hidup ini disebarkan
seluas : (lebar trotoar x jarak gelagar melintang).
Atau dapat ditulis sebagai berikut :
Beban hidup = 500 x 1 x 5
= 2500 kg = 2,5 ton
Dari pembebanan lantai kendaraan dan trotoar dapat ditabelkan sebagai berikut :
Kondisi Pembebanan Beban mati (t/m³) Beban hidup (t)
I Lantai kendaraan 0,75 10,857
II Lantai trotoar 0,86 2,50
Dengan memperhatikan kedua pembebanan pada tabel tersebut, dapat
disimpulkan bahwa pembebanan maksimum yang menentukan perencanaan plat
lantai kendaraan. Sehingga dapat ditulis :
Beban mati = 0,86 t/m³
Beban hidup = 10,857 ton

2.1.3 Perhitungan momen
a. Akibat beban mati (berat sendiri)
q = 0,86 t/m2
.
Ukuran plat = (1,60 x 3) m2
.
Diasumsikan plat bertumpu pada keempat tepinya.
Dengan : ly / lx = 5,00 / 1,80 = 2,778
Menurut SK SNI – T – 15 – 1991 – 03, momen pada plat dapat dihitung
dengan peraturan Tabel 4.2.b Vis – Kusuma 1997 (skema II, jepit – jepit).
Mlx = + 0,001 . q . lx
2
. x x = 63,5
= + 0,001 . 0,86 . (1,60)2
. 63,5
= + 0,140 tm
Mly = + 0,001 . q . lx
2
. x x = 14
= + 0,001 . 0,86 . (1,60)2
. 15
= + 0,031 tm
Mtx = - 0,001 . q . lx
2
. x x = 83
= - 0,001 . 0,86 . (1,60)2
. 83
= - 0,183 tm
Mty = - 0,001 . q . lx
2
. x x = 50
= - 0,001 . 0,86 . (1,60)2
. 50
= - 0,112 tm
5.0
1.8
ly =
lx =

b. Akibat beban hidup dan beban angin
Dihitung berdasarkan PBI-1971 pasal 13.4.3, momen negatif rencana
harus dianggap menangkap pada bidang muka tumpuan persegi, dimana tumpuan-
tumpuan bulat atau bentuk lain harus dianggap sebagai tumpuan bujur-sangkar
dengan luas yang sama.
Keadaan I
Plat menerima beban satu roda (di tengah plat)
a = 70 cm ; b = 90 cm
Sa
Berada di tengah-tengah diantara kedua tepi yang tidak ditumpu untuk :
Ly > 3  r  Lx r = ½ (tumpuan jepit)
Ly > 3  1/2  1,8
5 > 2,70
Sehingga :
Lebar kerja maksimum pelat dalam arah bentang lx (Sa) dicari:
Sa = ¾  a + ¾  r  Lx
= ¾  0,70 + ¾  1/2  1,80
= 1,2 m
Momen arah bentang Lx :
Sa
Mo
Mlx 
Dimana Mo dianggap sebagai momen maksimum balok di atas dua tumpuan.
Mo = ¼  P  Lx = ¼ . 10,857  1.80 = 4,886 tm
Sehingga :
Sa
Mo
Mlx  =
20,1
886,4
= 4,071 tm/m
Ly = 5 m
Lx = 1,80 m

Momen di arah bentang Ly (momen positif ) :
Ly ≥ 2  Lx
5 ≥ 2  1.8
5 ≥ 3,6
Sehingga :
Ly
a
Mlx
Mly
.4
1
 =
5
70,0.4
1
071,4

= 2,610 tm/m
Keadaan II :
.
Beban terpusat dua roda simetris terhadap sumbu plat.
Sa Sb
Momen akibat roda A :
untuk :
Ly > r  Lx r = ½ (tumpuan jepit)
5 > 1/2  1,8
5 > 0,9
sehingga :
Sa = 3/4  a + 1/4  r  Lx + v
= 3/4  0,70 + 1/4  ½  1,80 + 0,50
= 1,25 m
Ly = 5 m
Lx = 1,80
0,500,50 0,700,70 2,6

