analisis struktur p106-p107 (sta.7+388.50 ~ … 3 beton prategang (prestressed concrete) 3 standar...

100
ANALISIS STRUKTUR P106-P107 (Sta.7+388.50 ~ Sta.7+424.25) JALAN BEBAS HAMBATAN TANJUNG PRIOK SEKSI E2-A TERHADAP BEBAN GEMPA YESY RATNA SARI F44090005 DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2014

Upload: buikhuong

Post on 14-Mar-2019

266 views

Category:

Documents


12 download

TRANSCRIPT

ANALISIS STRUKTUR P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

JALAN BEBAS HAMBATAN TANJUNG PRIOK

SEKSI E2-A TERHADAP BEBAN GEMPA

YESY RATNA SARI

F44090005

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Struktur P106-

P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi

E2-A terhadap Beban Gempa adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen

pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi

mana pun Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan

maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan

dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor

Bogor Februari 2014

Yesy Ratna Sari

NIM F44090005

ABSTRAK

YESY RATNA SARI Analisis Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~

Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban

Gempa Dibimbing oleh ERIZAL dan MUHAMMAD FAUZAN

Mengingat Indonesia terletak pada zona tektonik yang sangat aktif ketahanan

struktur termasuk juga struktur jalan tol terhadap gempa menjadi sebuah hal yang

perlu diperhitungkan Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur

P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok

seksi E2-A terhadap beban gempa dengan mengacu pada Peta Hazard Gempa

Indonesia 2010 menggunakan metode respon spektrum Hasil penelitian

menunjukkan bahwa kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head

dan pier aman terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor

gempa Jumlah kebutuhan tendon pada girder diperoleh sebanyak 125 tendon

( 987 mm2) dan pier head sebanyak 558 tendon ( 1387 mm

2) Pada

slab digunakan tulangan lentur D19-150 Tulangan geser girder digunakan D22-

1325 pada area tumpuan dan D13-150 pada area lapangan Pada pier head

digunakan tulangan lentur D32 dan tulangan geser D16 Hasil analisis pier

menggunakan program PCA Col menunjukkan kapasitas pier mampu menahan

kombinasi beban yang terjadi sehingga struktur pier aman terhadap beban gempa

Kata kunci infrastruktur jembatan tendon gempa momen

ABSTRACT

YESY RATNA SARI STRUCTURAL ANALYSIS OF P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) TANJUNG PRIOK ACCESS ROAD SECTION

E2-A UNDER EARTHQUAKE LOADS Supervised by ERIZAL and

MUHAMMAD FAUZAN

The resistance of building structure included high way should be considered

because Indonesia laid in a highly active tectonic zone The purpose of this

research is to analyze the structure of fly over P106-P107 (Sta 7 +38850 ~ Sta 7

+42425) at Tanjung Priok Access Road section E2-A under earthquake loads

based on Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 using response spectrum method

Based on the result of this research is obtained that for slab girder pier head and

pier structure are safed under earthquake loads The amount of tendon needs for

the girder is 125 tendons ( 987 mm2) and for the pier head is 558 tendons

( 1387 mm2) For slab is used flexural reinforcement D19-150 The shear

reinforcement for girder is used D22-1325 at pedestal area and D13-150 at field

area For pier head is used flexural reinforcement D32 and shear reinforcement

D16 The result analysis of pier using software PCA Col showed that the pier

capacity is strong enough to endure loading combinations so the pier structure is

safed under earthquake loads

Keywords infrastructure bridge tendon earthquake moment

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

pada

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

ANALISIS STRUKTUR P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

JALAN BEBAS HAMBATAN TANJUNG PRIOK

SEKSI E2-A TERHADAP BEBAN GEMPA

YESY RATNA SARI

F44090005

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

Judul Skripsi Analisis Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari

NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Dr Ir Erizal MAgr

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

Plh Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

Dr Yudi Chadirin STP MAgr

Tanggal Lulus

ludul Skripsi Analisis Struktur PI06-PI07 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) lalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

STP MA

Tanggal Lulus 12 S ~E~ 204

PRAKATA

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya

sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan Penelitian dengan judul Analisis

Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa ini telah dilaksanakan pada

bulan Februari hingga Juni 2013

Dengan telah selesainya penelitian dan tersusunnya skripsi ini penulis

menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

1 Dr Ir Erizal MAgr sebagai dosen pembimbing pertama yang telah senantiasa

memberikan arahan dan bimbingan selama masa studi serta dalam

penyelesaian skripsi ini

2 Muhammad Fauzan ST MT sebagai dosen pembimbing kedua yang telah

banyak memberikan ilmu dalam bidang struktur jembatan serta memberikan

kesempatan dan pengalaman bekerja sebagai tim di MFA

3 Sutoyo STP MSI sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan

yang sangat bermanfaat

4 Staf laboratorium dan tata usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

yang telah banyak membantu dalam bidang administrasi dan perkuliahan

5 Kedua orang tua beserta keluarga yang selalu mendukung dan memberikan

semangat kepada penulis

6 Teman-teman satu bimbingan dan satu tim Sisca Fahril Hafiz Qori Rafdi

dan Anti serta seluruh SIL 46 yang senantiasa menyemangati dan

menginspirasi satu sama lain

7 Teman-teman SIL 45 yang telah banyak memberi masukan serta teman-teman

SIL 47 atas kerja sama dan kebersamaannya

8 Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas segala bantuan

dan dukungan yang telah diberikan

Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat dan memberikan kontribusi

nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Sipil dan

Lingkungan

Bogor Februari 2014

Yesy Ratna Sari

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL i

DAFTAR GAMBAR i

DAFTAR LAMPIRAN ii

DAFTAR NOTASI ii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang Perumusan Masalah 2

Tujuan dan Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 3

Jembatan 3

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 3

Standar Perencanaan Jembatan 5

Pembebanan Pada Jembatan 5

Desain dan Perhitungan Balok dan Kolom 12

Software CSI Bridge dan PCA Col 14

METODOLOGI 15

Waktu dan Tempat 15

Alat dan Bahan 15

Tahapan Penelitian 17

Pemodelan Struktur 18

HASIL DAN PEMBAHASAN 22

Model Struktur Jembatan 22

Input Pembebanan 23

Hasil Gaya Dalam (Internal Force) 30

Perhitungan Tendon 32

Perhitungan Tulangan 34

Pemeriksaan Kolom 41

SIMPULAN DAN SARAN 45

DAFTAR PUSTAKA 46

LAMPIRAN 47

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3) 6 Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin 8 Tabel 3 Koefisien Seret 8 Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah 9 Tabel 5 Nilai Koefisien Fa 10 Tabel 6 Nilai Koefisien Fv 10 Tabel 7 Kombinasi Pembebanan 23 Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan 26

Tabel 9 Perhitungan Nilai 28 Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta 30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam

Rentang Waktu 1900-2009 1 Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan 3 Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 4 Gambar 4 Desain Respon Spektrum 16 Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 7 Areal Aoh 13

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau 15 Gambar 9 Diagram Alir Penelitian 17 Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over 18 Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder 19 Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan 19 Gambar 13 Jenis Perletakan 20 Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan 20

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta 21 Gambar 16 Akibat Kombinasi Pembebanan 21 Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over 22

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over 22

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over 22

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri 25 Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan 25

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo 26 Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur 27 Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y 27 Gambar 25 Peta Gempa untuk wilayah Jakarta 29 Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah Jakarta Berdasarkan Peta Hazard

Gempa 2010 30 Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan 31

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS-5I 31

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup 32 Gambar 30 Pemodelan Pier 41

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1 42 Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1 42 Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2 43 Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2 43 Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1 44 Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau Lampiran 2 Grafik Bore Log

Lampiran 3 Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier Lampiran 4 Layout Tendon U Girder Tipe F Lampiran 5 Layout Tendon Pier Head

Lampiran 6 Tulangan Deck Slab U Girder

Lampiran 7 Tulangan Girder Tipe F

Lampiran 8 Tulangan Pier Head

Lampiran 9 Tulangan Pier

DAFTAR NOTASI

a = tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beton dalam analisis

kekuatan batas penampang beton bertulang akibat lentur

A = luas penampang m2

Ag = luas brutto penampang mm2

Aps = luas tulangan prategang dalam daerah tarik mm2

As = luas tulangan tarik non-prategang mm2

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s atau luas tulangan geser yang

tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s

pada komponen struktur lentur tinggi mm2

b = lebar dari muka tekan komponen struktur mm

bw = lebar badan balok atau diameter dari penampang bulat mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik mm

drsquo = tebal selimut beton mm

e = eksentrisitas (mm)

Ec = modulus elastisitas beton MPa

Es = modulus elastisitas tulangan MPa

f crsquo = kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur 28 hari MPa

fpu = kuat tarik baja prategang MPa

fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif saja (setelah

memperhitungkan semua kehilangan prategang) pada serat terluar dari

penampang dimana tegangan tarik terjadi akibat beban luar MPa

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja

MPa

fy = tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Struktur P106-

P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi

E2-A terhadap Beban Gempa adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen

pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi

mana pun Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan

maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan

dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor

Bogor Februari 2014

Yesy Ratna Sari

NIM F44090005

ABSTRAK

YESY RATNA SARI Analisis Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~

Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban

Gempa Dibimbing oleh ERIZAL dan MUHAMMAD FAUZAN

Mengingat Indonesia terletak pada zona tektonik yang sangat aktif ketahanan

struktur termasuk juga struktur jalan tol terhadap gempa menjadi sebuah hal yang

perlu diperhitungkan Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur

P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok

seksi E2-A terhadap beban gempa dengan mengacu pada Peta Hazard Gempa

Indonesia 2010 menggunakan metode respon spektrum Hasil penelitian

menunjukkan bahwa kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head

dan pier aman terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor

gempa Jumlah kebutuhan tendon pada girder diperoleh sebanyak 125 tendon

( 987 mm2) dan pier head sebanyak 558 tendon ( 1387 mm

2) Pada

slab digunakan tulangan lentur D19-150 Tulangan geser girder digunakan D22-

1325 pada area tumpuan dan D13-150 pada area lapangan Pada pier head

digunakan tulangan lentur D32 dan tulangan geser D16 Hasil analisis pier

menggunakan program PCA Col menunjukkan kapasitas pier mampu menahan

kombinasi beban yang terjadi sehingga struktur pier aman terhadap beban gempa

Kata kunci infrastruktur jembatan tendon gempa momen

ABSTRACT

YESY RATNA SARI STRUCTURAL ANALYSIS OF P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) TANJUNG PRIOK ACCESS ROAD SECTION

E2-A UNDER EARTHQUAKE LOADS Supervised by ERIZAL and

MUHAMMAD FAUZAN

The resistance of building structure included high way should be considered

because Indonesia laid in a highly active tectonic zone The purpose of this

research is to analyze the structure of fly over P106-P107 (Sta 7 +38850 ~ Sta 7

+42425) at Tanjung Priok Access Road section E2-A under earthquake loads

based on Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 using response spectrum method

Based on the result of this research is obtained that for slab girder pier head and

pier structure are safed under earthquake loads The amount of tendon needs for

the girder is 125 tendons ( 987 mm2) and for the pier head is 558 tendons

( 1387 mm2) For slab is used flexural reinforcement D19-150 The shear

reinforcement for girder is used D22-1325 at pedestal area and D13-150 at field

area For pier head is used flexural reinforcement D32 and shear reinforcement

D16 The result analysis of pier using software PCA Col showed that the pier

capacity is strong enough to endure loading combinations so the pier structure is

safed under earthquake loads

Keywords infrastructure bridge tendon earthquake moment

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

pada

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

ANALISIS STRUKTUR P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

JALAN BEBAS HAMBATAN TANJUNG PRIOK

SEKSI E2-A TERHADAP BEBAN GEMPA

YESY RATNA SARI

F44090005

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

Judul Skripsi Analisis Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari

NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Dr Ir Erizal MAgr

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

Plh Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

Dr Yudi Chadirin STP MAgr

Tanggal Lulus

ludul Skripsi Analisis Struktur PI06-PI07 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) lalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

