perencanaan ulang jembatan meninting dengan …perpusft.unram.ac.id/repository/jurnalragita.pdf ·...
Post on 12-Aug-2021
9 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Artikel Ilmiah
PERENCANAAN ULANG JEMBATAN MENINTING DENGAN
BANGUNAN ATAS MENGGUNAKAN PRECAST U GIRDER
Redesign of Meninting Bridge with Upper Building Using Precast U Girder
Tugas Akhir
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Mencapai Derajat Sarjana S-1 Jurusan Teknik Sipil
Oleh :
RAGITA PURWANINGRUM
F1A 012 119
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MATARAM
2020
Perencanaan Ulang Jembatan Meninting Dengan Bangunan Atas
Menggunakan Precast U Girder
Ragita Purwaningrum 1, I Nyoman Merdana2, Pathurahman3
Jurusan Teknik Sipil Universitas Mataram
ABSTRAK
Jembatan Meninting merupakan akses utama untuk menuju kawasan wisata Senggigi
Kecamatan Batulayar, Lombok Barat dan sekitarnya. Jembatan yang telah ada sebelumnya
sudah tidak mampu lagi untuk melayani arus lalu lintas pada saat puncak liburan dengan baik,
sehingga diperlukan adanya pembangunan jembatan baru. Jembatan Meninting memiliki
bentang 60 m yang dilengkapi dengan pilar sehingga bentang jembatan terbagi menjadi 2 yaitu
bentang 35 m dan 25 m. Jembatan ini menggunakan penegangan sistem pascatarik (post-
tension) , Tujuan penggunaan konstruksi ini agar mampu menahan lendutan, geser, dan torsi
secara lebih efektif.
Perencanaan jembatan meninting ini dimulai dengan mengumpulkan data yang
dibutuhkan. Dari data yang telah didapatkan lalu dilakukan Preliminary design penampang
dan menghitung pembebanan. Pada thap awal perencanaan dilakukan analisa beban yang
terjadi antara lain analisa beban sendiri (MBs), beban mati sendiri (MS), beban mati tambahan
( MA), beban lajur “D” (TD), beban angin (EW) dan beban gempa (EQ).
Berdasarkan hasil analisis menggunakan Segmental U Girder produksi Wika Beton,
pada bentang 35 m dengan tinggi 1,65 m dan 6 buah tendon dengan 54 strands (9 strands per
tendon). Sedangkan untuk bentang 25 m menggunakan U Girder dengan tinggi 1,40 m dan 4
buah tendon dengan 36 strands (9 strands per tendon). Semua U Girder menggunakan jenis
strands seven wire strands according to prEN 10138-3 dari standar spesifikasi BBR VT CONA
CMI SP dengan diameter strands 15,3 mm dan diameter duct 60 mm. Total kehilangan gaya
prategang pada bentang 35 m adalah 23,05% sebesar 2284,44 kN dan pada bentang 25 m
adalah 17,91% sebesar 793,95 kN. Jembatan menggunakan abutment dengan tinggi 7,5 m
menggunakan mutu beton f’c 20,83 MPa dan mutu baja fy 320 MPa. Untuk pondasi digunakan
pondasi tiang pancang berdiameter 0,45 m sebanyak 15 buah.
Kata kunci : Segmental U Girder, Beton prategang, sistem pascatarik, Jembatan Meninting.
1.Mahasiswa Teknik Sipil Universitas Mataram
2.Dosen Pembimbing Utama
3.Dosen Pembimbing Pendamping
1. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jembatan merupakan suatu konstruksi
atau bangunan yang berfungsi untuk
menghubungkan antara dua bagian jalan
yang terputus karena adanya suatu
rintangan. Salah satu beton yang digunakan
dalam pembuatan jembatan adalah beton
prategang. Beton prategang adalah beton
bertulang yang diberikan gaya pada arah
longitudinal elemen struktural. Gaya
prategang dapat mencegah berkembangnya
retak dengan cara mengurangi tegangan
tarik dibagian tumpuan dan daerah kritis
pada kondisi beban kerja, sehingga dapat
meningkatkan kapasitas lentur, geser, dan
tersional penampang tersebut.
Jembatan Meninting memiliki bentang
60 m yang dilengkapi dengan pilar.