Sa
Mo
Mlx  =
25,1
886,4
= 3,910 tm/m
Momen arah bentang Ly :
Ly
a
Mlx
Mly
.4
1
 =
5
70,0.4
1
910,3

= 2,506 tm/m
Momen akibat roda B :
untuk :
Ly > r  Lx r = ½ (tumpuan jepit)
5 > 1/2  1,80
5 > 0,90
sehingga :
Sa = 3/4  a + 1/4  r  Lx + v
= 3/4  0,70 + 1/4  ½  1,80 + 4,50
= 5,25 m
Sa
Mo
Mlx  =
25,5
886,4
= 0,931 tm/m
Momen arah bentang Ly :
Ly
a
Mlx
Mly
.4
1
 =
5
70,0.4
1
931,0

= 0,597 tm/m
Dari perhitungan momen roda A dan B, dapat ditabelkan sebagai berikut:
Roda Mlx ( tm/m ) Mly ( tm/m )
A 3,910 2,560
B 0,931 0,597
Dari tabel tersebut dipilih roda A (diambil momen maksimum), yaitu:
Mlx = 3,910tm/m
Mly = 2,560tm/m

Kesimpulan:
1. Dengan memperhatikan kedua keadaan tersebut di atas dapat ditabelkan
sebagai berikut:
Keadaan Mlx ( tm/m ) Mly ( tm/m )
I 4.071 2,610
II 3,910 2,560
Jadi, dari tabel dapat disimpulkan bahwa keadaan I lebih menentukan
(karena momennya besar), dimana:
Mlx = 4.071 tm/m
Mly = 2,610 tm/m
2. Momen yang terjadi seluruhnya pada plat lantai (akibat beban mati) + (beban
hidup + beban angin) adalah :
Mlx = 0,140+ 4.071 = 4,211 tm = 42,11 kNm
Mly = 0,031 + 2,610 = 2,641 tm = 26,41 kNm
Mtx =  0,183 tm = 1,83 kNm
Mty =  0,112 tm = 1,12 kNm
2.1.4 Pencanaan penulangan plat lantai kendaraan
mutu baja (fy) = 400 Mpa = 4000 kg/cm2
mutu beton (f’c) = 25 Mpa = 250 kg/cm2
Ukuran plat beton direncanakan :
- tebal plat beton (h) = 20 cm = 200 mm
- lebar plat beton (b) = 180 cm = 1800 mm
- diameter tulangan (D) = 18 mm
- selimut beton (p) = 5 cm = 50 mm
Tinggi efektif d untuk arah x :
dx = h  p  1/2 dx = 200 – 50 – 0,5(18) = 141mm = 0,141 m
Tinggi efektif d untuk arah y :
dy = h  p  dx  1/2 dy = 200 – 50 – 18– 0,5(18) = 123 mm = 0,123 m

Mu = 47,15 kNm
2
bd
Mu
k

 = 2
)141,0.(1.8,0
11,42
= 2647,63 kNm2
Dari tabel A – 28 pada buku Struktur Beton Bertulang( Istimawan), sesuai
dengan SKSNI T – 1991 – 03 didapatkan :
min = 0,0035
max = 0,0203
Berdasarkan hasil interpolasi didapatkan nilai  = 0,0071
As perlu = .b.d = 0,0071.1000. 141 = 1001,10 mm2
Berdasarkan Tabel A-5 didapatkan tulangan yang dipakai sesuai dengan As
perlu, jadi digunakan tulangan 18-150.
Untuk perencanaan penulangan plat lantai yang lain dapat dilihat pada tabel
dibawah ini :
Momen
Mu Mu/.bd2
  min
As perlu Tulangan
(kNm) (kNm2
) (mm2
) Dipakai
1 2 3 4 5 6 7
MlX 42.11 2,647.63 0.0071 0.0035 1001.1 18150
MlY 26.41 2,182.07 0.0058 0.0035 713.4 18250
MtX 1.83 115.06 0.0035 0.0035 493.5 18150
MtY 1.12 92.54 0.0035 0.0035 430.5 18250

