1873_chapter_v

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 4 5 6 7 Type jembatan Jembatan Komposit I Gelagar baja + plat beton Jembatan beton bertulang Gelagar beton ( konv ) balok T Jembatan beton bertulang Gelagar beton ( konv ) box Jembatan gelagar prategang I Jembatan gelagar pratekan T terbalik Jembatan gelagar pratekan T Jembatan gelagar pratekan V Tabel 5.2. Alternatif Struktur Bangunan Atas No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tipe Sruktur Atas Jembatan Rangka lantai bawah dengan papan kayu Rangka lantai atas dengan papan kayu Gelagar baja dengan lantai papan kayu Gelagar baja dengan lantai baja Gelagar baja dengan lantai komposit Gelagar beton T Gelagar beton boks Gelagar I dengan lantai komposit Gelagar T pasca penegangan Gelagar boks pasca penegangan dengan lantai komposit beton Bentang ( m ) 20 50 20 50 5 35 5 25 35 - 90 6 25 12 30 12 35 20 45 18 - 40 Bentang ( m ) 6 - 24 6 - 26 12 28 10 36 14 24 18 - 44 16 - 36Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP

Sumber : Buku Ajar T.Sipil UNDIP

Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


V-2

Dari beberapa altenatif tersebut diatas, jembatan Tanggi menggunakan tipe jembatan dengan struktur atas berupa gelagar prategang I dengan lantai komposit bentang sederhana. Jembatan tipe ini dipilih karena proses dapat dikerjakan dipabrik atau dilokasi pekerjaan dengan menggunakan beton ready mix sehingga mutunya terjamin ( seragam ). Selain itu, jembatan tipe ini mudah dalam pelaksanaan dan 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 Pangkal Tembok Penahan kantilever Pangkal Tembok Penahan Gravitasi Pangkal Tembok Penahan Kontrafort Pangkal Kolom Spill Through Pangkal Balok Cap Tiang Sederhana Pangkal Tanah Bertulang Tinggi ( meter ) 0 -8 34 6 -20 0 20 0 20 5 - 15Sumber : 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 Pondasi langsung Pondasi sumuran Pondasi tiang beton Pondasi tiang baja Kedalaman Lap. Pendukung 03m 3 15 m 15 60 m 7-~mSumber : 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.


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 5.2. PERANCANGAN STRUKTUR 5.2.1. Data - Data Perancangan 1. Nama Jembatan 2. Lokasi Jembatan 3. Jenis Jembatan 4. Status Jalan 5. Konstruksi Jembatan Bentang Jembatan Lebar Jembatan Lebar Jalur Lebar Bahu Jalan 7. Bangunan bawah 8. Tipe pondasi : Jembatan Tanggi

V-3

: Ruas Jalan Salatiga Boyolali KM SMG.57+000 atau Sta.14+400 : Lalu Lintas Atas : Jalan Arteri Primer Kelas 1 : Jembatan Prategang I dengan Lantai Komposit : : 30,80 m (tanpa pilar) : 9,00 m (2 lajur) : 2 3,5 m : 1,00 m : abutment tembok penahan kontrafort : pondasi sumuran

6. Data Konstruksi Jembatan

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 b. Plat lantai, plat injak dan diafragma c. Deck slab, cincin pondasi, wingwall, sandaran d. Abutment 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 AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

= K 500 = K 350 = K 225 = K 250


V-4

Gambar 5.1. Dimensi Balok Girder d. Kabel Prategang ( Tendon ) Kabel prategang yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut: Diameter nominal Tegangan ultimate minimum ( fpu ) Tegangan leleh minimum ( fpy ) Nominal section Ap Kabel tendon yang digunakan 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 7,63 cm. 5.3. PERHITUNGAN STRUKTUR = = 190 kg / mm2 = 160 kg / mm2 = 98,71 kg / mm2 = Seven Wire Strand

5.3.1. Perhitungan PembebananBerdasarkan 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 AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 6) Beban pejalan kaki 7) Beban angin 1) Beban mati

V-5

Berat jenis bahan untuk batas ultimate (ULS) dalam perhitungan konstruksi sebesar : Beton bertulang Beton aspal Beton prategang Beton konvensional = 25 *1,3 kN/m3 = 3,25 T/m3 = 22*1,0 kN/m3 (BMS-1992 vol. 1, hal 2-15) = 2,2 T/m3 = 26*1,2 kN/m3 (BMS-1992 vol. 1, hal 2-15) = 3,12 T/m3 = 25*1,2 kN/m3 (BMS-1992 vol. 1, hal 2-15) = 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 :



V-6

q 0,5 q 0,5 qKet. : beban D seluruhnya (100 %) dibebankan pada lebar jalur 5,5 m, sedangkan selebihnya dibebani 50 % D.

0,25 m

5,5 m b

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 L 90 m L 50 m L = 30,8 m qP = 100%. 4,4 = 4.4 T/m DLA = 30 % DLA = 40 % DLA = 40 % = (100% + 40%). 4,4 = 6,16 T/m P 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 Gaya Rem bentang > 100 m Gaya Rem Balok Tanggi = 6,16 . 1,85 = 11,396 T

Dengan DLA = 40 % maka qP

250 KN

300 KN= 250 kN = 25 T


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 5) Beban angin

V-7

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 Atas5.3.1.1. Sandaran Pipa Sandaran

Gambar 5. 3. Detail Dimensi Sandaran Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Spesifikasi teknis : Muatan Horizontal Jarak tiang sandaran Tinggi tiang sandaran Dimensi tiang sandaran ( ijin = 1600 kg/cm2 ) Dari tabel baja diperoleh : T G W Pembebanan : Beban Vertikal Beban mati Beban hidup qVertikal ( qv ) Beban Horizontal = 4,73 kg/m ( berat pipa ) = 100 kg/m = ( 1,2 x 4,73 ) + ( 1,6 x 100 ) = 165,68 kg/m = 100 kg/m = 2,4 mm = 4,73 kg/m = 9,98 cm3 = 100 kg/m = 200 cm = 50 cm = pipa baja galvanis 76,3 mm BJ-37

V-8

R200.00 cm

HGambar 5. 4. Resultan gaya pada pipa sandaran Perhitungan : R R = =

(qv 2 + H 2 )(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 :

=

M W

=

9676 = 969,54 kg/cm2 1600 kg/cm2 ........Aman !!! 9,98

Tiang Sandaran Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


V-9

Tiang sandaran diasumsikan sebagai struktur jembatan yang diperhitungkan mampu menahan beban horisontal sebesar 100 kg dan mampu menahan railling sandaran. Data perhitungan : fc fy b h p Tulangan Begel = 22,5 Mpa = 320 Mpa = 15 cm = 20 cm = 4 cm = 12 mm = 8 mm

Jarak tiang sandaran = 2 m Perhitungan tulangan utama : d = h p 0,5 Tulangan - Begel = 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

2,3 0,8

; = 0,8 (Faktor reduksi untuk menahan momen lentur) = 2,875 KNm

= 28750 kgcm RI Mu K K = 0,85*fc = 0,85*225 = 191,25 kg cm 2 = RI . b. d2. F(1 = F (1 =

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 = 1 * 450 (600 + fy ) = 0,85*450/(600+320)


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 0,41576087 Fmin As =

V - 10

14 14 = = 0,0732 F maka diambil Fmin = 0,0732 RI 191,25= 0,0732*150*146*1,9125/32

= F * b * d * RI fy

= 95,80 mm2 Dipakai tulangan utama 212 dengan As = 226 mm2 Checking : As tulangan yang dipakai adalah 226 mm 2 Kontrol Rasio Penulangan

max

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

min

=

1,4 1,4 = = 0,004375 fy 320

= As terpasang / (b*d) = 226 / (150*146) = 0.01032

max > > min0,024848208 > 0.01032 > 0,004375 ............OK!!! Perhitungan tulangan geser : V Vu = 100 kg =

V

=

100 0,6

= 167 kg = 1670 N Vc = 0,2 * *

f 'c * b * d

= 0,2*1* 25 * 150 * 156 = 23400 N > Vu = 1670 N ; Maka tidak perlu tulangan geser Dipakai sengkang praktis 8 200


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 5.3.1.2. Pelat Lantai Kendaraan

V - 11

Gambar 5.5. Skema Pelat Lantai Kendaraan Spesifikasi teknis : Tebal lantai Tebal perkerasan Panjang plat beton Mutu beton ( fc ) Mutu baja ( fy ) Jarak antar girder Bentang Mlap Mtump Pembebanan : Beban Tetap ( mati ) Beban tetap per 1 m2 adalah sebagai berikut : Berat sendiri plat Berat pavement Berat air hujan qu = 1,2 x qd = 1,2 x 715 = 858 kg/m = 8,58 kN/m Mlap Mtump = 1/11 x 8,58 x 1,852 = 2,67 kNm = 1/10 x 8,85 x 1,852 = 3,03 kNm Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