Jembatan ini melewati sungai Meninting
dengan lebar sungai 40 m yang mempunyai
arus yang tidak terlalu deras dan memiliki
topografi sungai yang tidak curam
sehingga tebing sungai tidak mudah
runtuh. Lokasi jembatan Meninting yaitu
berada di Desa Meninting, Kecamatan
Batulayar, Lombok Barat.
Dari uraian diatas maka dilakukan
desain ulang pada jembatan Meninting
dengan menggunakan konstruksi beton
prategang gelagar U girder. Konstruksi ini
dipilih karena proses pembuatan dapat
dilakukan di pabrik atau lokasi proyek
dengan menggunakan beton ready mix
sehingga terjamin mutu beton seragam dan
karena lokasi jembatan berada didekat
pantai jenis jembatan ini sangat cocok
digunakan karena beton tidak bersifat
korosif. Lebar U girder yang akan
direncanakan tidak langsing menyebabkan
jumlah U girder yang digunakan lebih
sedikit jumlahnya dari pada I girder
sehingga lebih hemat hingga 50%. Karena
bentuk dan ukurannya yang lebih besar
maka berat sendiri per unitnya juga lebih
besar dari I girder. Pada proses setting pra
stressing, U gierder lebih aman dari I girder
karena luasan sentuhnya lebih besar maka
kecil kemungkinan U girder untuk
terguling.
Tujuan Perencanaan
Untuk merencanakan dimensi U girder,
jumlah tendon yang digunakan,
mengetahui besarnya kehilangan prategang
dan perencanaan dimensi abutmentnya.
2. TINJAUAN PUSTAKA
Dalam Nawy (2001) Beton prategang
adalah beton yang mengalami tegangan
internal dengan besar dan distribusi
sedemikian rupa sehingga dapat
mengimbangi tegangan yang terjadi akibat
beban eksternal sampai batas tertentu.
Gaya prategang yaitu gaya tekan yang
memberikan prategangan pada penampang
disepanjang bentang suatu elemen
struktural sebelum beban mati dan beban
hidup transversal atau beban hidup
horizontal transien.
3. METODE PERENCANAAN
Tahapan perencanaannya adalah :
1. Pemilihan lokasi, trase, dan bahan
konstruksi yang cocok dan tepat.
2. Perancangan dan gambar detail
konstruksi
a. Struktur atas jembatan
1. Sandaran Jembatan
2. Kerb dan lantai kendaraan
3. Pelat lantai jembatan
4. Deck slab
5. Balok prategang
b. Struktur bawah jembatan
1. Pondasi jembatan
2. Pilar
3. Abutment
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data Jembatan
a) Bentang Total Jembatan : 60 m
b) Lebar Perkerasan : 7 m
c) Lebar Trotoar : 2 x 1 m
d) Gelagar Utama : U Girder
Beton Prategang
e) Sistem Penengangan : Sistem
Pascatarik (Post Tention)
Penampang U girder (PC U) yang
digunakan merupakan produksi dari Wika
Beton dengan tinggi 165 cm dan 140 cm.
Jembatan dibagi menjadi 2 bentang yaitu
masing-masing 35 m dan 25 m, jarak antar
girder diambil nilai terkecil yaitu (S) 240
cm dari tengah girder ke tengah girder
lainnya.
4.1 Bangunan Atas
Pada bentang 35 m penampang U
girder (PC U) memiliki tinggi 165 cm.
Gambar 4.1 U Girder H-160.
Pada bentang 25 m menggunakan
U girder dengan tinggi 140 cm.
Gambar 4.2 U Girder H-140.
Tabel 4.1 Rekapitulasi Momen U
Girder H-165.
No Jenis
beban Kode
Momen
(kN.m)
1
Berat
sendiri MBs 6097,51
2
Beban
mati
sendiri MS 8844,53
3
Beban
mati
tambahan MA 2905,23
4 Lajur "D" TD 3071,25
5 Gaya rem TB 74,27
6 Angin EW 229,95
7 Gempa EQ 1296,26
Tabel 4.2 Rekapitulasi Beban U
Girder H-165.