STP MA

Tanggal Lulus 12 S ~E~ 204

PRAKATA

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya

sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan Penelitian dengan judul Analisis

Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa ini telah dilaksanakan pada

bulan Februari hingga Juni 2013

Dengan telah selesainya penelitian dan tersusunnya skripsi ini penulis

menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

1 Dr Ir Erizal MAgr sebagai dosen pembimbing pertama yang telah senantiasa

memberikan arahan dan bimbingan selama masa studi serta dalam

penyelesaian skripsi ini

2 Muhammad Fauzan ST MT sebagai dosen pembimbing kedua yang telah

banyak memberikan ilmu dalam bidang struktur jembatan serta memberikan

kesempatan dan pengalaman bekerja sebagai tim di MFA

3 Sutoyo STP MSI sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan

yang sangat bermanfaat

4 Staf laboratorium dan tata usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

yang telah banyak membantu dalam bidang administrasi dan perkuliahan

5 Kedua orang tua beserta keluarga yang selalu mendukung dan memberikan

semangat kepada penulis

6 Teman-teman satu bimbingan dan satu tim Sisca Fahril Hafiz Qori Rafdi

dan Anti serta seluruh SIL 46 yang senantiasa menyemangati dan

menginspirasi satu sama lain

7 Teman-teman SIL 45 yang telah banyak memberi masukan serta teman-teman

SIL 47 atas kerja sama dan kebersamaannya

8 Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas segala bantuan

dan dukungan yang telah diberikan

Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat dan memberikan kontribusi

nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Sipil dan

Lingkungan

Bogor Februari 2014

Yesy Ratna Sari

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL i

DAFTAR GAMBAR i

DAFTAR LAMPIRAN ii

DAFTAR NOTASI ii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang Perumusan Masalah 2

Tujuan dan Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 3

Jembatan 3

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 3

Standar Perencanaan Jembatan 5

Pembebanan Pada Jembatan 5

Desain dan Perhitungan Balok dan Kolom 12

Software CSI Bridge dan PCA Col 14

METODOLOGI 15

Waktu dan Tempat 15

Alat dan Bahan 15

Tahapan Penelitian 17

Pemodelan Struktur 18

HASIL DAN PEMBAHASAN 22

Model Struktur Jembatan 22

Input Pembebanan 23

Hasil Gaya Dalam (Internal Force) 30

Perhitungan Tendon 32

Perhitungan Tulangan 34

Pemeriksaan Kolom 41

SIMPULAN DAN SARAN 45

DAFTAR PUSTAKA 46

LAMPIRAN 47

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3) 6 Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin 8 Tabel 3 Koefisien Seret 8 Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah 9 Tabel 5 Nilai Koefisien Fa 10 Tabel 6 Nilai Koefisien Fv 10 Tabel 7 Kombinasi Pembebanan 23 Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan 26

Tabel 9 Perhitungan Nilai 28 Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta 30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam

Rentang Waktu 1900-2009 1 Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan 3 Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 4 Gambar 4 Desain Respon Spektrum 16 Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 7 Areal Aoh 13

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau 15 Gambar 9 Diagram Alir Penelitian 17 Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over 18 Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder 19 Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan 19 Gambar 13 Jenis Perletakan 20 Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan 20

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta 21 Gambar 16 Akibat Kombinasi Pembebanan 21 Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over 22

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over 22

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over 22

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri 25 Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan 25

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo 26 Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur 27 Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y 27 Gambar 25 Peta Gempa untuk wilayah Jakarta 29 Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah Jakarta Berdasarkan Peta Hazard

Gempa 2010 30 Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan 31

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS-5I 31

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup 32 Gambar 30 Pemodelan Pier 41

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1 42 Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1 42 Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2 43 Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2 43 Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1 44 Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau Lampiran 2 Grafik Bore Log

Lampiran 3 Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier Lampiran 4 Layout Tendon U Girder Tipe F Lampiran 5 Layout Tendon Pier Head

Lampiran 6 Tulangan Deck Slab U Girder

Lampiran 7 Tulangan Girder Tipe F

Lampiran 8 Tulangan Pier Head

Lampiran 9 Tulangan Pier

DAFTAR NOTASI

a = tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beton dalam analisis

kekuatan batas penampang beton bertulang akibat lentur

A = luas penampang m2

Ag = luas brutto penampang mm2

Aps = luas tulangan prategang dalam daerah tarik mm2

As = luas tulangan tarik non-prategang mm2

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s atau luas tulangan geser yang

tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s

pada komponen struktur lentur tinggi mm2

b = lebar dari muka tekan komponen struktur mm

bw = lebar badan balok atau diameter dari penampang bulat mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik mm

drsquo = tebal selimut beton mm

e = eksentrisitas (mm)

Ec = modulus elastisitas beton MPa

Es = modulus elastisitas tulangan MPa

f crsquo = kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur 28 hari MPa

fpu = kuat tarik baja prategang MPa

fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif saja (setelah

memperhitungkan semua kehilangan prategang) pada serat terluar dari

penampang dimana tegangan tarik terjadi akibat beban luar MPa

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja

MPa

fy = tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

ABSTRAK

YESY RATNA SARI Analisis Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~

Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban

Gempa Dibimbing oleh ERIZAL dan MUHAMMAD FAUZAN

Mengingat Indonesia terletak pada zona tektonik yang sangat aktif ketahanan

struktur termasuk juga struktur jalan tol terhadap gempa menjadi sebuah hal yang

perlu diperhitungkan Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur

P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok

seksi E2-A terhadap beban gempa dengan mengacu pada Peta Hazard Gempa

Indonesia 2010 menggunakan metode respon spektrum Hasil penelitian

menunjukkan bahwa kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head

dan pier aman terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor

gempa Jumlah kebutuhan tendon pada girder diperoleh sebanyak 125 tendon

( 987 mm2) dan pier head sebanyak 558 tendon ( 1387 mm

2) Pada

slab digunakan tulangan lentur D19-150 Tulangan geser girder digunakan D22-

1325 pada area tumpuan dan D13-150 pada area lapangan Pada pier head

digunakan tulangan lentur D32 dan tulangan geser D16 Hasil analisis pier

menggunakan program PCA Col menunjukkan kapasitas pier mampu menahan

kombinasi beban yang terjadi sehingga struktur pier aman terhadap beban gempa

Kata kunci infrastruktur jembatan tendon gempa momen

ABSTRACT

YESY RATNA SARI STRUCTURAL ANALYSIS OF P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) TANJUNG PRIOK ACCESS ROAD SECTION

E2-A UNDER EARTHQUAKE LOADS Supervised by ERIZAL and

MUHAMMAD FAUZAN

The resistance of building structure included high way should be considered

because Indonesia laid in a highly active tectonic zone The purpose of this

research is to analyze the structure of fly over P106-P107 (Sta 7 +38850 ~ Sta 7

+42425) at Tanjung Priok Access Road section E2-A under earthquake loads

based on Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 using response spectrum method

Based on the result of this research is obtained that for slab girder pier head and

pier structure are safed under earthquake loads The amount of tendon needs for

the girder is 125 tendons ( 987 mm2) and for the pier head is 558 tendons

( 1387 mm2) For slab is used flexural reinforcement D19-150 The shear

reinforcement for girder is used D22-1325 at pedestal area and D13-150 at field

area For pier head is used flexural reinforcement D32 and shear reinforcement

D16 The result analysis of pier using software PCA Col showed that the pier

capacity is strong enough to endure loading combinations so the pier structure is

safed under earthquake loads

Keywords infrastructure bridge tendon earthquake moment

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

pada

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

ANALISIS STRUKTUR P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

JALAN BEBAS HAMBATAN TANJUNG PRIOK

SEKSI E2-A TERHADAP BEBAN GEMPA

YESY RATNA SARI

F44090005

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

Judul Skripsi Analisis Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari

NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Dr Ir Erizal MAgr

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

Plh Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

Dr Yudi Chadirin STP MAgr

Tanggal Lulus

ludul Skripsi Analisis Struktur PI06-PI07 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) lalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

STP MA

Tanggal Lulus 12 S ~E~ 204

PRAKATA

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya

sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan Penelitian dengan judul Analisis

Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa ini telah dilaksanakan pada

bulan Februari hingga Juni 2013

Dengan telah selesainya penelitian dan tersusunnya skripsi ini penulis

menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

1 Dr Ir Erizal MAgr sebagai dosen pembimbing pertama yang telah senantiasa

memberikan arahan dan bimbingan selama masa studi serta dalam

penyelesaian skripsi ini

2 Muhammad Fauzan ST MT sebagai dosen pembimbing kedua yang telah

banyak memberikan ilmu dalam bidang struktur jembatan serta memberikan

kesempatan dan pengalaman bekerja sebagai tim di MFA

3 Sutoyo STP MSI sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan

yang sangat bermanfaat

4 Staf laboratorium dan tata usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

yang telah banyak membantu dalam bidang administrasi dan perkuliahan

5 Kedua orang tua beserta keluarga yang selalu mendukung dan memberikan

semangat kepada penulis

6 Teman-teman satu bimbingan dan satu tim Sisca Fahril Hafiz Qori Rafdi

dan Anti serta seluruh SIL 46 yang senantiasa menyemangati dan

menginspirasi satu sama lain

7 Teman-teman SIL 45 yang telah banyak memberi masukan serta teman-teman

SIL 47 atas kerja sama dan kebersamaannya

8 Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas segala bantuan

dan dukungan yang telah diberikan

Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat dan memberikan kontribusi

nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Sipil dan

Lingkungan

Bogor Februari 2014

Yesy Ratna Sari

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL i

DAFTAR GAMBAR i

DAFTAR LAMPIRAN ii

DAFTAR NOTASI ii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang Perumusan Masalah 2

Tujuan dan Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 3

Jembatan 3

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 3

Standar Perencanaan Jembatan 5

Pembebanan Pada Jembatan 5

Desain dan Perhitungan Balok dan Kolom 12

Software CSI Bridge dan PCA Col 14

METODOLOGI 15

Waktu dan Tempat 15

Alat dan Bahan 15

Tahapan Penelitian 17

Pemodelan Struktur 18

HASIL DAN PEMBAHASAN 22

Model Struktur Jembatan 22

Input Pembebanan 23

Hasil Gaya Dalam (Internal Force) 30

Perhitungan Tendon 32

Perhitungan Tulangan 34

Pemeriksaan Kolom 41

SIMPULAN DAN SARAN 45

DAFTAR PUSTAKA 46

LAMPIRAN 47

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3) 6 Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin 8 Tabel 3 Koefisien Seret 8 Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah 9 Tabel 5 Nilai Koefisien Fa 10 Tabel 6 Nilai Koefisien Fv 10 Tabel 7 Kombinasi Pembebanan 23 Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan 26

Tabel 9 Perhitungan Nilai 28 Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta 30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam

Rentang Waktu 1900-2009 1 Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan 3 Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 4 Gambar 4 Desain Respon Spektrum 16 Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 7 Areal Aoh 13

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau 15 Gambar 9 Diagram Alir Penelitian 17 Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over 18 Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder 19 Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan 19 Gambar 13 Jenis Perletakan 20 Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan 20

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta 21 Gambar 16 Akibat Kombinasi Pembebanan 21 Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over 22

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over 22

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over 22

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri 25 Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan 25

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo 26 Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur 27 Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y 27 Gambar 25 Peta Gempa untuk wilayah Jakarta 29 Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah Jakarta Berdasarkan Peta Hazard

Gempa 2010 30 Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan 31

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS-5I 31

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup 32 Gambar 30 Pemodelan Pier 41

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1 42 Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1 42 Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2 43 Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2 43 Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1 44 Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau Lampiran 2 Grafik Bore Log

Lampiran 3 Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier Lampiran 4 Layout Tendon U Girder Tipe F Lampiran 5 Layout Tendon Pier Head