= = = = = = = = =

20 cm 5 cm 7,4 m 35 Mpa 280 Mpa 1,85 m 30,8 m 1/11 ql2 1/10 ql2

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

= = =

0,2 x 1 x 2500 = 500 kg/m 0,05 x 1 x 2300 = 115 kg/m 0,10 x 1 x 1000 = 100 kg/m Jumlah qd = 715 kg/m

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Beban Muatan ( T )

V - 12

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

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan by Lx Ly T q = 30 + ( 2 x 15 ) = 60 cm = 1,85 m = 30,80 m ( diafragma tidak mendukung lantai ) = = = = qu 10 ton = 100 kN T / 0,6 100 / 0,6 166,67 kN/m

V - 13

Jembatan Kelas I = 100 % Muatan Bina Marga Beban yang diterima plat :

Faktor pembebanan : = 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 ( Lx ) qu x ( bx )2 = 106,67 x 0,925 133,34 x ( 0,4 )2 = 77,34 kNm

Gambar 5.9. Penyebaran beban dua roda


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Tinjauan keadaan beban dua roda :

V - 14

Ly = 30800

800

250Lx = 1850

800

Gambar 5.10. Tinjauan pembebanan terhadap beban dua roda Lx Ly Ra Mo = 1,85 m = 30,80 m ( diafragma tidak mendukung lantai ) = = = = = 0,80 x 266,67 213,34 kN ( 0,925 x Ra ) - ( 0,80 qu ) x ( 0,80/2 + 10 ) ( 0,925 x 213,34 ) - ( 0,80 x 266,67 ) x ( 0,4 + 10 ) 66,46 kNm

Jembatan Kelas I = 100 % Muatan Bina Marga

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 ( ) a + ( ) r Lx ( ) ( 0,80 ) + ( ) ( 2/3 ) ( 1,85 ) 1,525 m 152,5 cm Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Lebar kerja plat beban tidak berdiri di tengah Ly > r Lx Maka Sa = = = = Sb Sb Sa Sb Momen : = = = = ( ) a + ( ) r Lx ( ) ( 0,80 ) + ( ) ( 2/3 ) ( 1,85 ) 0,90 m 90 cm a 80 cm 90 cm 80 cm

V - 15

Maka lebar kerja manfaat plat yang menentukan

Gambar 5.12. Distribusi momen pada plat Dari perhitungan momen ( Mo ), ternyata Mo maximum pada saat satu roda ditengah bentang Lx MLx2 MTx2 Ly / Lx 3 MLy Momen total MLx = = = MTx = = = MLy = MLx1 + MLx2 2,67 + 64,45 67,12 kNm MTx1 + MTx2 3,03 + 64,45 67,48 kNm 40,88 kNm = 40,88 kNm = = 3Mo/ 4Sa 2Mo/ 3Sb = = 3 x 77,34 / 4 x 0,90 = 64,45 kNm 2 x 77,34 / 3 x 0,80 = 64,45 kNm


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

V - 16

Gambar 5.13. Tinggi efektif penulangan plat arah x lapangan dx = = Mn = = RI = = = Fmax = 200 40 16/2 152 mm

MLx 0.883,9 kNm 0,85 fc 0,85 x 35 29,75 Mpa

1 450600 + fy 0.85 x 450 600 + 2800,435

= = Fmin =

1.4 RI= =

1.4 29.750,047

K

=

Mn bd 2 RI1 [0.152] 29.752

= = F Maka : Fmin < F < Fmax As = = =

83.9 * 10 3

0,12 1-

1 2 K = 0,120

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

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 1938 mm2

V - 17

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

As * fy b * d * RI 2011 * 280 1000 * 152 * 29.750,125

= = Maka : Fmin < F < Fmax

0,047 < 0,125 < 0,435 ......................... OK!!!! Kontrol rasio penulangan : As = = = Maka : min < < max 0,005 < 0,013 < 0,042 ............................. OK!!!! Penulangan ( arah x tumpuan ) Mu = = = d = = K = 2011 mm2

As b*d0,013

MTx 0.8 67,48 0.884,35 kNm 200 40 16/2 152 mm

Mn bd 2 RI1 [0.152] 29.752

= = F = =

84,35 * 10 3

0,120 10,120 Laporan Tugas Akhir

1 2K


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Maka : Fmin < F < Fmax F As = = = = 0,120 F b d x RI / Fy 0,12 x 1000 x 152 x ( 29,75/280 ) 1938 mm2

V - 18

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

As * fy b * d * RI2011 * 280 1000 * 152 * 29.750,125

= = Maka :

Fmin < F < Fmax 0,047 < 0,125 < 0,435 ......................... OK!!!! Kontrol rasio penulangan : As = = = Maka : min < < max 0,005 < 0,013 < 0,042 ............................. OK!!!! Penulangan ( Arah y Lapangan ) Mly Mn = = = dy = = K = 40,88 kNm 2011 mm2

As b*d0,013

MLy 0.851,1 kNm 200 - 40 16 16/2 136 mm

Mn bd 2 RI



V - 19

= = F Maka : Fmin < F < Fmax F As = = = = =

1 [0.136] 29.752

51.1 * 10 3

0,092 1-

1 2 K = 0,096

0,096 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 F = = 2011 mm2

As * fy b * d * RI2011 * 280 1000 * 136 * 29.750,139

= = Maka : Fmin < F < Fmax

0,047 < 0,139 < 0,435 ......................... OK!!!! Kontrol rasio penulangan : As = 2011 mm2 = = Maka : min < < max 0,005 < 0,015 < 0,042 ............................. OK!!!!

As b*d0,015



V - 20

D16 100

D16 100

Gambar 5.14. Sketsa Penulangan pada plat Lantai Kendaraan 5.3.1.3. Beton Prategang Spesifikasi Teknis : Lebar Jembatan Panjang Jembatan Jarak Antar Gelagar Kelas Jalan Mutu Beton Balok Girder ( fc ) Mutu Beton Plat Lantai ( fc ) Tegangan Ijin : fc fci = 50 Mpa = 0,9 x 50 = 45 Mpa a. Tegangan Awal fci = 0,6 x fci = 0,6 x 45 = 27 Mpa fti = 0,5 = 0,5 b. Tegangan Akhir fci = 0,45 x fc = 0,45 x 50 = 22,5 Mpa fti = 0,5 = 0,5 = 9 meter = 30,80 meter = 1,85 meter =1 = K-500 ( 50 Mpa ) = K-350 ( 35 Mpa )

f ' ci

45

= 3,35 Mpa

f 'c

50

= 3,54 Mpa Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


V - 21

Dalam perencanaan ini digunakan tanda positif untuk tegangan tekan (+) dan tanda negatif untuk tegangan tarik (-) Analisa Penampang Balok : 1. Sebelum Komposit

Gambar 5.15. Gambar Potongan Melintang Balok Girder 30,8 m Tabel 5.5. Analisa Penampang Balok Prategang No Ruas I II III IV V Jumlah Luas Ruas (A) cm 687.5 138.75 2250 235 1462.5 4773.75 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 : YB Ya =

339595,8 = 71,138 cm 4773,75

= 170 71,138 = 88,862 cm


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Tabel 5.6. Momem Inersia ( IX ) Prategang No Ruas I II III IV V Perhitungan Momen Inersia ( Ix+Ax*y2 ) 1/12*55*12,53 + 687,5*(153,75- 71,138)2 2{1/36*18,5*7,53 + 138,75*(145 - 71,138)2} 1/12*18*1253 + 2250*(85-71,138)2 2{1/36*235,5*103 + 235*(71,138-25,833)2} 1/12*55*12,53 + 1462,5*(71,138-11,25)2 IX (cm4) 4700943.147 1514354.299 3362025.819 965993.771 5307091.134

V - 22

IX (cm4) 15850408.170

Wa

=

I X 15850408 = = 178371 cm3 Ya 88,862I X 15850408 = = 222812 cm3 Yb 71,138

Wb

=

Penentuan Batas inti Balok Prategang : KA KB = =

15850408,17 = 46,674 cm 4773,75 * 71,138 15850408,17 = 37,365 cm 4773,75 * 88,862