Jenis
beban Kode
q
(kg/m)
Berat
sendiri MBs 3982
Beban
mati
sendiri MS 5776
Beban
mati
tambahan MA 1897
Lajur "D" TD 2006
Gaya rem TB
Angin EW 150
Gempa EQ 847
Tabel 4.3 Rekapitulasi Momen U
Girder H-140.
No Jenis beban Kode Momen
(kN.m)
1
Berat
sendiri MBs 2316,80
2
Beban mati
sendiri MS 3718,34
3
Beban mati
tambahan MA 305,70
4 Lajur "D" TD 1687,50
5 Gaya rem TB 70,00
6 Angin EW 117,32
7 Gempa EQ 853,95
Tabel 4.4 Rekapitulasi Beban U
Girder H-140.
No Jenis beban Kode q
(kg/m)
1
Berat
sendiri MBs 3982
2
Beban mati
sendiri MS 5776
3
Beban mati
tambahan MA 1897
4 Lajur "D" TD 2006
5 Gaya rem TB
6 Angin EW 150
7 Gempa EQ 847
Letak Tendon Pada Bentang 35 m
Direncanakan menggunakan kabel
yang terdiri dari beberapa untaian kawat
baja yang sesuai standar BBR VT CONA
CMI SP. Menggunkanan jenis strands
Seven wire strands according to prEN
10138-3. Berdasarkan hasil perhitungan
pada bentang 35 m menggunakan 6 buah
tendon dengan 54 strands (9 strands per
tendon).
Gambar 4.3 Letak Kabel Tendon Ke 0 m
Pada Bentang 35 m.
Tabel 4.5 Letak dan Trace Kabel Tendon
Bentang 35 m.
Jarak y0
Trace Posisi baris tendon
x Z0 Z1=Z4 Z2=Z5 Z3=Z6
(m) (m) (m) (m) (m) (m)
0 0,00 0,76 1,00 0,65 0,30
1 0,05 0,71 0,95 0,62 0,28
2 0,10 0,66 0,90 0,59 0,27
3 0,15 0,62 0,86 0,56 0,25
4 0,19 0,58 0,82 0,53 0,24
5 0,23 0,54 0,78 0,50 0,23
6 0,26 0,50 0,75 0,48 0,21
7 0,30 0,47 0,71 0,46 0,20
8 0,33 0,44 0,68 0,44 0,19
9 0,36 0,41 0,66 0,42 0,19
10 0,38 0,39 0,63 0,41 0,18
11 0,40 0,36 0,61 0,39 0,17
12 0,42 0,35 0,60 0,38 0,16
13 0,43 0,33 0,58 0,37 0,16
14 0,45 0,32 0,57 0,36 0,16
15 0,46 0,31 0,56 0,36 0,15
16 0,46 0,30 0,56 0,35 0,15
17 0,46 0,30 0,55 0,35 0,15
17,5 0,46 0,30 0,55 0,35 0,15
18 0,46 0,30 0,55 0,35 0,15
19 0,46 0,30 0,56 0,35 0,15
20 0,46 0,31 0,56 0,36 0,15
21 0,45 0,32 0,57 0,36 0,16
22 0,43 0,33 0,58 0,37 0,16
23 0,42 0,35 0,60 0,38 0,16
24 0,40 0,36 0,61 0,39 0,17
25 0,38 0,39 0,63 0,41 0,18
26 0,36 0,41 0,66 0,42 0,19
27 0,33 0,44 0,68 0,44 0,19
28 0,30 0,47 0,71 0,46 0,20
29 0,26 0,50 0,75 0,48 0,21
30 0,23 0,54 0,78 0,50 0,23
31 0,19 0,58 0,82 0,53 0,24
32 0,15 0,62 0,86 0,56 0,25
33 0,10 0,66 0,90 0,59 0,27
34 0,05 0,71 0,95 0,62 0,28
35 0,00 0,76 1,00 0,65 0,30
Gambar 4.4 Daerah Lintasan Tendon Pada
Bentang 35 m.
Letak Tendon pada bentang 25 m
Direncanakan menggunakan kabel
yang terdiri dari beberapa untaian kawat
baja yang sesuai standar BBR VT CONA
CMI SP. Menggunkanan jenis strands
Seven wire strands according to prEN
10138-3. Berdasarkan hasil perhitungan
pada bentang 25 m menggunakan 4 buah
tendon dengan 36 strands (9 strands per
tendon).