2.2 Perhitungan Sandaran Jembatan
Data perencanaan :
 Jarak tiang sandaran : 2 m
 Tinggi sandaran (dari trotoar): 0,90 m
 Profil sandaran : Profil Baja Bulat Ǿ 48,6 dengan t = 3,2
 Profil tiang sandaran : Profil Baja Bulat Ǿ 89,1 dengan t = 3,2
 Beban horizontal (PPPJJR – 1987) : 100 kg/m
 leleh baja : 2400 kg/cm2
  baja : 1600 kg/cm2
2.2.1 Pembebanan
a. Sandaran mendatar (railing)
Sandaran direncanakan dibuat dari Profil Baja Bulat Ǿ 48,6 dengan t = 3,2 dan
datanya sebagai berikut :
 q = 3,58 kg/m
 Wx = 4,86 cm3
Pembebanan :
 Berat sendiri profil : 3,58 kg/m
 Beban muatan hidup : 100,00 kg/m’
Momen yang timbul :
Mx = 1/8  q  L2
+ ¼  P  L
= 1/8  3,58  2,52
+ ¼  100  2,5
= 2,80 + 62,5
= 65,3 kg.m
= 6530 kg.cm
Tegangan yang timbul :
Tiang Sandaran
Sandaran Mendatar
Lantai Trotoar
2.5 m
0,9 m

ytb =
Wx
Mx
=
4,86
6530
= 1343,62 kg/cm2
<  = 1600 kg/cm2
. . . . (aman)
Dengan demikian Profil Baja Bulat Ǿ 48,6 dengan t = 3,2 dapat digunakan
sebagai sandaran mendatar.
b. Tiang sandaran (railing fast)
Tiang sandaran direncanakan dari Profil Baja Bulat Ǿ 89,1 dengan t = 3,2
Tinggi tiang sandaran dari plat lantai kendaraan = tinggi tiang sandaran + tebal
aspal trotoar + tebal beton trotoar + tebal plat beton lantai
= 90 + 10 + 15 + 20
= 135 cm
= 1,35 m
Direncanakan menggunakan Profil Baja Bulat Ǿ 89,1 dengan t = 3,2
sebagai tiang sandaran, dengan data sebagai berikut :
 q = 6,78 kg/m - F = 8,636 cm2
 Wx = 17,9 cm3
- ix = 3,04 cm
 Wn = 17,9 cm3
- imin = 3,04 cm
Pembebanan vertikal :
 Berat sendiri profil : 1,30 . 6,78 = 8,814 kg
 Sandaran mendatar : 2 x 2,5 . 3,58 = 17,90 kg
 Beban muatan hidup = 100,00 kg
P = 126,714 kg

Menurut PPPJJR – 1987, pasal 1 ayat 2.5.c, halaman 10, selain beban vertikal,
bekerja pula beban horizontal sebesar 100 kg/m2
dengan titik tangkap 90 cm dari
lantai trotoar.
Besar gaya horizontal pada tiang sandaran :
H = 100 kg/m x 2,5 m = 250 kg
Momen yang timbul :
M = 250 kg x 90 cm
= 22500 kg.cm
Kontrol tegangan :
Lk = 2 x 90 = 180 cm
 =
min
i
lk
=
3,04
90×2
= 59,21
Dari tabel didapat faktor tekuk :
 = 59,21   = 1,399 (interpolasi)
Tegangan yang timbul :
ytb =
Wn
M
+ω
Fbr
P

=
17,90
22500
+339,1
8,636
126,714

= 1276,63 kg/cm2
< tk// = 1600 kg/cm2
. . . .. (aman)
Jadi untuk tiang sandaran dapat dipakai Profil Baja Bulat Ǿ 89,1 dengan
t = 3,2 .
90
P
H

Jemb. baja

More Related Content

What's hot

Similar to Jemb. baja

Jemb. baja