2. Sesudah KompositBmax Beff

Plat Lantai20 cm 7 cm

Balok Pratekan

Deck Slab

170 cm

Gambar 5.16. Komposit Balok Prategang


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Luas Plat Ekivalen Lebar efektif balok komposit : be be be =xL = b + 16 t = x 3080 = 55 + ( 16 x 20 ) = 185 cm ( fc ) = K-500 ( 50 Mpa ) = K-350 ( 35 Mpa ) =770 cm =375 cm =185 cm

V - 23

= jarak antar balok

Dipilih be terkecil Mutu Beton Girder Mutu Beton Plat Lantai ( fc ) 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 AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 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 =

V - 24

27018103,6 72,1 27018103,6 107,9 27018103,6 72,1x78401,05 27018103,6 107,9x78401,05 (I x : Yb ) ( I x ': Yb ' ) (I x : Ya ) ( I x ': Ya ' )A ya2

= 406967 cm3

Momen lawan bagian bawah komposit :

Wb

=

= 245684 cm3

Penentuan Batas inti Balok Prategang :

Kb Ka

= =

= 107,9 = 31,94

Perbandingan modulus penampang balok dengan komposit : mb ma = = 0,89

=

= 0,476

Tabel 5.7 Resume Analisa Penampang Uraian Balok Precast Balok Composite yb (cm) 71,14 107,9 Ix (cm ) 15850408 270181044

Wa (cm ) 178371 4069673

Wb (cm3) 222812 245684

(cm )

(cm)

4773,75 88,86 7841.05 72,1

Pembebanan Balok Prategang :

1. Beban Mati Berat sendiri balok prategang ( q1 ) : q1 = Ac x beton pratekan ULS = 0,4774 m2 x 3.12 t/m3 = 1,489 t/m Berat plat lantai ( q2 ) q2 = Aplat x beton bertulang ULS = 0,2m x 1,85m x 3,25 t/m3 = 1,203 t/m Berat Pavement ( q3 ) :Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


V - 25

q3

= A x beton aspal ULS = 0,204 t/m

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

Berat diafragma ( P ) : P = Vdiafragma x beton 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 30.80 m

6,00 m 6,00 m 0,4 m

Direncanakan dipasang 6 buah difragma dengan jarak antar diafragma 6,00m VA P = 6 x 1,459 = 8,752 Ton Reaksi Perletakan : = 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 Hidupq P = 0,79 T/m2 x 1,85 = 1,4615 T/m = 11,396 T

P

q

0,4 m

15,4 m 30,8 m Laporan Tugas Akhir

15,4 m

0,4 m



V - 26

VA Mh

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

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 ) fc fci = tegangan umur 28 hari = 50 Mpa = tegangan beton saat transfer (umur 14 hari) = 0,9 x 50 Mpa = 45 Mpa Kondisi awal (setelah transfer tegangan, sebelum kehilangan tegangan) fti fci ft fc = - 3,35 Mpa = 27 Mpa = - 3,54 Mpa = 22,5 Mpa

KondIisi Akhir (pada saat beban mulai bekerja)

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


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 2. Mencari letak eksentrisitas (CGS) e1 e2 =

V - 27

fti I X 33,5 15850,408 = = 7,189 cm 88,86 831,244 YA FO MG 176,56 = MG = 1/8 x1,489 x 30,802 = 176,56 tm 831,244 FO

=

= 0,21 m = 21 cm e = e 1 + e 2 + Kb = 7,189 + 21 + 37,365 = 65,554 cm < Yb = 71,138 cm Diambil eksentrisitas tendon (CGS), e = 66 cm 3. Perhitungan gaya prategang yang dibutuhkan Gaya prategang efektif : F =

M P + (mb M C ) 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 CGC CGS F e = 66 cm

fbottom

=+

F0 e (1 + ) A KA

=+ Ftop =+

66 725,11 ) = 0,366 t/cm2 (1 + 46,674 4773,75FO e (1 ) A KB

=+

66 725,11 ) = - 0,116 t/cm2 (1 37,365 4773,75F e = 66 cm

Akibat gaya prategang efektif :F CGC CGS



V - 28

fbottom

=+ =

F e (1 + ) A KA

66 580,089 ) = 0,293 t/cm2 (1 + 46,674 4773,75F A

Ftop

=+ =

(1

e ) KB

66 580,089 ) = - 0.093 t/cm2 (1 37.365 4773,75 q

Akibat berat sendiri balok prategang :

fbottom

=-

MG 17656 =4773,75 46,674 A KA MG 17656 =+ 4773,75 37.365 A KB

= - 0,079 t/cm2 ftop =+

= 0,104 t/cm2 Akibat muatan total

q

fbottom

=-

MT 69159,5 =4773,75 46,674 A KA MT 69159,5 =+ 4773,75 37.365 A KB

= - 0.3103 t/cm2 ftop =+

= 0.215 t/cm2Kombinasi 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 AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Serat bawah (fb) = 0.366 - 0,079 = 0,267t/cm2 = 26,7 Mpa < 27 Mpa.............(ok)

V - 29

Akibat gaya prategang efektif (Gaya prategang efektif + muatan total ) Serat atas = - 0.0963 + 0.215 = 0,2137 t/cm2 = 21,37 Mpa < 22.54 Mpa .........(ok) Serat bawah = 0,293 - 0.31 = -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. Luas tampang Tegangan batas fpu Fpu = 903,116 mm2 = 9,031 cm2 = 19000 kg/cm2 = 19 ton/cm2. Gaya pra-penegangan terhadap beban = fpu x luas tampang = 19 x 9,031 = 171,592 ton Tegangan baja prategang, tegangan ijin menurut ACI : Tegangan saat transfer Tegangan saat beton bekerja Jumlah tendon yang dibutuhkan : FO n = 725,11 t/cm2 = : Tat = 0,8 Tpu : Tap = 0,7 Tpu

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



V - 30

a1 =

MG F0= 0.5 q L x 0.5 q x2 = 725,11 t/cm2

Keterangan : MG a1 FO

q = 1,489 t/m

= Jarak titik berat tendon dibawah kern atas ( kt)

Tabel 5.8. Perencanaan daerah aman tendon saat tranfer teganganTitik Tinjau x1 x2 x3 x4 x5 Jarak Langsung (m) 0 3.85 7.7 11.55 15.4 Momen (Mg) kNm 0 77.25 132.42 165.53 176.57 Jarak (a1) (cm) 0 10.65 18.26 22.83 24.35 Batas Bawah (BB) 33.773 23.123 15.513 10.943 9.423

2. Kondisi saat beton bekerja penuh a2 =

MT F

Keterangan : a2 F MT = Jarak titik berat tendon dibawah batas bawah kern ( kb) = 580,089 t/cm2 = MG + M setelah kehilangan gaya pratekan dan lantai dicor

Tabel 5.9. Perencanaan daerah aman tendon saat beton bekerja penuhTitik Tinjau x1 x2 x3 x4 x5 Jarak Langsung (m) 0 3.85 7.7 11.55 15.4 Momen (Mg) kNm 0.00 139.66 239.41 299.27 319.22 Jarak (a1) (cm) 0.00 19.26 33.02 41.27 44.02 Batas Atas (BA) 40.16 20.90 7.14 -1.11 -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 AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 3) Akibat susut beton 4) Akibat relaksasi baja. Pada perencanaan jembatan Tanggi Prategang TY LIN. 1. Akibat tegangan elastis beton Dari hasil perhitungan sebelumnya diperoleh : As Ac FO Es Ec Ic e MG n Fpo = 6*903,1 = 5418,699 mm2 = 4773,75 cm2 = 477375 mm2 = 725,11 ton = 7251100 N = 200000 Mpa = 3,64 104 Mpa = 2,7 1011 mm4 =660 mm = 176,56 tm = 1,77 109 Nmm = =

V - 31

ini perhitungan kehilangan tegangan

menggunakan rumus-rumus dan ketentuan-ketentuan pada Desain Struktur

Es = 5,49 Ec Fo 725110 = = 133,816 N/mm2 As 5418,7 Fo Fo * e 2 M G * e + Ac I I

Fcs

=

725110 725110 * 66 2 17700000 * 66 = + 4773,75 15850408,17 1585048,17= 151,895 + 199,274 73,702 = 277,467 kg/cm2 Maka : fpES = 5,490 x 277,467 fpES = 0,9 x 1523,29 kg/cm2 = 1370,961 kg/cm2 Karena ada 6 buah tendon ES = 0.5 x 137,096 MPa = 68,548 Mpa 2. Akibat rangkak beton ( Creep Losses ) fpCR = Kcr = 137,096 MPa = 1523,29 kg/cm2 Pengurangan nilai Pi digunakan reduksi 10 %, maka : = 27,747 MPa