Gambar 4.5 Letak Kabel Tendon Ke 0 m
Pada Bentang 25 m.
Tabel 4.6 Letak dan Trace Kabel Tendon
Jarak y0
Trace Posisi baris
tendon
x Z0 Z1=Z3 Z2=Z4
(m) (m) (m) (m) (m)
0 0,00 0,65 0,75 0,30
1 0,05 0,60 0,69 0,28
2 0,10 0,55 0,63 0,26
3 0,15 0,50 0,58 0,24
4 0,19 0,46 0,53 0,22
5 0,23 0,43 0,49 0,20
6 0,26 0,40 0,46 0,19
7 0,28 0,37 0,43 0,18
8 0,31 0,35 0,40 0,17
9 0,33 0,33 0,38 0,16
10 0,34 0,31 0,37 0,16
11 0,35 0,31 0,36 0,15
12 0,35 0,30 0,35 0,15
0.00
0.50
1.00
1.50
0 10 20 30 40
Posisi Tendon
Bentang x (m)
Ele
vas
i
12,5 0,35 0,30 0,35 0,15
13 0,35 0,30 0,35 0,15
14 0,35 0,31 0,36 0,15
15 0,34 0,31 0,37 0,16
16 0,33 0,33 0,38 0,16
17 0,31 0,35 0,40 0,17
18 0,28 0,37 0,43 0,18
19 0,26 0,40 0,46 0,19
20 0,23 0,43 0,49 0,20
21 0,19 0,46 0,53 0,22
22 0,15 0,50 0,58 0,24
23 0,10 0,55 0,63 0,26
24 0,05 0,60 0,69 0,28
25 0,00 0,65 0,75 0,30
Gambar 4.6 Daerah Lintasan Tendon Pada
Bentang 25 m.
4.2 Kehilangan Prategang
Tabel 4.7 Rekapitulasi Kehilangan Gaya
Prategang bentang 35 m
Kehilangan prategang
akibat
Δfp
Gaya
Px %
(MPa) (kN)
Elastis beton ES 40,9 0,02 0,0000002
Gesekan angkur A 33,5 253,6 2,56
Gesekan kabel
(Friksi) F 43,9 331,6 3,34
Rangkak beton CR 58,5 441,9 4,46
Susut beton SH 26,7 201,5 2,03
Relaksasi baja R 139,7 1055,8 10,64
Total kehilangan prategang
343,1 2284,4 23,03
Tabel 4.8 Rekapitulasi Kehilangan Gaya
Prategang bentang 25 m
Kehilangan
prategang
akibat
Δfp
Gaya
Px %
(MPa) (kN)
Elastis
beton ES 24,5 0,0 0,0000003
Gesekan
angkur A 46,0 231,9 5,23
Gesekan
kabel (Friksi)
F 66,9 337,1 7,61
Rangkak
beton CR 35,1 176,9 3,99
Susut
beton SH 26,7 134,3 3,03
Relaksasi
baja R -17,1 -86,3 -1,95
Total kehilangan prategang
182,1 793,9 17,91
Tabel 4.9 Rekapitulasi Kombinasi Tegangan
pada Bentang 35 m.
Tabel 4.10 Rekapitulasi Kombinasi Tegangan
pada Bentang 25 m.
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
0 10 20 30
Posisi Tendon
Bentang x (m)
Ele
vas
iZ
4.3 Perencanaan Bangunan Bawah
a. Data Tanah Asli (pada
dasar pile cap)
Berat volume (γs) = 16,9 kN/m3
Kohesi ( C ) = 30 o
Sudut Gesek (ɸ) = 15 kPa
b. Data Tanah Timbunan
(diasumsikan)
Berat volume (γs) = 17,2 kN/m3
Kohesi ( C ) = 35 o
Sudut Gesek (ɸ) = 0 kPa
Gambar 4.7 Abutment.
Menggunakan abutment dengan tinggi 7,5
m dan lebar 4 m.