Lampiran 6 Tulangan Deck Slab U Girder

Lampiran 7 Tulangan Girder Tipe F

Lampiran 8 Tulangan Pier Head

Lampiran 9 Tulangan Pier

DAFTAR NOTASI

a = tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beton dalam analisis

kekuatan batas penampang beton bertulang akibat lentur

A = luas penampang m2

Ag = luas brutto penampang mm2

Aps = luas tulangan prategang dalam daerah tarik mm2

As = luas tulangan tarik non-prategang mm2

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s atau luas tulangan geser yang

tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s

pada komponen struktur lentur tinggi mm2

b = lebar dari muka tekan komponen struktur mm

bw = lebar badan balok atau diameter dari penampang bulat mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik mm

drsquo = tebal selimut beton mm

e = eksentrisitas (mm)

Ec = modulus elastisitas beton MPa

Es = modulus elastisitas tulangan MPa

f crsquo = kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur 28 hari MPa

fpu = kuat tarik baja prategang MPa

fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif saja (setelah

memperhitungkan semua kehilangan prategang) pada serat terluar dari

penampang dimana tegangan tarik terjadi akibat beban luar MPa

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja

MPa

fy = tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

pada

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

ANALISIS STRUKTUR P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

JALAN BEBAS HAMBATAN TANJUNG PRIOK

SEKSI E2-A TERHADAP BEBAN GEMPA

YESY RATNA SARI

F44090005

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

Judul Skripsi Analisis Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari

NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Dr Ir Erizal MAgr

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

Plh Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

Dr Yudi Chadirin STP MAgr

Tanggal Lulus

ludul Skripsi Analisis Struktur PI06-PI07 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) lalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

STP MA

Tanggal Lulus 12 S ~E~ 204

PRAKATA

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya

sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan Penelitian dengan judul Analisis

Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa ini telah dilaksanakan pada

bulan Februari hingga Juni 2013

Dengan telah selesainya penelitian dan tersusunnya skripsi ini penulis

menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

1 Dr Ir Erizal MAgr sebagai dosen pembimbing pertama yang telah senantiasa

memberikan arahan dan bimbingan selama masa studi serta dalam

penyelesaian skripsi ini

2 Muhammad Fauzan ST MT sebagai dosen pembimbing kedua yang telah

banyak memberikan ilmu dalam bidang struktur jembatan serta memberikan

kesempatan dan pengalaman bekerja sebagai tim di MFA

3 Sutoyo STP MSI sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan

yang sangat bermanfaat

4 Staf laboratorium dan tata usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

yang telah banyak membantu dalam bidang administrasi dan perkuliahan

5 Kedua orang tua beserta keluarga yang selalu mendukung dan memberikan

semangat kepada penulis

6 Teman-teman satu bimbingan dan satu tim Sisca Fahril Hafiz Qori Rafdi

dan Anti serta seluruh SIL 46 yang senantiasa menyemangati dan

menginspirasi satu sama lain

7 Teman-teman SIL 45 yang telah banyak memberi masukan serta teman-teman

SIL 47 atas kerja sama dan kebersamaannya

8 Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas segala bantuan

dan dukungan yang telah diberikan

Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat dan memberikan kontribusi

nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Sipil dan

Lingkungan

Bogor Februari 2014

Yesy Ratna Sari

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL i

DAFTAR GAMBAR i

DAFTAR LAMPIRAN ii

DAFTAR NOTASI ii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang Perumusan Masalah 2

Tujuan dan Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 3

Jembatan 3

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 3

Standar Perencanaan Jembatan 5

Pembebanan Pada Jembatan 5

Desain dan Perhitungan Balok dan Kolom 12

Software CSI Bridge dan PCA Col 14

METODOLOGI 15

Waktu dan Tempat 15

Alat dan Bahan 15

Tahapan Penelitian 17

Pemodelan Struktur 18

HASIL DAN PEMBAHASAN 22

Model Struktur Jembatan 22

Input Pembebanan 23

Hasil Gaya Dalam (Internal Force) 30

Perhitungan Tendon 32

Perhitungan Tulangan 34

Pemeriksaan Kolom 41

SIMPULAN DAN SARAN 45

DAFTAR PUSTAKA 46

LAMPIRAN 47

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3) 6 Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin 8 Tabel 3 Koefisien Seret 8 Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah 9 Tabel 5 Nilai Koefisien Fa 10 Tabel 6 Nilai Koefisien Fv 10 Tabel 7 Kombinasi Pembebanan 23 Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan 26

Tabel 9 Perhitungan Nilai 28 Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta 30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam

Rentang Waktu 1900-2009 1 Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan 3 Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 4 Gambar 4 Desain Respon Spektrum 16 Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 7 Areal Aoh 13

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau 15 Gambar 9 Diagram Alir Penelitian 17 Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over 18 Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder 19 Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan 19 Gambar 13 Jenis Perletakan 20 Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan 20

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta 21 Gambar 16 Akibat Kombinasi Pembebanan 21 Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over 22

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over 22

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over 22

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri 25 Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan 25

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo 26 Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur 27 Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y 27 Gambar 25 Peta Gempa untuk wilayah Jakarta 29 Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah Jakarta Berdasarkan Peta Hazard

Gempa 2010 30 Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan 31

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS-5I 31

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup 32 Gambar 30 Pemodelan Pier 41

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1 42 Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1 42 Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2 43 Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2 43 Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1 44 Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau Lampiran 2 Grafik Bore Log

Lampiran 3 Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier Lampiran 4 Layout Tendon U Girder Tipe F Lampiran 5 Layout Tendon Pier Head

Lampiran 6 Tulangan Deck Slab U Girder

Lampiran 7 Tulangan Girder Tipe F

Lampiran 8 Tulangan Pier Head

Lampiran 9 Tulangan Pier

DAFTAR NOTASI

a = tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beton dalam analisis

kekuatan batas penampang beton bertulang akibat lentur

A = luas penampang m2

Ag = luas brutto penampang mm2

Aps = luas tulangan prategang dalam daerah tarik mm2

As = luas tulangan tarik non-prategang mm2

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s atau luas tulangan geser yang

tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s

pada komponen struktur lentur tinggi mm2

b = lebar dari muka tekan komponen struktur mm

bw = lebar badan balok atau diameter dari penampang bulat mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik mm

drsquo = tebal selimut beton mm

e = eksentrisitas (mm)

Ec = modulus elastisitas beton MPa

Es = modulus elastisitas tulangan MPa

f crsquo = kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur 28 hari MPa

fpu = kuat tarik baja prategang MPa

fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif saja (setelah

memperhitungkan semua kehilangan prategang) pada serat terluar dari

penampang dimana tegangan tarik terjadi akibat beban luar MPa

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja

MPa

fy = tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

Judul Skripsi Analisis Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari

NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Dr Ir Erizal MAgr

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

Plh Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

Dr Yudi Chadirin STP MAgr

Tanggal Lulus

ludul Skripsi Analisis Struktur PI06-PI07 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) lalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

STP MA

Tanggal Lulus 12 S ~E~ 204

PRAKATA

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya

sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan Penelitian dengan judul Analisis

Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa ini telah dilaksanakan pada

bulan Februari hingga Juni 2013

Dengan telah selesainya penelitian dan tersusunnya skripsi ini penulis

menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

1 Dr Ir Erizal MAgr sebagai dosen pembimbing pertama yang telah senantiasa

memberikan arahan dan bimbingan selama masa studi serta dalam

penyelesaian skripsi ini

2 Muhammad Fauzan ST MT sebagai dosen pembimbing kedua yang telah

banyak memberikan ilmu dalam bidang struktur jembatan serta memberikan

kesempatan dan pengalaman bekerja sebagai tim di MFA

3 Sutoyo STP MSI sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan

yang sangat bermanfaat

4 Staf laboratorium dan tata usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

yang telah banyak membantu dalam bidang administrasi dan perkuliahan

5 Kedua orang tua beserta keluarga yang selalu mendukung dan memberikan

semangat kepada penulis

6 Teman-teman satu bimbingan dan satu tim Sisca Fahril Hafiz Qori Rafdi

dan Anti serta seluruh SIL 46 yang senantiasa menyemangati dan

menginspirasi satu sama lain

7 Teman-teman SIL 45 yang telah banyak memberi masukan serta teman-teman

SIL 47 atas kerja sama dan kebersamaannya

8 Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas segala bantuan

dan dukungan yang telah diberikan

Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat dan memberikan kontribusi

nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Sipil dan

Lingkungan

Bogor Februari 2014

Yesy Ratna Sari

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL i

DAFTAR GAMBAR i

DAFTAR LAMPIRAN ii

DAFTAR NOTASI ii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang Perumusan Masalah 2

Tujuan dan Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 3

Jembatan 3

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 3

Standar Perencanaan Jembatan 5

Pembebanan Pada Jembatan 5

Desain dan Perhitungan Balok dan Kolom 12

Software CSI Bridge dan PCA Col 14

METODOLOGI 15

Waktu dan Tempat 15

Alat dan Bahan 15

Tahapan Penelitian 17

Pemodelan Struktur 18

HASIL DAN PEMBAHASAN 22

Model Struktur Jembatan 22

Input Pembebanan 23

Hasil Gaya Dalam (Internal Force) 30

Perhitungan Tendon 32

Perhitungan Tulangan 34

Pemeriksaan Kolom 41

SIMPULAN DAN SARAN 45

DAFTAR PUSTAKA 46

LAMPIRAN 47

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3) 6 Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin 8 Tabel 3 Koefisien Seret 8 Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah 9 Tabel 5 Nilai Koefisien Fa 10 Tabel 6 Nilai Koefisien Fv 10 Tabel 7 Kombinasi Pembebanan 23 Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan 26

Tabel 9 Perhitungan Nilai 28 Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta 30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam

Rentang Waktu 1900-2009 1 Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan 3 Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 4 Gambar 4 Desain Respon Spektrum 16 Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 7 Areal Aoh 13

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau 15 Gambar 9 Diagram Alir Penelitian 17 Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over 18 Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder 19 Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan 19 Gambar 13 Jenis Perletakan 20 Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan 20

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta 21 Gambar 16 Akibat Kombinasi Pembebanan 21 Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over 22

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over 22

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over 22

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri 25 Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan 25

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo 26 Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur 27 Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y 27 Gambar 25 Peta Gempa untuk wilayah Jakarta 29 Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah Jakarta Berdasarkan Peta Hazard

Gempa 2010 30 Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan 31

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS-5I 31

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup 32 Gambar 30 Pemodelan Pier 41

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1 42 Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1 42 Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2 43 Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2 43 Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1 44 Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau Lampiran 2 Grafik Bore Log

Lampiran 3 Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier Lampiran 4 Layout Tendon U Girder Tipe F Lampiran 5 Layout Tendon Pier Head

Lampiran 6 Tulangan Deck Slab U Girder

Lampiran 7 Tulangan Girder Tipe F

Lampiran 8 Tulangan Pier Head

Lampiran 9 Tulangan Pier

DAFTAR NOTASI

a = tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beton dalam analisis

kekuatan batas penampang beton bertulang akibat lentur

A = luas penampang m2

Ag = luas brutto penampang mm2

Aps = luas tulangan prategang dalam daerah tarik mm2

As = luas tulangan tarik non-prategang mm2

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s atau luas tulangan geser yang

tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s

pada komponen struktur lentur tinggi mm2

b = lebar dari muka tekan komponen struktur mm

bw = lebar badan balok atau diameter dari penampang bulat mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik mm

drsquo = tebal selimut beton mm

e = eksentrisitas (mm)

Ec = modulus elastisitas beton MPa

Es = modulus elastisitas tulangan MPa

f crsquo = kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur 28 hari MPa

fpu = kuat tarik baja prategang MPa

fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif saja (setelah

memperhitungkan semua kehilangan prategang) pada serat terluar dari

penampang dimana tegangan tarik terjadi akibat beban luar MPa

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja

MPa

fy = tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

ludul Skripsi Analisis Struktur PI06-PI07 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) lalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa

Nama Yesy Ratna Sari NIM F44090005

Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Muhammad Fauzan ST MT

Diketahui oleh

STP MA

Tanggal Lulus 12 S ~E~ 204

PRAKATA

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya

sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan Penelitian dengan judul Analisis

Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa ini telah dilaksanakan pada

bulan Februari hingga Juni 2013

Dengan telah selesainya penelitian dan tersusunnya skripsi ini penulis

menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

1 Dr Ir Erizal MAgr sebagai dosen pembimbing pertama yang telah senantiasa

memberikan arahan dan bimbingan selama masa studi serta dalam

penyelesaian skripsi ini

2 Muhammad Fauzan ST MT sebagai dosen pembimbing kedua yang telah

banyak memberikan ilmu dalam bidang struktur jembatan serta memberikan

kesempatan dan pengalaman bekerja sebagai tim di MFA

3 Sutoyo STP MSI sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan

yang sangat bermanfaat

4 Staf laboratorium dan tata usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

yang telah banyak membantu dalam bidang administrasi dan perkuliahan

5 Kedua orang tua beserta keluarga yang selalu mendukung dan memberikan

semangat kepada penulis

6 Teman-teman satu bimbingan dan satu tim Sisca Fahril Hafiz Qori Rafdi

dan Anti serta seluruh SIL 46 yang senantiasa menyemangati dan

menginspirasi satu sama lain

7 Teman-teman SIL 45 yang telah banyak memberi masukan serta teman-teman

SIL 47 atas kerja sama dan kebersamaannya

8 Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas segala bantuan

dan dukungan yang telah diberikan

Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat dan memberikan kontribusi

nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Sipil dan

Lingkungan

Bogor Februari 2014

Yesy Ratna Sari

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL i

DAFTAR GAMBAR i

DAFTAR LAMPIRAN ii

DAFTAR NOTASI ii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang Perumusan Masalah 2

Tujuan dan Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 3

Jembatan 3

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 3

Standar Perencanaan Jembatan 5

Pembebanan Pada Jembatan 5

Desain dan Perhitungan Balok dan Kolom 12

Software CSI Bridge dan PCA Col 14

METODOLOGI 15

Waktu dan Tempat 15

Alat dan Bahan 15

Tahapan Penelitian 17

Pemodelan Struktur 18

HASIL DAN PEMBAHASAN 22

Model Struktur Jembatan 22

Input Pembebanan 23

Hasil Gaya Dalam (Internal Force) 30

Perhitungan Tendon 32

Perhitungan Tulangan 34

Pemeriksaan Kolom 41

SIMPULAN DAN SARAN 45

DAFTAR PUSTAKA 46

LAMPIRAN 47

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3) 6 Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin 8 Tabel 3 Koefisien Seret 8 Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah 9 Tabel 5 Nilai Koefisien Fa 10 Tabel 6 Nilai Koefisien Fv 10 Tabel 7 Kombinasi Pembebanan 23 Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan 26

Tabel 9 Perhitungan Nilai 28 Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta 30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam

Rentang Waktu 1900-2009 1 Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan 3 Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 4 Gambar 4 Desain Respon Spektrum 16 Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 7 Areal Aoh 13

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau 15 Gambar 9 Diagram Alir Penelitian 17 Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over 18 Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder 19 Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan 19 Gambar 13 Jenis Perletakan 20 Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan 20

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta 21 Gambar 16 Akibat Kombinasi Pembebanan 21 Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over 22

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over 22

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over 22

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri 25 Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan 25

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo 26 Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur 27 Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y 27 Gambar 25 Peta Gempa untuk wilayah Jakarta 29 Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah Jakarta Berdasarkan Peta Hazard

Gempa 2010 30 Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan 31

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS-5I 31

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup 32 Gambar 30 Pemodelan Pier 41

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1 42 Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1 42 Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2 43 Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2 43 Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1 44 Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau Lampiran 2 Grafik Bore Log

Lampiran 3 Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier Lampiran 4 Layout Tendon U Girder Tipe F Lampiran 5 Layout Tendon Pier Head

Lampiran 6 Tulangan Deck Slab U Girder

Lampiran 7 Tulangan Girder Tipe F

Lampiran 8 Tulangan Pier Head

Lampiran 9 Tulangan Pier

DAFTAR NOTASI

a = tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beton dalam analisis

kekuatan batas penampang beton bertulang akibat lentur

A = luas penampang m2

Ag = luas brutto penampang mm2

Aps = luas tulangan prategang dalam daerah tarik mm2

As = luas tulangan tarik non-prategang mm2

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s atau luas tulangan geser yang

tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s

pada komponen struktur lentur tinggi mm2

b = lebar dari muka tekan komponen struktur mm

bw = lebar badan balok atau diameter dari penampang bulat mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik mm

drsquo = tebal selimut beton mm

e = eksentrisitas (mm)

Ec = modulus elastisitas beton MPa

Es = modulus elastisitas tulangan MPa

f crsquo = kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur 28 hari MPa

fpu = kuat tarik baja prategang MPa

fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif saja (setelah

memperhitungkan semua kehilangan prategang) pada serat terluar dari

penampang dimana tegangan tarik terjadi akibat beban luar MPa

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja

MPa

fy = tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

PRAKATA

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya

sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan Penelitian dengan judul Analisis

Struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa ini telah dilaksanakan pada

bulan Februari hingga Juni 2013

Dengan telah selesainya penelitian dan tersusunnya skripsi ini penulis

menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

1 Dr Ir Erizal MAgr sebagai dosen pembimbing pertama yang telah senantiasa

memberikan arahan dan bimbingan selama masa studi serta dalam

penyelesaian skripsi ini

2 Muhammad Fauzan ST MT sebagai dosen pembimbing kedua yang telah

banyak memberikan ilmu dalam bidang struktur jembatan serta memberikan

kesempatan dan pengalaman bekerja sebagai tim di MFA

3 Sutoyo STP MSI sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan

yang sangat bermanfaat

4 Staf laboratorium dan tata usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

yang telah banyak membantu dalam bidang administrasi dan perkuliahan

5 Kedua orang tua beserta keluarga yang selalu mendukung dan memberikan

semangat kepada penulis

6 Teman-teman satu bimbingan dan satu tim Sisca Fahril Hafiz Qori Rafdi

dan Anti serta seluruh SIL 46 yang senantiasa menyemangati dan

menginspirasi satu sama lain

7 Teman-teman SIL 45 yang telah banyak memberi masukan serta teman-teman

SIL 47 atas kerja sama dan kebersamaannya

8 Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas segala bantuan

dan dukungan yang telah diberikan

Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat dan memberikan kontribusi

nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Sipil dan

Lingkungan

Bogor Februari 2014

Yesy Ratna Sari

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL i

DAFTAR GAMBAR i

DAFTAR LAMPIRAN ii

DAFTAR NOTASI ii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang Perumusan Masalah 2

Tujuan dan Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 3

Jembatan 3

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 3

Standar Perencanaan Jembatan 5

Pembebanan Pada Jembatan 5

Desain dan Perhitungan Balok dan Kolom 12

Software CSI Bridge dan PCA Col 14

METODOLOGI 15

Waktu dan Tempat 15

Alat dan Bahan 15

Tahapan Penelitian 17

Pemodelan Struktur 18

HASIL DAN PEMBAHASAN 22

Model Struktur Jembatan 22

Input Pembebanan 23

Hasil Gaya Dalam (Internal Force) 30

Perhitungan Tendon 32

Perhitungan Tulangan 34

Pemeriksaan Kolom 41

SIMPULAN DAN SARAN 45

DAFTAR PUSTAKA 46

LAMPIRAN 47

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3) 6 Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin 8 Tabel 3 Koefisien Seret 8 Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah 9 Tabel 5 Nilai Koefisien Fa 10 Tabel 6 Nilai Koefisien Fv 10 Tabel 7 Kombinasi Pembebanan 23 Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan 26

Tabel 9 Perhitungan Nilai 28 Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta 30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam

Rentang Waktu 1900-2009 1 Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan 3 Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 4 Gambar 4 Desain Respon Spektrum 16 Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 7 Areal Aoh 13

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau 15 Gambar 9 Diagram Alir Penelitian 17 Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over 18 Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder 19 Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan 19 Gambar 13 Jenis Perletakan 20 Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan 20

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta 21 Gambar 16 Akibat Kombinasi Pembebanan 21 Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over 22

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over 22

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over 22

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri 25 Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan 25

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo 26 Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur 27 Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y 27 Gambar 25 Peta Gempa untuk wilayah Jakarta 29 Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah Jakarta Berdasarkan Peta Hazard

Gempa 2010 30 Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan 31

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS-5I 31

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup 32 Gambar 30 Pemodelan Pier 41

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1 42 Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1 42 Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2 43 Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2 43 Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1 44 Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau Lampiran 2 Grafik Bore Log

Lampiran 3 Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier Lampiran 4 Layout Tendon U Girder Tipe F Lampiran 5 Layout Tendon Pier Head

Lampiran 6 Tulangan Deck Slab U Girder

Lampiran 7 Tulangan Girder Tipe F

Lampiran 8 Tulangan Pier Head

Lampiran 9 Tulangan Pier

DAFTAR NOTASI

a = tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beton dalam analisis

kekuatan batas penampang beton bertulang akibat lentur

A = luas penampang m2

Ag = luas brutto penampang mm2

Aps = luas tulangan prategang dalam daerah tarik mm2

As = luas tulangan tarik non-prategang mm2

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s atau luas tulangan geser yang

tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s

pada komponen struktur lentur tinggi mm2

b = lebar dari muka tekan komponen struktur mm

bw = lebar badan balok atau diameter dari penampang bulat mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik mm

drsquo = tebal selimut beton mm

e = eksentrisitas (mm)

Ec = modulus elastisitas beton MPa

Es = modulus elastisitas tulangan MPa

f crsquo = kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur 28 hari MPa

fpu = kuat tarik baja prategang MPa

fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif saja (setelah

memperhitungkan semua kehilangan prategang) pada serat terluar dari

penampang dimana tegangan tarik terjadi akibat beban luar MPa

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja

MPa

fy = tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL i

DAFTAR GAMBAR i

DAFTAR LAMPIRAN ii

DAFTAR NOTASI ii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang Perumusan Masalah 2

Tujuan dan Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 3

Jembatan 3

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 3

Standar Perencanaan Jembatan 5

Pembebanan Pada Jembatan 5

Desain dan Perhitungan Balok dan Kolom 12

Software CSI Bridge dan PCA Col 14

METODOLOGI 15

Waktu dan Tempat 15

Alat dan Bahan 15

Tahapan Penelitian 17

Pemodelan Struktur 18

HASIL DAN PEMBAHASAN 22

Model Struktur Jembatan 22

Input Pembebanan 23

Hasil Gaya Dalam (Internal Force) 30

Perhitungan Tendon 32

Perhitungan Tulangan 34

Pemeriksaan Kolom 41

SIMPULAN DAN SARAN 45

DAFTAR PUSTAKA 46

LAMPIRAN 47

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3) 6 Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin 8 Tabel 3 Koefisien Seret 8 Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah 9 Tabel 5 Nilai Koefisien Fa 10 Tabel 6 Nilai Koefisien Fv 10 Tabel 7 Kombinasi Pembebanan 23 Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan 26

Tabel 9 Perhitungan Nilai 28 Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta 30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam

Rentang Waktu 1900-2009 1 Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan 3 Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 4 Gambar 4 Desain Respon Spektrum 16 Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 7 Areal Aoh 13

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau 15 Gambar 9 Diagram Alir Penelitian 17 Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over 18 Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder 19 Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan 19 Gambar 13 Jenis Perletakan 20 Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan 20

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta 21 Gambar 16 Akibat Kombinasi Pembebanan 21 Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over 22

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over 22

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over 22

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri 25 Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan 25

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo 26 Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur 27 Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y 27 Gambar 25 Peta Gempa untuk wilayah Jakarta 29 Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah Jakarta Berdasarkan Peta Hazard