Eps ( fcs fcsd ) EcLaporan Tugas Akhir


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Kcr Fcsd ` Fcs 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 = untuk struktur pasca tarik, koefisien rangkan beton 1,6 =

V - 32

Mp * e 3,46. 10 7 x66 = 15850408,17 I

= 144,072 kg/cm2

= 14,407 MPa = 27,747 MPa

= 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 Maka, fpSH = 0,0005 x 2.000.000 x 40% = 400 kg / cm2 = 40 Mpa 4. Akibat relaksasi baja fpR fpi = fpi x = 2.000.000 kg/cm2

Log t f ' pi fpu 0.55 10

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

Pengurangan gaya akibat relaksasi adalah 17% fp = (1- 0.17 ) x 14250 = 11827.5 kg / cm2 t Maka, Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

= 1182.75 Mpa

Waktu durasi pada saat relaksasi diambil selama 5 tahun = 5 x 365 x 24 = 43800 jam


V - 33

fpR

=14250

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. Mu = 0.5 q (0,209.L)2 = 0.5 1.489 (0,209*30.8)2 = 3.085x106 Nmm Direncanakan tulangan pokok D20 dan sengkang D10. d = h p - sengkang tul. pokok = 1600 40 10 (0,5 x20 ) = 1540 mm

Mu b*d2 Mu b*d20,0055 min

=

3.085 * 10 6 = 0,0055 Mpa 1000 * 1540 2fy ) f 'c

= 0,8 fy (1 0,0588

= 0,8 320 (1 0,0588 = 0,00003 =

320 ) 60

1,4 1,4 = = 0,0044 fy 320

min > maka dipakai min = 0,0044 As =bd = 0,0044*100*1540 = 6737,5 mm2 Maka digunakan tulangan 22 D 20 (As = 6908 mm2 )


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 2. Perhitungan tulangan geser balok prategang Gaya lintang akibat beban mati (VD) Akibat gelagar Akibat diafragma Akibat plat lantai = 0,5 q L = 0,5 P = 0,5 q L

V - 34

= 0,5 *1489 *30,8 = 22930,60 kg = 0,5 *8752 VD = 4376 kg = 0,5 *1203*30,8 = 18526.2 kg = 45832.8 kg = 458328 N

Gaya lintng akibat beban hidup (VL) Akibat beban D Akibat angin = 0.5 P = 0,5 q L = 0,5*11396 = 0,5 *194*30,8 VL 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 Vcw Vp Vp = (0,29* = 5698 kg = 2987,6 kg = 8685,6 kg = 86856 N

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

= komponen vertikal dari gaya prategang = Fo *tg = 725110 * = 2448,42 N

52 15400

Bw Fpc

= 18 cm = 180 mm =

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

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 1605987,614 N Retak miring akibat lentur (Vci) Vci Mcr = 0,05*bw*d* = =

V - 35

f 'c +

Vt * Mcr M max

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

M max Vt

= =

L * x x2 L 2* x

3080 * 770 770 2 = 1155 cm = 11550 mm 3080 2 * 770 58,9 *10 8 11550

Vci

= 0,05*180*1560* 50 + = 609234,5 N

Jadi dipakai Vc = Vci = 609234,5 N

Vs 0,6 Vs Vs

= Vu - Vc = vaktor reduksi kekuatan = 0,6 = 545184 0,6 *609234,5 = 299405,5 N

Tulangan rencana sengkang D10 (As = 157 mm2) S = =

Av * fy * d Vs

157 * 320 *1660 = 261,76 mm 300 mm 299405,5

Jadi dipakai tulangan sengkang D 10-300 mm.



V - 36

Gambar 5.17. Tulangan Balok Prategang End Block Akibat stressing maka pada ujung balok terjadi tegangan yang besar dan untuk mendistribusikan gaya prategang tersebut pada seluruh penampang balok, maka perlu suatu bagian ujung block (end block) yang panjangnya maksimal sama dengan tinggi balok dengan seluruhnya merata selebar flens balok. Pada bagian end block tersebut terdapat dua macam tegangan yang berupa : 1. Tegangan tarik yang disebut Bursting Zone terdapat pada pusat penampang di sepanjang garis beban. 2. Tegangan tarik yang tinggi yang terdapat pada permukaan ujung end block, yang disebut Spalling Zone (daerah yang terkelupas). Untuk menahan tegangan tarik di daerah Bursting Zone digunakan sengkang atau tulangan spiral longitudinal. Sedangkan untuk tegangan tarik di daerah spalling Zone digunakan Wiremesh atau tulangan biasa yang dianyam agar tidak terjadi retakan. Perhitungan besarnya gaya yang bekerja pada end block adalah berupa pendekatan. Panjang end block < h Diambil panjang end block = 1000 mm Gaya yang terjadi pada end block dicari dengan rumus sebagai berikut : Angkur tunggal : To3

(b b1 ) = 0,04*F + 0,20* 2 *F (b2 + b1 ) Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Angkur majemuk : To

V - 37

(b b1 ) = 0,20* 2 *F (b2 + b1 ) =

3

Ts

F * (1 ) 3To Ts F = gaya pada Spalling Zone = gaya pada Bursting Zone = gaya prategang efektif

Dimana :

b1,b2 = bagian-bagian dari prisma 1. Perhitungan Tulangan pada daerah spalling zone Prisma 1 F1 b1 b2 Prisma 2 F2 b1 b2 Prisma 3 F3 b1 b2 Prisma 4 F4 b1 b2 = = = =

580089 = 145.022 ton 4

= 25 cm = 11cm

580089 = 145.022 ton 4

= 11cm = 27,5 cm

580089 = 145.022 ton 4

= 27,5 cm = 11cm

580089 = 145.022 ton 4

= 11 cm = 25 cm



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 Prisma b1 1 2 3 425 11 27.5 11

surface force F ton

b211 27.5 11 25 145.022 145.022 145.022 145.022

(b b1 ) 0,04 F 0.2* 2 *F (b2 + b1 ) 5.801 5.801 5.801 5.801 -1.70585 2.283145 -2.28315 1.705849

3

Dari tabel diatas didapatkan : To1 max = To2 max = 5.801 ton To1max

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 10 x 10 ( 26.7 cm x 26.7 cm ). Tabel 5.12. Perhitungan Tulangan pada daerah bursting zoneBursting Area No Uraian prisma 1 145.022 36 0.267 0.007 47.982 1 52.780 320 0.165 4 200.960 prisma 2 145.022 38.5 0.267 0.007 48.005 1 52.806 320 0.165 4 200.960 prisma 3 145.022 23 0.267 0.012 47.779 1 52.557 320 0.164 4 200.960 prisma 4 145.022 23 0.267 0.012 47.779 1 52.557 320 0.164 4 200.960 ton Sat ton m m

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Gaya Prategang ( F ) Sisi Prisma ( b = b1 + b2 ) Lebar bearing ( 2b ) gamma Bursting force Koefisien reduksi Angku miring Ts' = 1.1 x Ts Fy As = Ts' / fy Tulangan terpasang Luas tulangan terpasang

ton Mpa

mm2



V - 39

Gambar 5.18. Penulangan daerah spalling zone dan bursting zone 5.3.1.4. Balok Diafragma

Gambar 5.19. Dimensi balok diafragma 1. Perhitungan Balok diafragma Dimensi : h P L Ix = = 88 cm = 185 cm = 25 cm

1 *250*8803 12 Ix 1,419 * 1010 = = 146,5 mm 88 * 250 * 880 / 2 A * Cb

= 1,419 * 1010 mm4 Kt Kb =


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 2. Pembebanan diafragma Berat sendiri = 0,25*0,88*3,25 = 0,715 T/m2 = 7,15 N/mm2 Momen yang terjadi =

V - 40

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 (fc) = 35 Mpa Tebal balok (t) = 250 mm Selimut beton maks Ec maks M = = 40 mm

1 880 = 2,933 mm 300

=4700 35 = 2,78 104 Mpa = =

M * L2 6 * Ec * I 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 Fc = 35 Mpa Fci = 0,9 * 35 = 31,5 Mpa 1. Kondisi awal (sesudah transfer tegangan) A = - f ti Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


V - 41

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

f ci )

31,5

= 2,806 Mpa = 28,06 kg/cm 2 B = -0,6*fci = -0,6 * 31,5 = -18,9 Mpa = 189 kg/cm 2 2. Kondisi Akhir pada saat beban mulai bekerja B = -0,45*35 =-15,75 Mpa = -157,5 kg/cm 2 A = -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