Total beban sendiri
struktur atas (WMS) =
3318,72 kN
Beban total akibat berat sendiri (PMS)
= 10846,0 kN
Beban mati tambahan (WMA)
= 663,9 kN
Beban pada abutment akibat beban mati
tambahan struktur atas (PMA)
= 331,9 kN
Beban Ultimit Corbel
Pada saat penggantian elastomer
(bearing pad), corbel direncanakan mampu
menahan jacking force yang terdiri dari
struktur atas, beban mati tambahan dan
beban lalu lintas.
Beban ultimit pada corbel adalah sebesar
341,76 kN.m
Beban Ultimit Wing Wall
Pada arah Y 219,63 kN.m
Pada arah X 153,47 kN.m
Penulangan Abutment
Tabel 4.11 Diameter dan Jarak Tulangan pada
Tiap Bagian Abutment.
Bagian
Abutment
Tul. Lentur
Tul. Bagi Tul. Geser
D s D s D s
(mm)
A.
Penulangan Pile Cap 24 50 19 50 16 200
B.
Penulangan
Breast Wall 22 50 19 100 16 600
C.
Penulangan Back Wall
Bawah 22 100 16 100 - -
D. Penulangan
Back Wall
Atas 16 100 16 200 - -
E. Penulangan
Corbel 22 50 19 100 16 150
F. Penulangan
Wing Wall
a. Tinjauan
arah vertikal
(x) 16 100 16 200 16 50
b. Tinjauan arah
horizontal
(y) 16 100 16 200 - -
Perencanaan Pondasi Tiang Pancang
Data-data tiang pancang :
Diameter tiang pancang baja = 0,45 m
Tebal tiang pancang = 12 mm
Kedalaman tiang pancang = 17 m
Diameter dalam tiang pancang = 0,426 m
Penetrasi konus (qc) = 71,18 ton/m2
Jumlah hambatan lekat (JHL) = 242 ton/m2
F faktor keamanan point bearing (FKI) =3
F faktor keamanan point bearing (FK2) =5
PMS = 8742 kN = 874,17 ton
n = PMS = 874,17
Qu 72,16
= 12,11 Tiang
Perhitungan efisiensi kelompok tiang
Jumlah baris (m) = 3 buah
Jumlah tiang dalam 1 baris (n')
= 5 buah
Jarak antar tiang pancang (sx)
= 1,5 m
Jarak antar tiang pancang (sy)
= 2,5 m
Diameter tiang pancang (D)
= 0,45 m
Didapatkan nilai E = 0,995
Perhitungan kapasitas kelompok tiang
Qg = n x E x Qu
= 15 x 0,995 x 72,16
= 1077,27 ton
Qg > PMS 1077,27 ton > 874,17 ton
Maka dinyatakan AMAN.
Jadi digunakan abutment dengan
tinggi 7,5 m menggunakan mutu beton f’c
20,83 MPa dan mutu baja fy 320 MPa.
Untuk pondasi digunakan pondasi tiang
pancang (pondasi dalam) berdiameter 0,45
m sebanyak 15 buah.
Gambar 4.8 Titik Tiang Pancang Arah
Ampenan dan Arah Senggigi.
5. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari perhitungan yang telah
dilakukan didapatkan kesimpulan sebagai
antara lain:
1. U Girder yang digunakan
berdasarkan pada standar
produksi Wika Beton. Pada
bentang 35 m menggunakan U
Girder dengan tinggi 1,65 m
dengan mutu beton K-800
sedangkan pada bentang 24 m
digunakan tinggi 1,40 m
dengan mutu beton K-600.
2. Beban yang diterima oleh U
Girder pada bentang 35 m
adalah sebesar 3982 kg/m
beban sendiri (MBs), 5776
kg/m beban mati sendiri (MS),
1897 kg/m beban mati
tambahan ( MA), 2007 kg/m
beban lajur “D” (TD), 150 kg/m
beban angin (EW) dan 847
kg/m beban gempa (EQ).
Sedangkan pada bentang 25 m
adalah sebesar 2966 kg/m
beban sendiri (MBs), 4756
kg/m beban mati sendiri (MS),
4759 kg/m beban mati
tambahan ( MA), 391 beban
lajur “D” (TD), 2160 kg/m
beban angin (EW) dan 1093
kg/m beban gempa (EQ).