Gempa 2010 30 Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan 31

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS-5I 31

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup 32 Gambar 30 Pemodelan Pier 41

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1 42 Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1 42 Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2 43 Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2 43 Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1 44 Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau Lampiran 2 Grafik Bore Log

Lampiran 3 Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier Lampiran 4 Layout Tendon U Girder Tipe F Lampiran 5 Layout Tendon Pier Head

Lampiran 6 Tulangan Deck Slab U Girder

Lampiran 7 Tulangan Girder Tipe F

Lampiran 8 Tulangan Pier Head

Lampiran 9 Tulangan Pier

DAFTAR NOTASI

a = tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beton dalam analisis

kekuatan batas penampang beton bertulang akibat lentur

A = luas penampang m2

Ag = luas brutto penampang mm2

Aps = luas tulangan prategang dalam daerah tarik mm2

As = luas tulangan tarik non-prategang mm2

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s atau luas tulangan geser yang

tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s

pada komponen struktur lentur tinggi mm2

b = lebar dari muka tekan komponen struktur mm

bw = lebar badan balok atau diameter dari penampang bulat mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik mm

drsquo = tebal selimut beton mm

e = eksentrisitas (mm)

Ec = modulus elastisitas beton MPa

Es = modulus elastisitas tulangan MPa

f crsquo = kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur 28 hari MPa

fpu = kuat tarik baja prategang MPa

fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif saja (setelah

memperhitungkan semua kehilangan prategang) pada serat terluar dari

penampang dimana tegangan tarik terjadi akibat beban luar MPa

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja

MPa

fy = tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3) 6 Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin 8 Tabel 3 Koefisien Seret 8 Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah 9 Tabel 5 Nilai Koefisien Fa 10 Tabel 6 Nilai Koefisien Fv 10 Tabel 7 Kombinasi Pembebanan 23 Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan 26

Tabel 9 Perhitungan Nilai 28 Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta 30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam

Rentang Waktu 1900-2009 1 Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan 3 Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan

Beton Prategang (Prestressed Concrete) 4 Gambar 4 Desain Respon Spektrum 16 Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar

(SB) untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun 11 Gambar 7 Areal Aoh 13

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau 15 Gambar 9 Diagram Alir Penelitian 17 Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over 18 Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder 19 Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan 19 Gambar 13 Jenis Perletakan 20 Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan 20

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta 21 Gambar 16 Akibat Kombinasi Pembebanan 21 Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over 22

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over 22

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over 22

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri 25 Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan 25

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo 26 Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur 27 Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y 27 Gambar 25 Peta Gempa untuk wilayah Jakarta 29 Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah Jakarta Berdasarkan Peta Hazard

Gempa 2010 30 Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan 31

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS-5I 31

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup 32 Gambar 30 Pemodelan Pier 41

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1 42 Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1 42 Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2 43 Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2 43 Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1 44 Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau Lampiran 2 Grafik Bore Log

Lampiran 3 Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier Lampiran 4 Layout Tendon U Girder Tipe F Lampiran 5 Layout Tendon Pier Head

Lampiran 6 Tulangan Deck Slab U Girder

Lampiran 7 Tulangan Girder Tipe F

Lampiran 8 Tulangan Pier Head

Lampiran 9 Tulangan Pier

DAFTAR NOTASI

a = tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beton dalam analisis

kekuatan batas penampang beton bertulang akibat lentur

A = luas penampang m2

Ag = luas brutto penampang mm2

Aps = luas tulangan prategang dalam daerah tarik mm2

As = luas tulangan tarik non-prategang mm2

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s atau luas tulangan geser yang

tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s

pada komponen struktur lentur tinggi mm2

b = lebar dari muka tekan komponen struktur mm

bw = lebar badan balok atau diameter dari penampang bulat mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik mm

drsquo = tebal selimut beton mm

e = eksentrisitas (mm)

Ec = modulus elastisitas beton MPa

Es = modulus elastisitas tulangan MPa

f crsquo = kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur 28 hari MPa

fpu = kuat tarik baja prategang MPa

fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif saja (setelah

memperhitungkan semua kehilangan prategang) pada serat terluar dari

penampang dimana tegangan tarik terjadi akibat beban luar MPa

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja

MPa

fy = tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS-5I 31

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup 32 Gambar 30 Pemodelan Pier 41

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1 42 Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1 42 Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2 43 Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2 43 Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1 44 Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2 44

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau Lampiran 2 Grafik Bore Log

Lampiran 3 Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier Lampiran 4 Layout Tendon U Girder Tipe F Lampiran 5 Layout Tendon Pier Head

Lampiran 6 Tulangan Deck Slab U Girder

Lampiran 7 Tulangan Girder Tipe F

Lampiran 8 Tulangan Pier Head

Lampiran 9 Tulangan Pier

DAFTAR NOTASI

a = tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beton dalam analisis

kekuatan batas penampang beton bertulang akibat lentur

A = luas penampang m2

Ag = luas brutto penampang mm2

Aps = luas tulangan prategang dalam daerah tarik mm2

As = luas tulangan tarik non-prategang mm2

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s atau luas tulangan geser yang

tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s

pada komponen struktur lentur tinggi mm2

b = lebar dari muka tekan komponen struktur mm

bw = lebar badan balok atau diameter dari penampang bulat mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik mm

drsquo = tebal selimut beton mm

e = eksentrisitas (mm)

Ec = modulus elastisitas beton MPa

Es = modulus elastisitas tulangan MPa

f crsquo = kuat tekan beton yang disyaratkan pada umur 28 hari MPa

fpu = kuat tarik baja prategang MPa

fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif saja (setelah

memperhitungkan semua kehilangan prategang) pada serat terluar dari

penampang dimana tegangan tarik terjadi akibat beban luar MPa

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja

MPa

fy = tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

h = tinggi total komponen struktur mm

I = momen inersia penampang (mm4)

Jt = modulus puntir yang besarnya bisa diambil sebesar 04x2y

untuk penampang segiempat masif atau sebesar 04Σx2y untuk

penampang masif berbentuk T L atau I atau sebesar 2Ambw untuk

penampang berongga dinding tipis di mana Am adalah luas yang

dibatasi garis median dinding dari lubang tunggal (mm2)

L = panjang bentang jembatan m

Mcr = momen yang menyebabkan terjadinya retak lentur pada penampang

akibat beban luar

Mn = kekuatan momen nominal penampang Nmm

Mu = momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang Nmm

Nn = kekuatan aksial tekan penampang N

Nu = beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar yang tegak lurus pada penampang diambil positif untuk tekan

negatif untuk tarik dan memperhitungkan pengaruh dari tarik akibat

rangkak dan susut

Rn = besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen

struktur

s = spasi dari tulangan geser atau puntir dalam arah paralel dengan tulangan

longitudinal mm

Tc = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal dari penampang komponen struktur

Ts = kuat puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan puntir

Tu = momen puntir terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang

terbesar pada penampang

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton

Vn = kuat geser nominal dari penampang komponen struktur

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vu = gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar

pada penampang

wc = berat jenis beton (kNm3)

W = berat komponen (kN)

x = dimensi terpendek bagian segiempat dari suatu penampang

y = dimensi terpanjang bagian segiempat dari suatu penampang

y = jarak tendon terhadap dimensi terluar dari beton

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban

ρ = rasio tulangan tarik non-prategang

ρrsquo = rasio tulangan tekan non-prategang

ρmin = rasio tulangan minimum terhadap luas penampang beton

ρb = rasio tulangan yang memberikan kondisi regangan yang seimbang

wc = berat jenis beton (kNm3)

= faktor reduksi kekuatan

σ = tegangan tendon prategang (MPa)

ω = indeks tulangan tarik non-prategang yang adalah = ρfyfcrsquo

ωrsquo = indeks tulangan tekan yang adalah = ρrsquofyfcrsquo

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini peningkatan aktivitas perekonomian secara tidak langsung

semakin menuntut dibutuhkannya jaringan transportasi yang baik guna

memperlancar arus barang dan jasa Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi juga telah menjadi salah satu faktor pendorong kemajuan di bidang

infrastruktur Dalam jaringan transportasi fungsi jalan dan jembatan sebagai

penghubung sebuah sistem memegang peranan yang sangat penting

Pembangunan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok merupakan salah satu

contoh pentingnya jaringan jalan dalam sebuah sistem transportasi Struktur jalan

tol yang dibangun memerlukan perencanaan yang matang dari berbagai aspek

agar dapat memenuhi kebutuhan lalu lintas Sebuah jalan tol direncanakan

berdasarkan kebutuhan volume kendaraan yang melintas faktor daya dukung

tanah serta koneksi antar ruas jalan tol lainnya

Perencanaan struktur bangunan saat ini secara umum telah memasukkan

faktor gempa untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan terhindar dari

kerusakan-kerusakan fatal akibat gempa Mengingat Indonesia terletak pada zona

tektonik yang sangat aktif ketahanan struktur bangunan terhadap gempa menjadi

sebuah hal yang perlu diperhitungkan Seperti halnya Jepang dan California

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi Hal

ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya

saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur pertemuan

lempeng yang kompleks Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng tersebut

menempatkan Indonesia sebagai wilayah rawan gempa Dalam 6 tahun terakhir

diantaranya tercatat beberapa bencana gempa besar yang terjadi di wilayah Aceh

Nias Yogya dan Padang yang menyebabkan keruntuhan infrastruktur dan korban

jiwa

Gambar 1 Data Episenter Gempa Utama di Indonesia dan Sekitarnya untuk

Magnituda M ge 5 yang Dikumpulkan dari Berbagai Sumber dalam Rentang

Waktu 1900-2009

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

2

Latar Belakang

Suatu struktur yang dibangun perlu didesain sesuai dengan kriteria standar

perencanaan serta tahan terhadap beban gempa mengingat Indonesia terletak pada

zona tektonik yang aktif Perencanaan struktur tahan gempa sangat penting untuk

menciptakan struktur yang aman dan terhindar dari kerusakan-kerusakan fatal

akibat gempa

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria standar perencanaan dan peta gempa terbaru perlu

dilakukan analisis terhadap struktur yang ditinjau dengan mengacu pada Peta

Hazard Gempa 2010 Pada penelitian ini dilakukan analisis struktur P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

Analisis dilakukan dengan membandingkan gaya dalam yang terjadi akibat

pembebanan terhadap kapasitas nominal dari struktur tersebut

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur fly over P106-P107

(Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok seksi E2-A

terhadap beban gempa Hasil analisis yang berupa perhitungan jumlah tendon dan

tulangan kemudian dibandingkan dengan kondisi eksisting

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan

di bidang teknik sipil dan lingkungan

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa ruang lingkup sebagai berikut

1 Analisis dilakukan pada struktur P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Jenis pembebanan yang termasuk ke dalam analisis adalah berat sendiri

beban mati tambahan beban lalu lintas prategang suhu gaya rem tumbukan

beban angin dan beban gempa

2 Struktur fly over yang ditinjau adalah slab girder pier head dan pier

3 Analisis ketahanan gempa dilakukan dengan mengacu pada Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010 menggunakan metode analisis gempa dinamis

4 Pemodelan struktur dan analisis gaya dalam dilakukan menggunakan program

CSI Bridge Versi 15

5 Analisis dilakukan dengan membandingkan jumlah tendon dan tulangan hasil

evaluasi dengan kondisi eksisting

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

3

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang berperan penting dalam

kehidupan manusia Jembatan juga menjadi elemen kunci dalam sebuah sistem

transportasi karena merupakan pengontrol kapasitas daripada sistem tersebut baik

dari segi berat maupun volume lalu lintas Berdasarkan bahan konstruksinya

jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain jembatan kayu

jembatan beton bertulang jembatan beton prategang jembatan baja dan jembatan

komposit Penggunaan bahan penyusun jembatan tergantung daripada kebutuhan

desain konstruksi (Supriyadi dan Muntohar 2007)