P

=*A = 21,38 * 250 *880 = 4686000 N

Direncanakan menggunakan dua buah tendon sehingga gaya prategang efektifnya menjadi : P F = 2*F = 2343000 N 4686000 = 2* F

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 KALaporan Tugas Akhir


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 0,063 Mpa ftop =-

V - 42

MT 2039239,58 =250 * 880 * 146,5 A KB= - 0,063 Mpa

2. Akibat gaya prategang awal fbottom = -

Fo 2928750 =250 * 880 A Fo 2928750 =250 * 880 A

= - 2,31 Mpa ftop =-

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

F 2343000 =250 * 880 A F 2343000 =250 * 880 A

= - 2,65 Mpa ftop =-

= - 2,65 Mpa 6. Kombinasi Tegangan Keadaan awal (a + b) Serat atas (ft) Serat bawah (fb) = - 0,063 2,31 = - 2,373 Mpa < - 18,9 Mpa.........(ok) = 0,063 - 13,31 = - 2,247 Mpa < 2,806 Mpa.............(ok) Akibat gaya pratekan efektif (a + c) Serat atas Serat bawah = - 0,063 - 2,65 = - 2,713 Mpa < -15,75 Mpa .........(ok) = 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 AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 2. Tegangan saat beton bekerja Jumlah tendon yang dibutuhkan : F FO n = 2343000 N = 234,3 t = 2928750 N = 292,8 t = : Tat = 0,8 Tpu : Tap = 0,7 Tpu

V - 43

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 (fc) = 35 Mpa Tebal balok (t) = 250 mm Selimut beton maks = Mu = = 40 mm

1 *880 = 2,933 mm 300 M 0,86,9 * 10 8 0,8

=

= 8,625*108 Nmm Direncanakan tulangan pokok D13 dan sengkang D8. d = h p - Dsengkang 0,5 D tul. pokok = 880 40 8 0,5 * 13 = 825,5 mm



V - 44

Mu b*d2 Mu b*d25,062 min

=

8,625 * 10 8 = 5,062 Mpa 250 * 825,5 2 fy ) f 'c 320 ) 35

= 0,8 fy (1 0,588

= 0,8 320 (1 0,588 = 0,006 =

1,4 1,4 = = 0,0044 fy 320

> min maka dipakai min = 0,006 As =bd = 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.



V - 45

10

40

10 4.5 10.5

60 Gambar 5.21. Bearing Pad Digunakan : CPU Elastomeric Bearing tebal 45 mm isi 3 plat baja 3 mm Kuat tekan = 56 kg/cm2 Kuat geser = 35 kg/cm2 CPU Bearing Pad / strip tebal 20 mm Kuat geser = 2.11 kg/cm2 Beban yang bekerja : Vmax = D Total = 679.38 kN = 67938 kg Beban Horizontal Hmax = 25.27 kN = 2527 kg Pengecekan terhadap beban vertikal : f = =

Vmax A 67938 45 * 40

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

H max A 2527 45 * 40

= 1.404 kg/cm2 35 kg/cm2 Pengecekan terhadap CPU Bearing Pad / strip : Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


V - 46

f

= =

5% * H max A 5% * 2527 45 * 40

= 0.070 kg/cm2 2.11 kg/cm2 5.3.1.5. Shear Connector Karena hubungan antara lantai jembatan dengan gelagar beton ptategang merupakan hubungan komposit, dimana dalam hubungan ini, lantai dengan gelagar beton tidak dicor dalam satu kesatuan, maka perlu diberi penahan geser agar hubungan antara lantai dengan gelagar beton dapat bekerja secara bersamaan dalam menahan beban. Direncanakan : Diameter angkur Tinggi angker masuk ke pelat Tinggi angker masuk ke gelagar : 2D16 ( 2 kaki ) : HSC-P = 17 cm : HSC-G = 27 cmShear Connector D16 20

Pelat fc = 350 kg/cm2

17 27

Ytk = 107.9

180 Ybk = 72.1

Gelagar fc = 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 f 'c

H < 5.5 Q = 10 * d2 * d 15,4 mAngkur yang masuk ke plat :



V - 47

17 = 10,63 5,5 1.6Dipakai 2 kaki

Q = 55 * 1,62 * Q = 5268,25 kg

350 = 2634,13 kg

Angkur yang masuk ke gelagar :

27 = 16,88 5,5 1.6Dipakai 2 kaki

Q = 55 * 1,62 * 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 30 8 m Untuk L = 3,85 m Untuk L = 7,7 m Statis Momen bagian pelat : Sxpelat = Ap * (Ytk * hp) = 153.55 * 20 * (107,9 * 20) = 300650.9 cm3 Momen Inersia komposit : Ixk = 27018103,6 cm4 D = 27259,2 kg = 27259 ton D = 13629,6 kg = 13629 ton 15 4 m

Jarak shear connector tiap bagian setengah bentang dihitung dalam tabel berikut : Tabel 5. 13. Jarak shear connector tiap bagian setengah bentangJarak (m) 0 3.85 7.7 Dx (kg) 54518.4 27259.2 13629.6 Sx (cm3) 762363.8 762363.8 762363.8 Ixk (cm4) 27018103.6 27018103.6 27018103.6 Q (kg) 6296.76 6296.76 6296.76 q (kg/cm) 1538.33 769.17 384.58 S (Q/q) (cm) 4.09 8.19 16.37



V - 48

4.09 cm

8.19 cm

16.37 cm

32.74 cm

3.85 m

3.85 m 15.4 m

3.85 m

3.85 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 b. Lapisan Aspal c. Berat sendiri qtot M = 1,7775 T/m = = : 0,2*1,7*3,25 = 1,17 T/m : 0,05*1,7*2,2 = 0,198 T/m : 0,07*1,7*3,25= 0.,4095 T/m

1 qtot*L2 8 1 *1,775*12 8 1 1 b*h2 = 1700*702= 735 000 mm 12 12

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

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

1 1 L= 1700 = 5,667 mm 300 300



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 0,82,22 * 106 0,8

Mu

=

=

= 2,75*106 Nmm Direncanakan tulangan pokok D13 d = h p 0,5 D tul. pokok = 70 40 6,5 = 23,5 mm

Mu b*d2 Mu b*d24,979

=

2,75 * 106 = 4,979 Mpa 1000 * 23,52 fy ) f 'c 320 ) 22,5

= 0,8 fy (1 0,0588

= 0,8 320 (1 0,0588

214,08 2 256 + 4,979 = 0 p min = (256 +247,532):2*214,08 = 0,0019 =

1,4 1,4 = = 0,0044 fy 320

min > maka dipakai min = 0,0044 As =bd = 0,0044*1000*23,5 = 103,4 mm2 Maka digunakan tulangan pokok 6 D 13 (As = 796 mm2)



V - 52

5.3.2. Perhitungan Struktur Bawah 5.3.2.1. Perancangan AbutmentData-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 dimanauntuk 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 1- 3m d= 1,2914gr/cm3 d= 1,4242 gr/cm3 1=15 0 C = 0.11 kg/cm2 1=23 0 C = 0.19 kg/cm2

Pelat Injak

aspal

a g re g a t0.5500

p la t in ja k

Gambar 5.23. Pelat Injak Pembebanan Pelat Injak Berat aspal Berat agregat Berat air hujan Berat pelat sendiri = 2250 0,05 1 = 1450 0,55 1 = 1000 0,1 1 = 2500 0,2 1 Berat Total (q) = 112,5 = 725,00 = 100,00 = 500,00 = 1437,50 kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 1 / 8 q L2 = 1 / 8 1437,50 2,5 2 = 1123,05 kgm Beban terpusat (P) : P Mmaks = 10/0,6 = 16,667 T = 16667 kg = 1/ 4 P L = 1 / 4 16667 2,5 = 10416,875 Kgm M total = 1123,05 + 10416,875 = 11539,925 kgm = 115,39925 KNm Penulangan Pelat Injak Fc Fy B H D K = 35 MPa = 400 MPa = 100 cm = 20 cm = 20 4 (1,6) = 15,2 cm = =

V - 53

Mmaks

Mu bd2

115,399 1,00 0,152 2

= 4994,763 kN/m2 min max = 0,017679 (interpolasi tabel 5.1.e Grafik dan Tabel Perhitungan = 0,0018 (Tabel 7. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang) = 0,0271 (tabel 8 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang) Beton Bertulang)

min < < max, 0,0018 < 0,017679 < 0,0271 sehingga: Asl Untuk fy As = b d 10 6 = 0,017679 1 0,152 10 6 = 2687,208 mm2 = 240 Mpa, tulangan pembagi (As): = =