3. Semua U Girder menggunakan
jenis strands seven wire strands
according to prEN 10138-3 dari
standar spesifikasi BBR VT
CONA CMI SP dengan
diameter 15,3 mm . Pada
bentang 35 m menggunakan 6
buah tendon dengan 54 strands
(9 strands per tendon) dan
bentang 25 m menggunakan 4
buah tendon dengan 36 strands
(9 strands per tendon). Dimana
tendon di tarik secara
bergantian.
4. Total kehilangan gaya
prategang pada bentang 35 m
adalah sebesar 23,05%
(2284,44 kN) dan pada bentang
25 m adalah sebesar 17,91%
(793,95 kN).
5. Abutment dengan tinggi 7,5 m
menggunakan mutu beton f’c
20,83 MPa. Untuk pondasi
digunakan pondasi tiang
pancang baja (pondasi dalam)
berdiameter 0,45 m sebanyak
15 buah.
5.2 Saran
Berdasarkan hasil perhitungan
tugas akhir ini saran yang dapat penulis
berikan adalah:
1. Sebaiknya dalam mendesain
jembatan, data –data harus
diperoleh selengkap mungkin
agar tidak mengalami kendala
pada saat melakukan analisis.
2. Peraturan – peraturan yang
digunakan dalam mendesain
sebaiknya menggunakan
peraturan terbaru yang sesuai
dengan standar yang berlaku.
Sebelum melakukan analisis perhitungan
struktur jembatan sebaiknya perencana
mencermati beban-beban yang bekerja
pada masing-masing bagian struktur
jembatan yang disesuaikan dengan
peraturan dan standar yang berlaku.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2014. Pedoman Penulisan Tugas
Akhir. Jurusan Teknik Sipil.
Universitas Mataram. Mataram.
BBR. 2010.BBR VT CONA CMI SP.
European Technical Approval.
Switzerland.
Bina Marga. Perencanaan Teknik
Jembatan.
Bina Marga., 2011, Manual Perencanaan
Struktur Beton Pratekan untuk
Jembatan, Direktorat jendral Bina
Marga, Jakarta.
Lin, T. Y dan Burns, N. H., 1981, Desain
Struktur Beton Prategang Edisi
Ketiga Jilid I, Binarupa Aksara,
Jakarta.
Lin, T. Y dan Burns, N. H., 1981, Desain
Struktur Beton Prategang Edisi
Ketiga Jilid II, Binarupa Aksara,
Jakarta.
Lubis dan Karolina., 2017, Analisa
Perbandingan Kelayakan pada
Gelagar Jembatan dengan
Menggunakan Precast U dan I,
Tugas Akhir Departemen Teknik
Sipil Universitas Sumatra Utara,
Medan.
Masnul, C.R., 2009, Analisa Prestress
(Post-Tension) pada Precast
Concrete U Girder, Tugas Akhir
Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatra
Utara,Medan.
Nawy, E. G., 2001, Beton Prategang Suatu
Pendekatan Mendasar Edisi
Ketiga Jilid I, Terjemahan
Bambang Suryoatmono, Penerbit
Erlangga, Jakarta.
Nawy, E. G., 2001, Beton Prategang Suatu
Pendekatan Mendasar Edisi
Ketiga Jilid II, Terjemahan
Bambang Suryoatmono, Penerbit
Erlangga, Jakarta.
PPJR, 1987, Pedoman Perencanaan
Pembebanan Jembatan Jalan
Raya, Kementrian Pekerjaan
Umum, Jakarta.
Raju, N. K., 1993, Beton Prategang Edisi
II, Penerbit Erlangga, Jakarta.
RSNI 2833. 2016. Perancangan Jembatan
Struktur Beton Untuk Jembatan.
Badan Standarisasi Nasional
Indonesia.
SNI 1725. 2016. Pembebanan Untuk
Jembatan. Badan Standarisasi
Nasional Indonesia.
SNI 1725-2016, Pembebanan untuk
Jembatan, Badan Standarisasi
Nasional, Kementrian Pekerjaan
Umum, Jakarta.
SNI 2833. 2016. Perencanaan Jembatan
Terhadap Beban Gempa. Badan
Standarisasi Nasional Indonesia.
Struyk dan Van Der Veen., 1984,
Jembatan, Pradnya Paramita,
Jakarta.
top related