Secara umum struktur suatu jembatan dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

struktur atas dan struktur bawah Struktur atas (superstructure) merupakan bagian

yang menerima beban langsung yang meliputi berat sendiri beban mati beban

mati tambahan beban lalu-lintas dan beban lingkungan Struktur atas jembatan

umumnya meliputi slab lantai kendaraan girder balok diafragma dan tumpuan

(bearing) Struktur bawah (substructure) jembatan berfungsi memikul seluruh

beban struktur atas dan beban lain yang ditimbulkan oleh lingkungan untuk

disalurkan ke dalam tanah Struktur bawah terdiri dari kolom (pier) pile cap dan

pondasi (Barker and Pucket 2007)

Gambar 2 Contoh Struktur Sebuah Jembatan

Sumber httpenblogunikomacidbridge-structure694

Beton Prategang (Prestressed Concrete)

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah terhadap kuat tarik

Gaya tarik yang bekerja tersebut dapat menyebabkan retak (crack) dan patah

Beton polos (unreinforced concrete) hanya dapat digunakan pada kasus material

mengalami beban tekan atau pada kondisi tegangan tarik yang sangat rendah

sehingga beton perlu diperkuat dengan tulangan baja yang memiliki kuat tarik

tinggi Pada beton bertulang retak dan defleksi pada dasarnya tidak dapat kembali

apabila komponen struktur tersebut telah mencapai kondisi batas pada saat

mengalami beban kerja Karena rendahnya kapasitas tarik pada beton maka retak

lentur terjadi pada taraf pembebanan yang masih rendah Untuk mengurangi

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

4

atau mencegah berkembangnya retak tersebut gaya konsentris atau eksentris

diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural Gaya ini mencegah

berkembangnya retak dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi

tegangan tarik di bagian tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja

sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur geser dan torsional penampang

tersebut Gaya longitudinal tersebut merupakan gaya prategang yaitu gaya tekan

yang memberikan prategangan pada penampang di sepanjang bentang suatu

elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien (Nawy 2001)

Beton prategang adalah beton bertulang yang diberi tegangan dalam untuk

mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Pada beton

bertulang tulangan di dalam komponen struktur tidak memberikan gaya dari

dirinya pada komponen struktur tersebut suatu hal yang berlawanan dengan aksi

baja prategang Baja tendon yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya prategang

di dalam komponen struktur prategang secara aktif memberikan beban awal pada

komponen struktur sehingga memungkinkan terjadinya pemulihan retak dan

defleksi Apabila kuat tarik lentur beton terlampaui komponen struktur prategang

mulai beraksi seperti elemen beton bertulang (Nawy 2001)

Gambar 3 Konsep Perbedaan Beton Bertulang (Reinforced Concrete) dan Beton

Prategang (Prestressed Concrete)

Sumber httpptsindianetdesign_criteriahtml

Pada beton prategang tegangan permanen diberikan di komponen struktur

sebelum seluruh beban mati dan beban hidup bekerja agar tegangan tarik netto

yang ditimbulkan oleh beban-beban tersebut dapat dieliminasi atau sangat

dikurangi Komponen struktur prategang mempunyai tinggi lebih kecil

dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama akibat

eliminasi tegangan tarik netto yang ditimbulkan oleh beban dengan adanya

struktur prategang (Nawy 2001)

Terdapat dua teknik prategang pada beton yaitu pre-tensioning dan post-

tensioning Teknik pre-tensioning adalah pemberian tegangan pada tendon

sebelum beton dicor Teknik ini pada prinsipnya digunakan untuk

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

5

konstruksi jembatan bentang pendek yang menggunakan balok jembatan standar

Teknik post-tensioning merupakan pemberian tegangan yang dilakukan setelah

beton dicor

Standar Perencanaan Jembatan

Terdapat dua pendekatan dalam perencanaan sebuah struktur jembatan yaitu

rencana tegangan kerja dan rencana keadaan batas (ultimit)

1 Rencana Tegangan Kerja

Pendekatan ini merupakan pendekatan elastis yang digunakan untuk

memperkirakan kekuatan atau stabilitas dengan membatasi tegangan dalam

struktur sampai tegangan izin Tegangan izin tersebut dibuat dengan membuat

beberapa toleransi untuk stabilitas tidak linear dan pengaruh bahan pada

kekuatan struktur terisolasi dengan membagi kekuatan ultimate dengan faktor

keamanan (SF)

Pendekatan menggunakan tegangan kerja memiliki kelemahan yaitu kurangnya

efisiensi dalam mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan

digunakan pada bahan saja

2 Rencana Keadaan Batas (Ultimate)

Pada rencana keadaan batas margin keamanan digunakan lebih merata

pada seluruh struktur melalui penggunaan faktor keamanan parsial Tidak seperti

cara tegangan kerja yang mana faktor keamanan digunakan hanya untuk bahan

dalam rencana keadaan batas faktor keamanan terbagi antara beban dan bahan

faktor reduksi kekuatan x kapasitas nominal ge faktor beban x beban nominal

Rencana keadaan batas lebih rasional dibandingkan pendekatan tegangan kerja

Perencanaan yang dihasilkan oleh penggunaan prinsip keadaan batas akan lebih

ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan kapasitas dan

kekuatan yang merata

Pembebanan Pada Jembatan

Jenis-jenis beban yang perlu diperhitungkan dalam merancang suatu jembatan

menurut RSNI T-02-2005 tentang Standar Pembebanan untuk Jembatan adalah

sebagai berikut

1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri dan beban mati tambahan termasuk ke dalam kategori beban mati

A Berat Sendiri

Berat sendiri struktur merupakan semua beban tetap yang berasal dari

berat bangunan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya Termasuk

dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

6

elemen struktural ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap

Perhitungan berat sendiri dapat dilakukan menggunakan rumus

(1)

Keterangan

berat komponen persatuan volume (kNm3)

bentang jembatan (m)

luas penampang (m2)

Nilai berat komponen persatuan volume atau berat isi untuk berbagai jenis bahan

telah tercantum pada RSNI T-02-2005

Tabel 1 Berat Jenis untuk Beban Mati (kNm3)

No Bahan BeratSatuan Isi (kNm3) KerapatanMasa (kgm

3)

1 Campuran aluminium 2627 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22 2240

3 Besi tuang 71 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 172 1760

5 Kerikil dipadatkan 188-227 1920-2320

6 Aspal beton 22 2240

7 Beton ringan 1225-196 1250-2000

8 Beton 220-250 2240-2560

9 Beton prategang 250-260 2560-2640

10 Beton bertulang 235-255 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 125 1280

13 Batu Pasangan 235 2400

14 Neoprin 113 1150

15 Pasir kering 157-172 1600-1760

16 Pasir basah 180-188 1840-1920

17 Lumpur lunak 172 1760

18 Baja 77 7850

19 Kayu (ringan) 78 800

20 Kayu (keras) 11 1120

21 Air murni 98 1000

22 Air garam 10 1025

23 Besi tempa 755 7680

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

7

B Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada

saat pengerjaan jembatan berat pelapisan kembali permukaan jembatan parapet

trotoar lampu jembatan pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh

jembatan

2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup terdiri dari semua beban bergerak yang bekerja pada deck

jembatan Beban hidup terdiri dari beban kendaraan kereta maupun beban

pejalan kaki Beban hidup dapat tersebar merata sepanjang deck seperti beban

padatnya lalu lintas dan beban kereta api yang panjang ataupun dapat berupa

beban terpusat seperti beban truk berat tunggal poros dan lokomotif Beban lalu

lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur ldquoDrdquo dan beban truk ldquoTrdquo

A Beban Lajur ldquoDrdquo

Beban Lajur ldquoDrdquo bekerja pada seluruh lebar lajur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan rangkaian

kendaraan yang sebenarnya Jumlah total beban lajur ldquoDrdquo yang bekerja tergantung

pada lebar lajur kendaraan jembatan Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata

(BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT)

Beban Terbagi Rata (BTR)

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q (KPa) dimana besarnya q tergantung

pada panjang total yang dibebani L seperti berikut

L le 30 m q = 90 kPa (2)

L gt 30 m q = 90 ( 05 15

L ) kPa (3)

Dengan pengertian

q = intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan

Beban Garis Terpusat (BGT)

Beban garis dengan intensitas p kNm harus ditempatkan tegak lurus terhadap

arah lalu lintas pada jembatan Besarnya intensitas p adalah 490 kNm

B Beban Truk ldquoTrdquo

Pembebanan truk ldquoTrdquo merupakan kendaraan berat dengan jumlah 3 as Berat

dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat Terlepas dari panjang jembatan

atau susunan bentang hanya ada satu kendaraan truk ldquoTrdquo yang bisa ditempatkan

pada satu lajur lalu lintas rencana Kendaraan truk ldquoTrdquo harus ditempatkan

ditengah-tengah lajur lalu lintas rencana

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

8

3 Beban Angin

Tabel 2 Faktor Beban Akibat Beban Angin

Keadaan Batas

Lokasi

sampai 5 km dari pantai

(mdetik)

gt 5 km dari pantai

(mdetik)

Daya Layan 30 25

Ultimit 35 30

Faktor beban tersebut tidak berlaku untuk jembatan besar atau penting

seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang Jembatan-jembatan

demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin termasuk

respons dinamis jembatan Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat

pengaruh angin TEW tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut

TE = 00006 Cw w 2Ab [kN] (4)

Keterangan

w kecepatan angin rencana (ms) untuk keadaan batas yang ditinjau

koefisien seret

luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien Seret

Tipe Jembatan

Bangunan atas massif

bd = 10

bd = 20

bd ge 60

Bangunan atas rangka

21

15

125

12 Keterangan

b lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

d tinggi bangunan atas termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

Harga antara dari bd bias diinterpolasi linier

Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi harus dinaikkan sebesar 3

untuk setiap superelevasinya dengan kenaikan maksimum 25

4 Beban Gempa

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan diatur dalam SNI

28332008 Standar tersebut membahas analisis dinamis dan digunakan untuk

merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga kerusakan terjadi

setempat dan mudah diperbaiki struktur tidak runtuh dan dapat dimanfaatkan

kembali Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi bila kinerja struktur

terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan

semi dinamis Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa

pengaruh interaksi tanah merupakan perhitungan semi-dinamis Analisis dinamis

dengan cara riwayat waktu sering menggunakan rekaman akselerasi gempa dari

luar sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak (Peak Ground

Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau Pilihan prosedur analisis gempa

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

9

tergantung pada tipe jembatan besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat

kecermatan

Perencanaan suatu struktur tahan gempa perlu mempertimbangkan faktor

percepatan puncak (PGA) respon spektra percepatan di batuan dasar untuk

perioda pendek 02 detik (Ss) dan untuk perioda 10 detik (S1) Ketiga nilai

tersebut dapat diperoleh menggunakan peta Hazard gempa Indonesia 2010

Penentuan kelas situs tanah (klasifikasi site) merupakan tahapan awal dalam

perencanaan beban gempa dengan terlebih dahulu mencari nilai N

N = Σi=1 tim

Σi=1

tiNi

frasl

m (5)

Kelas situs tanah dapat ditentukan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia

2010 menggunakan tabel berikut

Tabel 4 Penentuan Kelas Situs Tanah

Kelas Situs (mdetik) Su(kPa)

SA (Batuan Keras) gt 1500 NA NA

SB (Batuan) 750-1500 NA NA

SC (Tanah Keras) 350-750 gt 50 gt 100

SD (Tanah Sedang) 175-350 15-50 50-100

SE (Tanah Lunak) lt 175 lt 15 lt 50

Setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik

sebagai berikut

1 Indeks plastisitas PI gt 20

2 Kadar air w ge 40 dan

3 Kadar geser niralir Su lt 25 kPa

SF (Tanah Khusus) Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut

1 Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersegmentasi rendah

2 Lempung sangat organik atau gambut (ketebalan H gt 3 m)

3 Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan PI gt 75)