0,25 b 100 1000,25 1000 200 100

= 500 mm2 Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Dipilih: Tulangan utama 16 75 (As = 2681 mm2) Tulangan pembagi 10 150 (As = 524 mm2)

V - 54

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


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Beban Mati 1. Berat sendiri

V - 55

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 0.3 0.8 0.7 0.5 2 1.2 1.2 1.2 0.9 3 3 3 Gaya Vertikal Vs (ton) 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 0.78 1.3 0.455 2.6 3.25 1.365 3.51 0.78 13.7475 2.925 2.925 63.375 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 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

x x x x

0.5 0.5 0.5 0.5

V total

Untuk lebar 9 m, maka : Vs Ms = 97.013*9 = 324.79*9 = 1067.143 T = 3572.69 Tm

Jarak titik berat abutment terhadap titik A : X =

Mx = 3572.69 Berat 1067.143

=

3.3479 m



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 Untuk lebar 9 m, maka : Vs Ms = 97.013*9 = 31.01*9 = 1067.143 T = 341.11 Tm 97.013 Momen Total 31.01

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 = 13,950 ton : 0,2*11*30,8*3,25= 220,22 ton + 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 Beban balok prestress : 0,4775*30,8*3,15*5 = 231,635 ton Beban diafragma Total : 1,459 *3*6 = 525,347 ton = 262,674 ton = 15,66 ton = 13,39 ton Beban air hujan : 0,05*9*30,8*1,0 Beban plat lantai Beban sandaran: 2*(0,25*0,2 *30,8)*3,25

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



V - 57

P = 262,674 T

CL Gambar 5.26. Pembebanan abutment akibat beban mati bangunan atas Pm = 262,674 T

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

x Pm

3,05 262,674801,156 Tm

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

x Pm

0,165 262,67435,9 Tm


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 3. Beban mati akibat timbunan tanah diatas pondasi abutment

V - 58

1 0 .0 0

CLGambar 5.27 Pembebanan abutment akibat beban vertikal tanah timbunan Untuk tanah timbunan digunakan tanah pada kedalaman 1-3 m, karena d nya tertinggi dari kedalaman yang lain. d = d = 1,4242 gr/cm3 = 1,4242 T/ m3

Tabel 5.16. Pembebanan abutment timbunan tanah diatas pondasi Bagian 1 2 3 4 5 6 2.50 2.30 2.30 0.50 3.00 3.00 x x x x x x Gaya Vertikal Vs (ton) 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 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 Momen thdp A ( ton m ) 14.38 33.74 20.24 1.64 100.41 7.05 177.46

x x

0.50 0.50

Untuk lebar 9 m, maka : Vs Ms = 35,12*9 = 177,46 *9 = 386,32 T = 1952,06 Tm

Jarak titik berat timbunan terhadap titik A adalah : X =

Mx = 1952,06 Berat 386,32

=

5,05 m


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Momen terjadi terhadap A : Mg =

V - 59

Mx =

1952,06 Tm

Tabel 5.17. Pembebanan abutment timbunan tanah diatas pondasi dengan momen terhadap CL Bagian 1 2 3 4 5 6 2.50 2.30 2.30 0.50 3.00 3.00 x x x x x x Gaya Vertikal Vs (ton) 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 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

x x

0.50 0.50

Untuk lebar 9 m, maka : Vs Ms = 35,12*9 = 386,32 T = 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 Beban garis KEL Total Jadi total beban hidup untuk satu abutment : 0,5*326,598 : 0,79*30,8*5,5 +0,5*0,79*30,8*0,25 : 6,16*30, 8 = 136,870 ton = 189,728 ton = 326,598 ton = 163,299 ton



V - 60

P = 163,299 T

CL Gambar 5.28. Pembebanan abutment akibat beban hidup bangunan atas Lengan terhadap G = x = 3,05 m SLS (Serviceability Limit State) Momen terhadap G = Mg = = P = 163,299 T

Ph x = 163,299 3,05498,016 Tm P = 163,299 *2 = 326,598 T

ULS (Ultimate Limit State) Momen terhadap G = Mg = = Mg = =

Ph x = 326,598 3,05996,124 Tm

Momen terhadap CL =

Ph x = 326,598 0,16553,89 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.


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan P = 25 T

V - 61

CL

G

Gambar 5.29. Pembebanan pilar akibat gaya rem dan traksi Tinggi Abutmen rencana Momen terhadap G = Mg = = = 10 m P = 25 T

SLS (Serviceability Limit State)

Ph x = 25 10250 Tm P = 25 *2 = 50 T

ULS (Ultimate Limit State) Momen terhadap G = Mg = = Mg = =

Ph x = 50 10500 Tm

Momen terhadap CL =

Ph x = 50 10500 Tm

3. Gaya akibat tekanan tanah aktif Besarnya tekanan tanah yang bekerja pada abutmen tergantung dari properties tanah dan ketinggian tanah dibelakang abutmen. Parameter tanahB1 0 1 m 1- 3m

:d= 1,2914gr/cm3 d= 1,4242 gr/cm3 1=15 0 1=23 0 C = 0.11 kg/cm2 C = 0.19 kg/cm2

Koefisien tekanan tanah Ka Kp = tan2 ( 45 - 1 ) = tan2 ( 45 + 1 )

: = 0,3197 = 3,1162


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Tegangan tanah aktif Pa1 Pa2 Pp = Ka * g * H = Ka * q = Kp * g * H : = 5,599 t/m2 = 0,697 t/m2 : = 0 t/m2 H = 10,00 m B = 5,00 m L = 9,00 m

V - 62

Tegangan tanah pasif

Besarnya tekanan tanah aktif / pasif : Rencana tinggi abutmen Lebar telapak abutmen Panjang abutmen arah melintang Pa1 Pa2 Pp f

Beban hidup yang bekerja diatas oprit q = 2,182 t/m = * g * H2 * Ka * L = 251,944 t = pa2 * H * L = * h * pp * L = 251,944 + 62,775 = 62,775 t =0t = 314.719 t

4. Gaya gesek akibat tumpuan-tumpuan bergerak fges fges Pm C Fges = = = = =

Pm Cgaya gesek tumpuan bergerak (rol) beban mati konstruksi atas (T) = 262,674 T koefisien tumpuan gesekan karet dengan baja = 0,15

dimana:

262,674 0,15 = 33,028 TP = 33,028 T

G

CLGambar 5.30. Gaya gesek tumpuan bergerak Lengan gaya terhadap titik G : Yges = 8,2 m


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Momen terhadap titik G : Mges = = = Mges = =

V - 63

Fges Yges33,028 x8,2270,83 m

Momen terhadap titik CL :

Fges Yges

33,028 x8,2270,83 m

=5. Gaya gempa

Gambar 5.31. V Wt

Pembebanan gempa pada abutment

= Wt. C. I. K. Z = berat total jembatan yang dipengaruhi oleh percepatan gempa = berat bangunan atas + berat badan abutment = 425,973 + (0,5 266,539) = 559,243 Ton

dimana :

C

= koefisien geser dasar gempa



V - 64

0,06

0,057 Tanah Keras Tanah Sedang Tanah Lunak 0,043 0,057 / T 0,035 / T 0,033 0,020 / T

0,05

Coef gempa (C)

0,04

0,03

0,028 0,0220,02

0,0170,01

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 g K E T/m2 I = momen inersia penampang pilar (m4) = 1 = waktu getar struktur (detik) = 2 (Wt / g.K) = percepatan gravitasi = 9,81 m/det2 = kekakuan pilar jembatan, untuk 1 pilar K = 3. E. I / L3 = modulus elastisitas bahan pilar = 200000 kg / cm2 = 2000000

12

8,4 113

= 931,7 m4 L K = tinggi abutment (meter) = =

3 EI L3 3 2000000 931,7 8.43 Wt K g

= 9,43 . 106 T/m T = 2 = 2

559,243 9,43 * 10 6 9,81

= 2*23.187,85 detik Kekuatan geser tanah (S) S 1 = c + ( h ) tan = 31 derajat


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan C S = 1,7512 t/m3 = 0,00175 kg /cm3 = 2,1 t/m2 = 0,21 kg/cm2

V - 65

Kedalaman lapisan tanah (h) = 3 m = 300 cm = 0,21 + (0,00175 840) Tan 31 = 1,093 Kg/cm2 = 109,3 Kpa Tabel 5.18. Definisi jenis tanah Nilai Kuat Geser Tanah S (Kpa) Tanah Keras S > 55 S > 110 S > 220 S > 330 Tanah Sedang 45 < S < 55 90 < S < 110 180 < S < 220 270 < S < 330 Tanah Lunak S < 45 S < 90 S < 180 S < 270