4 Lapisan lempung lunakmedium kaku (ketebalan H gt 35 m dengan Su lt 50 kPa

Keterangan NA = tidak dapat dipakai

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Selanjutnya akselerasi respons spektra puncak dapat dihitung dengan

persamaan

SMS = Fa Ss (6)

SM1 = Fv S1 (7)

Keterangan

SMS = akselerasi respons spektra puncak pada periode pendek

SM1 = akselerasi respons spektra puncak pada periode 1 detik

Ss = nilai spektra percepatan untuk periode pendek 02 detik di batuan dasar

S1 = nilai spektra percepatan untuk periode 10 detik di batuan dasar

Fa = koefisien periode pendek

Fv = koefisien periode 1 detik

Nilai koefisien dan dapat ditentukan menggunakan Tabel 4 dan 5 Nilai

Ss dan S1 diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

10

Tabel 5 Nilai Koefisien Fa

Ss

Klasifikasi

Site SS le 025 SS = 05 SS = 075 SS = 10 SS ge 125

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 12 12 11 10 10

SD 16 14 12 11 10

SE 25 17 12 09 09

SF SS

Tabel 6 Nilai Koefisien Fv

S1

Klasifikasi

Site S1 le 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 ge 05

SA 08 08 08 08 08

SB 10 10 10 10 10

SC 17 16 15 14 13

SD 24 20 18 16 15

SE 35 32 28 24 24

SF SS

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

Desain parameter akselerasi spektra dihitung menggunakan persamaan

SDS =

SMS (8)

SD1 =

SM1 (9)

Faktor

diperoleh dari hasil konversi dari gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

Pembuatan respon spektrum menggunakan persamaan berikut

Sa = SDS 04 06 T

To) untuk (10)

Sa = SDS untuk (11)

Sa = SD1

T untuk (12)

Sa = SD1TL

T2 untuk (13)

Nilai dan dihitung menggunakan persamaan

T0 = 02 SD1

SDS (14)

TS = SD1

SDS (15)

dimana TL = waktu transisi periode panjang

Sa = akselerasi spektra

SDS = desain parameter akselerasi respon spektra periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektra periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektra puncak periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektra puncak periode 1 detik

Berdasarkan nilai Sa dan T dapat dibuat grafik respon spektrum seperti berikut

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

11

Gambar 4 Desain Respon Spektrum

Sumber ASCE 07-2010

Gambar 5 Peta Respon Spektra Percepatan 02 Detik (SS) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Gambar 6 Peta Respon Spektra Percepatan 10 Detik (S1) di Batuan Dasar (SB)

untuk Probabilitas Terlampaui 2 dalam 5 Tahun

Sumber Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

12

Desain dan Perhitungan Balok

Rumus-rumus yang digunakan pada analisis struktur balok mengacu pada RSNI

T-02-2005 dan RSNI T-12-2004

1 Tulangan lentur balok

Tegangan analitis batas baja prategang fps (untuk perhitungan kekuatan

batas nominal penampang beton prategang) harus diambil tidak melebihi fpy

Jika tidak tersedia perhitungan yang lebih tepat dan tegangan efektif pada

tendon fpe tidak kurang dari 05 fpu tegangan analitis batas baja prategang fps

dalam tendon yang terlekat penuh dapat diambil sebesar

fps= fpu (1- p

β1[ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) (16)

Jika pengaruh tulangan tekan diperhitungkan pada saat menghitung fps dengan

persamaan (16) maka nilai [ρp

fpu

fc

d

dp ω - ω ] harus diambil tidak kurang dari

017 dan nilai drsquo tidak lebih dari 015

Keterangan

p = faktor yang memperhitungkan jenis tendon prategang dengan nilai

055 untuk fpy

fpu ge 080

040 untuk fpy

fpu ge 085

028 untuk fpy

fpu ge 090

β1 = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekuivalen beban dimana

β1 = 085 untuk fc le 30 MPa

β1 = 085 ndash 0008 (fc - 30) untuk fc ge 30 MPa (17)

Perencanaan momen lentur harus didasarkan pada

Mu le Mn (18)

Nilai Mn dihitung dengan persamaan

Mn = 08 Apsfps (d -a

2 ) As fy (d -

a

2 )+ (19)

Jarak antar tulangan dihitung menggunakan persamaan

Apsfps As fy = 085 fc ab (20)

2 Tulangan Geser Balok

Perencanaan tulangan geser harus didasarkan pada

u le n (21)

Dimana nilai adalah kuat geser nominal yang dihitung menggunakan

persamaan

n= c s (22)

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton pada struktur yang dibebani geser

dan lentur saja dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

13

c= (radicf c

6) bwd (23)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser untuk tulangan geser yang

tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur dapat dihitung

menggunakan persamaan

s= Av fy d

s (24)

Kekuatan lentur dari balok beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan

harus direncanakan dengan menggunakan cara ultimit atau cara Perencanaan

berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT)

3 Kekuatan Puntir Balok

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada

Tu le Tn (25)

Dimana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal

yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh

tulangan Ts dengan rumus

Tn= Tc Ts (26)

Dimana

Tc= Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

(27)

Ts= fy (Asw

s) 2 Act cot t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal

tulangan dengan nilai t = 45o untuk beton non prategang dan t=375

o untuk

beton prategang

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung Asw

sle 02

y1

fyf (29)

Tn=2AoAtfyv

scot (30)

Dengan dapat diambil sebesar 085

Gambar 7 Areal Aoh

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

14

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat

dihitung menggunakan persamaan

Al= (At

s) ρ

h

fyv

fyt cot2 (31)

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak

bergoyang apabila dipenuhi klu

r le 34- (12

M1

M2) (32)

Untuk komponen struktur tekan bergoyang pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan apabila klu

r le 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain memiliki

luas tidak kurang dari 001 Ag dan tidak melebihi 008 Ag kecuali jika jumlah dan

penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada

sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal

rasio tulangan perlu dikurangi

Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari

ρs= 045 (

Ag

Ac-1)

f c

fy (34)

Software CSI Bridge

Computers and Structures Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam

pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa Tahap pemodelan

analisis dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam

software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang

mendasar Dengan menggunakan CSI Bridge dapat didesain jembatan beton

maupan baja dengan cepat dan mudah Fitur parametric modeller memungkinkan

pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan

membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain

(httpwwwcsiamericacomcsibridge)

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk

mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya

aksial dan momen lentur Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat

lingkaran hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola

tulangan Selain itu efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan Dari

program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen

lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial dimana Mx dan My juga

dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak

beraturan (httppcacolumnsoftwareinformercom)

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

15

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari ndash Juni 2013 yang diawali dengan

pengumpulan data Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A Struktur yang ditinjau adalah fly over

P106-P107 (Sta7+38850 ~ Sta7+42425)

Gambar 8 Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan

program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan

transportasi kota Jakarta khususnya Jakarta Utara Proyek ini menjadi salah satu

upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat

kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk

arus peti kemas Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan

pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang

juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR)

dengan Jakarta Inter Urban Toll (JIUT)

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut

1 Komputer Intel CoreTM

Duo Processor T6600

2 Program CSI Bridge Versi 15 dan PCA Col

3 Program Microsoft Office Excel 2010

4 Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan

Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

16

Penggunaan shop drawing dikarenakan belum tersedianya data as built drawing

Data-data yang diperoleh meliputi

1 Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107 yang meliputi layout

fly over dimensi struktur jembatan serta gambar detail tendon dan tulangan

Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2972541 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

c) Pier Head

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic40 MPa = 2780557 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( = 1860 MPa

Kuat leleh baja prategang ( ) = 1670 MPa

d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700radic30 MPa = 2574296 MPa

Mutu Baja Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 35 m

Tebal pier ( ) = 45 m

e) Data soil investigation Bore Log (Lampiran 2)

2 Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut

RSNI T-02-2005 ldquoPembebanan untuk Jembatanrdquo

SNI 2833 2008 ldquoStandar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatanrdquo

RSNI T-12-2004 ldquoPerencanaan Struktur Beton untuk Jembatanrdquo

SNI 03-3847-2002 ldquoTata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedungrdquo

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

17

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut

Keterangan

1 Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT Obayashi-Jaya

Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam

pemodelan jembatan

2 Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar

Nasional Indonesia Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-

02-2005 Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI

2833 2008 Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI

T-12-2004

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan

Struktur

Input

Pembebanan

Input

Spektrum Gempa

Gaya Dalam

Desain

Ulang

Tulangan

Selesai

Aman

Mu le Mn

u le n

Tu le Tn

Tidak

Ya

Gambar 9 Diagram Alir Penelitian

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

18

3 Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis

gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan Setelah

dilakukan pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum dapat

diperoleh nilai gaya dalam ultimit Analisis gaya dalam dilakukan dengan

membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan

kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau

Pemodelan Struktur

a) Layout fly over

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri

dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan dimana panjang 1 bentang (span)

sebesar 3575 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span

Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat

menggunakan bridge wizard di menu Home

Gambar 10 Layout Line Struktur Fly Over

b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Baja tendon dengan fpy=1670 MPa dan fpu= 1860 MPa

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

19

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada

Gambar 12 berikut Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type

concrete-Precast U

Gambar 11 Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder jarak antar girder dan tebal slab dilakukan pada

menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder

Gambar 12 Penampang Superstruktur Jembatan

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

20

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-

Bridge Wizards-Bearings

Gambar 13 Jenis Perletakan

d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005 Input

kombinasi pembebanan dilakukan pada menu DesignRating ndash Load

Combination ndash Add New Load Combination ndash Masukkan Load Case Name ndash

Load Case Type ndash Scale Factor ndash OK Contoh kombinasi pembebanan yang

telah diinputkan pada CSI Bridge terlihat pada gambar berikut

Gambar 14 Input Kombinasi Pembebanan

e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 dibuat respon spektrum untuk

analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

21

CSI Bridge Respon spektrum diinputkan pada menu Loads ndash Functions ndash Respon

Spectrum ndash Add New Function ndash Pilih User ndash Masukkan Damping Ratio 005 ndash

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) ndash OK Pembuatan respon spektrum

gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan

Gambar 15 Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta

f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur input pembebanan dan respon spektrum

struktur dapat dianalisis pada menu Analysis ndash Run Analysis ndash Pilih Load Case

yang ingin dianalisis ndash Run Analysis Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada

menu Home ndash Display ndash Show Bridge Superstructure Forces

Gambar 16 Contoh Momen Akibat Kombinasi Pembebanan

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

22

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Struktur Jembatan

Struktur fly over P106-P107 (Sta 7+38850 ~ Sta 7+42425) terdiri dari 2

ruas jembatan kiri dan kanan dengan panjang total 10725 m Struktur terdiri dari

3 span dimana panjang satu span 3575 m Superstruktur jembatan ruas kiri terdiri

dari 4 girder dan ruas kanan terdiri dari 5 girder dengan tipe PCU dan memiliki

superelevasi sebesar 2 Struktur fly over tersebut ditopang oleh dua kolom cast

in site tipe Y-Pier dengan tinggi 22 m

Gambar 17 Pemodelan Struktur Fly Over

Gambar 19 Tampak Samping Struktur Fly Over

145 m 18 m

L total = 10725 m

Gambar 18 Tampak Depan Struktur Fly Over

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

23

Input Pembebanan

Pembebanan yang diinputkan pada program CSI Bridge mengacu pada

RSNI T-02-2005 (Tabel 40) mengenai Peraturan Pembebanan untuk Jembatan

dengan ragam kombinasi pada kondisi ultimit (Ultimate Limit States) sebagai

berikut

Tabel 7 Kombinasi Pembebanan

Nama

Kombinasi

Aksi

Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

MS MA PS TD TT TB ET EW TTC

EQ-

X

EQ-

Y

ULS-1A 13 2 1 198 198 132

ULS-1B 13 2 1 198 198 132

ULS-1C 13 2 1 198 198 132

ULS-1D 13 2 1 198 198 132

ULS-4A 13 2 1 132 132

ULS-5A 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5B 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5C 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5D 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5E 13 2 1 198 198 1 03