Kedalaman Lapisan (m) 5 10 15 >20

90 < S < 110, S = 109,3 Kpa, maka termasuk tanah sedang. Dari diagram spektrum respon gempa didapat C = 0,012 I K Z = = = = = = Gempa, 2004) V = = = Wt. C. I. K. Z faktor kepentingan 1,0 ; Jembatan merupakan jembatan permanen faktor jenis struktur 3 ; merupakan jembatan type C bersifat elastis tidak daktail faktor wilayah gempa 1,4 ; Salatiga termasuk dalam zone gempa 3 (Rekayasa

559,243 0,012 1,0 3 1,428,186 Ton = 8,4 m = 28,186 x 8,4 = 236,7624Tm2

Lengan terhadap G (Yg) Momen terhadap G

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

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan d2 = 100% w L 2 m / 2 = 100% 62,1 30,8 2 / 2 = 1912,68 kg dtotal = d1 +d2 = 1912,68 +1912,68 = 3825,36 kg Lengan terhadap A: Y1 Y2 Ma = 8,4 + 1 = 9,4 m = 10,0+ 1 = 11 m = d1 Y 1 + d 2 Y 2 = 1,91268 9,4 + 1,91268 11 = 39,02 Tm Momen terhadap titik CL : Ma = d1 Y 1 + d 2 Y 2 = 1,91268 9,4 + 1,91268 11 = 39,02 Tm 5.3.1.2. Perhitungan Kapasitas Pondasi Telapak Pmax dimana : Pmax Pv A Mx My x y Ix Iy = = = = = = = = = beban maksimum total pondasi beban vertikal total luas dasar pondasi momen arah x momen arah y 3,6 / h 13 / h momen inersia arah x momen inersia arah y =

V - 66

Momen terhadap titik A :

x Pv y + Mhx + Mhy Iy A Ix



V - 67

Balok Cap

9,00

X5,00

Balok Cap

Y

9,00

Gambar 5.33. x y Ix = = = = Iy = = A = 0,5 x 5,0 0,5 x9,0 1/12 Bx By 1/12 5,0 93 1/12 Bx3 By 1/12 5,03 9 5,0 x 93

Dimensi Kaki Abutment

= 2,5 m = 4,5 m

= 554,58 m4

= 114,58 m4 = 45 m2

Kapasitas dukung tanah dasar (bearing capacity) dipengaruhi oleh parameter

, c, dan . Besarnya kapasitas dukung tanah dasar dapat dihitung denganmetode Terzaghi, yaitu :

Pult = Ap (c N c (1 + 0,3B / L) + D f N q + 0,5 B N (1 0,2 B / L))dimana :

Pult

=

daya dukung ultimate tanah dasar (t/m2) Laporan Tugas Akhir


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan c = = = = kohesi tanah dasar (t/m2) berat isi tanah dasar (t/m3) lebar pondasi (meter) kedalaman pondasi (meter) = faktor daya dukung Terzaghi luas dasar pondasi lebar pondasi panjang pondasi

V - 68

B=D Df

N , Nq, Nc Ap B L = = =

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

Tabel 5.19. Nilai-nilai daya dukung Terzaghi Keruntuhan Geser Umum Keruntuhan Geser Lokal 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 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 N 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 Nc 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 Nq 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 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 : 1 d C Nc Nq N = 23 0 = 1,4242 gr/cm3 = 1,9 t/m2 = = = 22,15 10,58 7,82 = 0,001424 kg /cm3 = 0.19 kg/cm2

Sehingga diperoleh ( hasil interpolasi ) :

Daya dukung ijin pondasi dangkal menurut formula Terzaghi & Peck :

ultult ult all all =

= (c N c (1 + 0,3B / L) + D f N q + 0,5 B N (1 0,2 B / L))=(0,19.(22,15)(1+0,3.500/1100)+(1,4242/1000).100.(10,58)+0,5.( = 8,82 Kg/cm2 = (1/3). ult (1/3). 88,2 = 29,4 Ton/m2 Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penggantian Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

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

Bab V. Perancangan Struktur JembatanKombinasi Pembebanan Pada Abutment Tabel 5.20. Kombinasi Beban Kombinasi Beban AKSI 1. Aksi Tetap: 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 5. Gesekan pada perletakan 8. Beban angin 9. Aksi lain: gempa Ket. o x = kondisi batas layan (SLS) = kondisi ultimate (ULS) o o x o x o o o o x xSumber : BMS 1992

V - 70

Ultimate 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x

x

o

o o

o o o o


Bab V. Perancangan Struktur JembatanTabel 5. 21. Kombinasi 1 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 M Vertikal M Horisontal ULS/SLS

V - 71

AKSI

1067,143 425,973314,719 326,598 50 33,028 3,83

3572,69 801,1561573,595 x 966,124 500 125.508 39,02 x o o

1819,714

401,377

5339,97

2238,123



V - 72

Tabel 5. 22.

Kombinasi 2 kombinasi 2 (Aksi Tetap ULS + Aksi Transien SLS + Gaya Rem SLS + Beban Pejalan Kaki ULS + Gaya Gesek SLS) V Vertikal V Horisontal M Vertikal M Horisontal ULS/SLS x

AKSI

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

1067,143 425,973314,719 163,299 25.000 33.028

3572,69 801,1561573,595 o 498,016 145.000 270,83 o o

1819,714

372,747

4871,862

1989,43



V - 73

Tabel 5. 23. Kombinasi 3 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

AKSI

1067,143 425,973314,719 116.640 25.000 33.028 3,83

3572,69 801,1561573,595 o 291.599 145.000 270,83 39,02 o o o

1609,56

376,577

4665,45

2028,445



V - 74

Tabel 5. 24. Kombinasi 4 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

AKSI

1067,143 425,973314,719 163,299 25 33,028 3,83

3572,69 801,1561573,595 o 498,016 250 270,83 39,02 o o x

1656,415

376,577

4871,862

2133,445



V - 75

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

1067,143 425,973314,719

3572,69 801,1561573,595

28,186 1493,116 342,905 4373,846

236,73 1810,325

x



V - 76

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 M Vertikal M Horisontal ULS/SLS

1067,143 425,973314,719

3572,69 801,1561573,595

x

33,028 3,83

125.508 39,02

o o

1493,116

351,577

4373,846

1738,123


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Digunakan kombinasi 1 dengan gaya dan momen sebagai berikut : Vv Vh Mv Mh = 1819,714 t = 401,377 t = 5339,97 tm = 2283,123 tm

V - 77

Kontrol Terhadap: a. Gaya Guling FS =

Mv Mh5339,97 = 2,338 > SF = 1,5 2283,123................... Aman

=

b. Gaya Geser FS =

V tan + Ca B H= faktor geser tanah antara tanah dan dasar tembok (Buku 0,45 (Beton dengan tanah lempung padat dan pasir gravelan padat) adhesi antara tanah dan dasar tembok = 0 lebar dasar pondasi

Tan = Ca B Fs = = =

Teknik Sipil)

1819,714 0,45 + 0 5,0 = 2,040 > SF = 1,5 ................... Aman 401,377B Mv Mh B 4,5 < = = 0,75 m 6 6 2 V

c. Eksentrisitas e =

=

5,0 5339,97 2283,123 = 0,71 < 0,75 m 2 1819,714

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

d. Pmax Pondasi Pmax dimana : Pmax Pv A = = = beban maksimum total pondasi beban vertikal total luas dasar pondasi Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

=

x Pv y + Mhx + Mhy Iy A Ix

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Mx My x y Ix Iy Pmax = = = = = = = = momen arah x momen arah y 3,6 / h 13 / h momen inersia arah x momen inersia arah y

V - 78

1819,714 (2283,123) 2,5 + 55 114.5882.9 T/m2 > Pall = 29.4 T/m2 ...................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 : 1 Tan 1 = 31,000 = 0,6 = 1,751 t/m3 = 2,100 t/m2 = 2,00 m = 31,000 = 0,6 = 1,751 t/m3 = 2,100 t/m2 = 4,00 m

1C1 h1 Lapis 2 : 2 Tan 2

2C2 H2 Nc N Nq = 32 = 18 = 20

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

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

Qult

= 1308,5130 t/m2 = 1308,5130 t/m2 / 3 = 436,171 t/m2 Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

qsafe = Qult / SF

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Koefisien Tekanan Tanah : Ka1 Ka2 a2 = tan2 ( 45 - 1/ 2) = tan ( 45 2/ 2) = Ka2* 2 *H22

V - 79

= 0,320 = 0,320 = 2,239 t/m2

Tegangan tanah aktif pada pondasi sumuran :

Besarnya tekanan tanah aktif : Rencana tinggi abutmen Lebar telapak abutmen Panjang abutmen arah melintang Pa1 = * 2 *H2*Ka2*L H = 10,00 m B = 5,00 m L = 11,00 m = 40,311 t

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

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* * Nq + 0,6* 1 *R* N Qult = P/A = 1819,714 ton = *R2 A

Dimana : P

1819,714 / *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 AkhirEvaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan 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 = 165,792 ton Berat sendiri pondasi = Wt Pmax = =

V - 80

1819,714 (2283,123) 2,5 + 55 114.5882.9 T/m2 < Qsafe = 436,171 T/m2

Karena daya dukung tanah lebih besar dari P yang terjadi maka aman Perhitungan Cincin Sumuran : Beton cyclop, fc = 17,5 MPa = 175 kg/cm2 Beton cincin, fc = 25 MPa = 250 kg/cm2 Kedalaman pondasi = 4 m Tebal cincin sumuran = 30 cm

4000 3000

3400 4000Gambar 5. 34. Lay Out Pondasi Sumuran q = x H Ka = x 1,751 t/m3 4 0,320 = 1,747 T/m2

3400 4000

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 AkhirEvaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan q = 1,747 T/m2

V - 81

3400 4000Gambar 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 Mn d =

Mu 196500 = = 245671 kgcm 0,8 0,8

=hpD = 300 40 12 = 254 mm = 25,4 cm

b Rl K F

= D = 3000 = 9424,778 mm = 942,478 cm = 0,85 fc = 0,85 250 = 212,5 kg/cm2 =

491344 Mn = = 0,0019 2 b d Rl 942,478 25,4 2 212,51 2K1 2 0,0019

=1 =1

= 0,0019 Fmaks = =

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

= 0,3825 Kmaks = F max (1 f max/ 2 ) = 0,3825 (1 0,3825 / 2 ) = 0,309 Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan F < Fmax berarti menggunakan tulangan single underreinforced As = F b d Rl

V - 82

fy 4000

= 0,0038 9424,778 254 212,5 = 241,63 mm2 Digunakan tulangan D16 150 Penulangan geser sumuran

Gaya tarik melingkar (T)= h 2 D Ka = 1,678 6 2 3 0,347 = 31,442 T Luas tulangan geser (A) =

T 31442 = = 19,651 cm2 = 1965,1 mm2 u 1600

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

D16-150 D12-150

Gambar 5. 36. Penulangan Pondasi Sumuran Penulangan Abutment : Dari perhitungan sebelumnya didapat : Vv Vh Mv Mh = 1819,714 t = 401,377 t = 5339,97 tm = 2283,123 tm Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Dipakai D tul Fy Fc Fc B D b :

V - 83

= 25 mm = 320 Mpa = 22,5 Mpa = 0,83*fc = 18,675 Mpa = 11000 mm = 1000-50-0.5*25 = 938 mm =

b1 * 0,85 * fc' 600 ( ) fy 600 + fy 0,85 * 0,85 * 18,675' 600 ( ) = 0,0275 320 600 + 320

= max

= 0,75* b = 0,75*0,275 = 0,0206

min Mu K K 0,181 P

=

1,4 1,4 = = 0,004 fy 320

= k*b*d2 = 0,181 = 0,9*p*fy = 0,9*p*320 = 0,0000629 < pmin = 0,004 p = pmin = pmin *b*d = 0,004*11000*938 =41272 mm2

5339,97 * 107 = k*11000*9382

Diambil Sehingga : As min

Dipakai D 25-200; As

= 0.25*252*3,14*(

11000 +1) 80= 20% * 62624,16 mm2 = 12524,833mm2

= 62624,16 mm2 > As min Tulangan bagi min (20% dari tulangan pokok)

Dipakai 16-200; As

= 0.25*162*3,14*(

11000 +1) 200

= 8239,36 mm2 > As min



V - 84

Penulangan Poer Abutment :H V M

3.00

2.60 0,60 0,70

Gambar 5. 37. Skema Pembebanan Pada Kaki Abutment ambar 5. Gaya pada Poer Vv Vh Mv Mh = 1819,714 t = 401,377 t = 5339,97 tm = 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= 1,45*P = 1,45 * 70,866 = 452,129 Tm = 452,129 * 107 Nmm

= 70,866 Ton Mu

Kontrol terhadap Pecahnya konstruksi

Mu < 0,1 * fc W452,129 * 107 = 0,1*22.5 1 2 * 8000 * 1500 61,507 < 2,25 ....................Konstruksi Tak Pecah Penulangan (dipakai tulangan D20) b h d = 8000 = 1500 = 1500 40 20 = 1440 mm Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000


V - 85

Mu 320 = p * 0,8 * 400 (1 0,588*p* ) 2 22,5 b*d4,521 * 109 320 = p * 0,8 * 320 (1 0,588*p* ) 2 8000 * 1440 22,50,273 = 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


Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Perhitungan geser Pons :

V - 86

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

1 1 )* * c 6

fc' *b0*d

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 = 2*(8000+1447,5) = 18895 mm

b0 = perimeter keliling penampang poer terhadap geser

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

2

310.00

4

2.1 2.1 7

5 6

Gambar 5.39. Pembagian penampang wingwall Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan Pembebanan : Berat sendiri wingwall Tabel 5.27. Berat sendiri wingwallSegmen 1 2 3 4 5 6 7 Perhitungan 5.10 x 0.80 4.9 x 6.40 0.5 x 0.2 x 1.2 0.2 x 3.2 3.0 x 1.50 0.5 x 2.1 x 2.1 0.5 x 3.0 x 0.6 Luas ( m ) 4.08 31.36 0.12 0.64 4.5 2.205 0.92

V - 87

Tebal ( m ) 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

Berat jenis ( t/m ) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

3

Berat ( ton ) 4.08 31.36 0.12 0.64 4.5 2.205 0.9 43.805

Berat wingwall per m =

43.805 9.3

= 4.71 T/m Akibat tekanan tanah Dari perhitungan diatas didapatkan : 1 1 C1 H1 2 2 C2 H2 Ka1 = 1,2914 gr/cm3 = 1,2914 T/ m3 = 15 0 = 0.11 kg/cm2 = 1.1 T/m2 = 2.8 m = 1,4242 gr/cm3 = 1,4242 T/ m3 = 23 0 = 0.19 kg/cm2 = 1.9 T/ m2 = 6.5 m = tg2 ( 45 0 - 1/2 ) = tg2 ( 45 0 - 15 0 /2 ) = 0.589 Ka2 = tg2 ( 45 0 - 1/2 ) = tg2 ( 45 0 - 23 0 /2 ) Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 0.438

V - 88

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 Ka 1.2914 0.589

H Zo = 2.8 2.2 = 0.6

Pa3

= x (1 x H x Ka1) x H x B = x (1.2914 x 0.6 x 0.589) x 0.6 x 2.5 = 0.343 T

Pa4

= (1 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

= x (2 x H2 x Ka2) x H2 x B = x (1,4242 x 6.5 x 0.438) x 6.5 x 2.5 = 32.944 T



V - 89

Pa3

Pa1

2.8

Pa2

6.5

Pa4

Pa5

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 = M 1512.657 Tm Momen tegak lurus dengan wingwall : = x q x B2 = x 6.34 x 2.52 = 19.813 Tm Penulangan Wing Wall : Penulangan sejajar dengan wingwall Mn Mu b h d = 1512.657 Tm = 1.2 x 1512.65 = 1815.189 Tm = 1000 mm = 400 mm = 50 mm = h p 0,5 - = 400 50 8 - 16 Laporan Tugas AkhirEvaluasi dan Penanganan Jembatan Tanggi di Ruas Jalan Salatiga Boyolali Sta. 14 + 400 Km. Smg 57+000

Selimut beton (P)

Bab V. Perancangan Struktur Jembatan = 326 mm fc fy Fmax = = 22,5 Mpa = 320 Mpa

V - 90

1 x 450600 + fy 0.85 x 450 600 + 3200.416

= = Fmin =

1.4 RI1.4 191.25

=

= 0.0073 K =

Mn bd 2 RI181518900 2 1000 [326] 191.251 2K1 2 * 0,0089

=

= 0,0089 F = 1=1-

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

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

=

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



V - 91

Penulangan tegak lurus wingwall Karena momen tegak lurus dengan wingwall (19.813 Tm)

1873_chapter_v

Documents