ULS-5F 13 2 1 198 198 -1 03

ULS-5G 13 2 1 198 198 1 -03

ULS-5H 13 2 1 198 198 -1 -03

ULS-5I 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5J 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5K 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5L 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-5M 13 2 1 198 198 03 1

ULS-5N 13 2 1 198 198 03 -1

ULS-5O 13 2 1 198 198 -03 1

ULS-5P 13 2 1 198 198 -03 -1

ULS-6A 13 2 1 198 198 1

ULS-6B 13 2 1 198 198 1

Keterangan

MS = Berat Sendiri

MA = Beban Mati Tambahan

PS = Pengaruh Prategang

TD = Beban Lajur ldquoDrdquo

TT = Beban Truk ldquoTrdquo

TB = Gaya Rem

ET = Beban Temperatur

EW = Beban Angin

TTC = Beban Tumbukan

EQ-X = Beban gempa dalam arah X

EQ-Y = Beban gempa dalam arah Y

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

24

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dalam contoh

perhitungan sebagai berikut

1 Berat sendiri

PCU-Girder dan Slab

wc girder = 25 kNm3

wc slab = wc pier = 24 kNm3

Luas (A) girder = A satu girder x jumlah girder = 11915 m2 x 9 = 107235 m

2

A slab = tebal slab x lebar total jembatan = 025 m x (18 m+145 m) = 8125 m2

Berat girder = A girder x panjang total jembatan x wc girder

= 107235 m2 x 10725 m x 25 kNm

3

= 2875238 kN

Berat slab = A slab x panjang total jembatan x wc slab

= 10723 m2 x 10725 m x 24 kNm

3

= 2091375 kN

Pier

A pier segmen 1 = 2 m x 45 m = 9 m2

A pier segmen 2 = 20565 m2

Panjang pier segmen 1 = 7088 m

Panjang pier segmen 2 = 17147 m

Berat pier segmen 1 = A pier x panjang pier x wc pier

= 9 m2 x 7088 m x 24 kNm

3 = 153103 kN

Berat pier segmen 2 = A pier x panjang pier x wc pier

= 20565 m2 x 17147 m x 24 kNm

3

= 8463073 kN

Berat pier = 153103 kN + 8463073 kN = 9994103 kN

Total berat sendiri = Berat girder + slab + pier

= 2875238 kN + 2091375 kN + 9994103 kN

= 5966023 kN

2 Beban Mati Tambahan

Aspal

wc aspal = 22 kNm3

Tebal aspal = 75 cm

Perhitungan beban mati tambahan dengan menggunakan persamaan (1)

dapat dijabarkan sebagai berikut

Berat aspal = wcLA

= 22 kNm3 x 10725 m x (325 m x 0075 m)

= 5751281 kN

Parapet

wc parapet = 24 kNm3

A parapet = 0526 m2

Berat parapet = wcLA

= 24 kNm3 x 10725 m x 0526 m

2

= 1353924 kN

Total beban mati tambahan = berat aspal + parapet

= 5751281 kN + 1353924 kN

= 7105205 kN

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

25

3 Beban Lajur D

Beban Terbagi Rata (BTR)

Terdiri dari 7 kombinasi arah longitudinal dengan jumlah lajur

jembatan ruas kiri = 4 lajur dan jembatan ruas kanan = 5 lajur

Total kombinasi arah longitudinal

Jembatan Kiri = 7 x 4 = 28 kombinasi

Jembatan Kanan = 7 x 5 = 35 kombinasi

Terdiri dari 3 kombinasi dalam arah transversal dengan jarak dan

intensitas beban sebagai berikut

Jembatan Kiri

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 28 x 3

= 84 kombinasi

Jembatan Kanan

Total jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo

= kombinasi longitudinal x kombinasi transversal = 35 x 3

= 105 kombinasi

Nilai q dihitung menggunakan persamaan (3) untuk panjang 1 bentang gt 30 m

dimana panjang 1 span fly over = 3575 m

Contoh perhitungan nilai q sebagai berikut

q = 90 (05 15

3575 ) = 828 kPa

Gambar 20 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kiri

Gambar 21 Distribusi Beban ldquoDrdquo Arah Transversal Jembatan Bagian Kanan

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

100 50

Keterangan

Keterangan

100 50

11 m 2 m 1 m 11 m 1 m 2 m 11 m

1375 m 275 m 1375 m 1375 m 1375 m 275 m 1375 m

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

26

Tabel 8 Kombinasi Beban ldquoDrdquo Arah Longitudinal Jembatan

Nama Span yang Dibebani Total Panjang

q (kNm2)

Kombinasi Span

1

Span

2

Span

3 Dibebani (m)

1 3575 828

2 3575 828

3 3575 828

4 715 639

5 715 639

6

7

715

10725

639

576

BTR diinputkan dalam bentuk beban garis sehingga nilai q (kNm2) dikalikan

lebar lajur yang dibebani (m)

Beban Garis Terpusat (BGT)

BGT diinputkan dalam bentuk beban titik pada program CSI Bridge sehingga nilai

intensitas p dikalikan dengan lebar lajur yang dibebani (m)

Beban garis = intensitas p x lebar lajur

= 49 kNm x 35 m

= 1715 kN

Dalam input BGT pada program digunakan faktor beban dinamis

senilai 14

4 Beban Truk ldquoTrdquo

Kendaraan truk yang digunakan adalah truk dengan berat 50 ton

Gambar 22 Input Beban Truk ldquoTrdquo

5 Gaya Rem

Gaya rem diinputkan sebagai beban titik dengan nilai sebagai berikut

Jembatan Kiri

Gaya rem per pier = nilai q terbesar x lebar lajur x panjang 1 span

jembatan x 5

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

27

= 9 kN

m2 x 145 m x 3575 m x 5

2 = 11663 kN

Jembatan Kanan

Gaya rem per pier = 9 kN

m2 x 18 m x 3575 m x 5

2 = 14479 kN

6 Pengaruh Temperatur

Gambar 23 Input Pengaruh Temperatur

7 Beban Angin

Diketahui

Cw = 125 (Tabel 3)

Vw = 35 ms (Tabel 2)

Ab = 198413 m2

Dengan menggunakan persamaan (4)

TE = 00006 Cw w 2Ab

= 00006 x 125 x 352 x 198413

= 18229 kN

TEW per pier = 18229 kN

4= 45573 kN

8 Tumbukan

100 kN

1

00

F

x

10o

Gambar 24 Proyeksi Tumbukan pada Pier Terhadap Sumbu X dan Sumbu Y

Fx

Fy

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

28

Tumbukan pada pier diinputkan sebagai beban titik dengan perhitungan sebagai

berikut

Fx = 100 kN x sin 100

= 17365 kN

Fy = 100 kN x cos 100

= 98481 kN

9 Beban Gempa

Pada penelitian ini analisis gempa dinamis dilakukan menggunakan grafik

respon spektrum Dalam pembuatan respon spektrum terlebih dahulu dilakukan

klasifikasi site (jenis tanah) lokasi yang ditinjau berdasarkan hasil penyelidikan

tanah (bore log) Dari data bore log dapat dihitung nilai rata-rata hasil uji

penetrasi standar (SPT) menggunakan persamaan (5) dengan hasil yang tertera

pada tabel berikut ini

Tabel 9 Perhitungan Nilai

Lapisan Kedalaman NSPT Tebal

(TebalSPT)

0 000 0 000 0000

1 330 2 330 1650

2 524 2 194 0971

3 723 2 198 0992

4 924 2 202 1009

5 1130 2 206 1028

6 1323 2 193 0963

7 1530 5 207 0415

8 1730 6 200 0333

9 1930 4 200 0500

10 2130 9 200 0222

11 2330 19 200 0105

12 2507 50 177 0035

13 2626 50 118 0024

14 2725 50 099 0020

15 2822 50 097 0019

16 2921 50 099 0020

17 3006 50 086 0017

3006 8324 3612

Diperoleh = 3612 dimana Σ Tebal Σ SPTfrasl yang menunjukkan bahwa jenis

tanah wilayah Tanjung Priok termasuk kelas situs E yaitu jenis tanah lunak

(Tabel 4) Selanjutnya dihitung nilai akselerasi respons spektra puncak untuk

periode pendek dan periode 1 detik dan desain akselerasi respon spektra

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

29

Gambar 25 (a) Peta Percepatan Puncak (PGA) wilayah Jakarta

(b) Peta Respon Spektra 02 detik (Ss) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

(c) Peta Respon Spektra 1 detik (S1) wilayah Jakarta untuk

Probabilitas Terlampaui 2 dalam 50 Tahun

PGA (Peak Ground Acceleration) merupakan percepatan maksimum yang

menunjukkan intensitas daripada pergerakan lapisan tanah Berdasarkan Gambar 8

dapat diketahui bahwa wilayah yang ditinjau (Tanjung Priok Jakarta Utara)

memiliki nilai PGA 03 ndash 04 g Pendekatan angka menggunakan skala batas atas

dari nilai yang diketahui sehingga diambil nilai 04 g Wilayah Jakarta terdapat

pada zona dengan nilai respon spektra 02 detik probabilitas terlampaui 2 dalam

50 tahun (Ss) = 07 g dan nilai respon spektra 1 detik probabilitas terlampaui 2

dalam 50 tahun (S1 ) = 03 g Kemudian dengan interpolasi nilai Ss dan S1

menggunakan Tabel 5 amp 6 untuk tanah kelas E diperoleh nilai Fa dan Fv berturut-

turut sebesar 13 dan 28

Akselerasi respons spektra puncak periode pendek (SMS) dapat dihitung

dengan persamaan (6) sehingga SMS = 13 x 07 = 091 Akselerasi respons

spektra puncak periode 1 detik (SM1) dapat dihitung dengan persamaan (7)

sehingga SM1 = 28 x 03 = 084 Selanjutnya desain parameter akselerasi respon

spektra periode pendek dapat dihitung dengan persamaan (8) sehingga SDS =

091 = 07963 dan nilai desain parameter respon spektra periode 1 detik dapat

dihitung dengan persamaan (9) sehingga SD1 =

084 = 07350 Faktor

diperoleh dari konversi penggunaan peta gempa 2500 tahun ke gempa 100 tahun

karena struktur yang ditinjau merupakan jembatan khusus dengan umur rencana

100 tahun Nilai Sa dihitung menggunakan persamaan 10-13 yang hasilnya

disajikan pada Tabel 10 Nilai T dan Sa diplot membentuk grafik respon spektrum

untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSI Bridge

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

30

Tabel 10 Akselerasi Spektrum Gempa Wilayah Jakarta

T (det) Sa T (det) Sa

00000 03185 2 03675

01846 07963 21 03500

09231 07963 22 03341

1 07350 23 03196

11 06682 24 03063

12 06125 25 02940

13 05654 26 02827

14 05250 27 02722

15 04900 28 02625

16 04594 29 02534

17 04324 3 02450

18 04083 31 02371

19 03868 32 02297

Gambar 26 Grafik Respon Spektrum Wilayah

Jakarta Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010

Hasil Gaya Dalam (Internal Force)

a) Berat Sendiri

Kontrol perhitungan manual

Diketahui

Ag satu girder = 11915 m2

frsquoc girder = 40 MPa

wc girder = 25 kNm3

Tebal slab = 25 cm

frsquoc slab = 30 MPa

wc slab = 24 kNm3

Perhitungan

q slab = tebal slab x spasi antar girder x wc slab

= 025 m x 3567 m x 24 kNm3

= 21402 kNm

q girder = Ag girder x wc girder

= 11915 m2 x 25 kNm

3

= 29788 kNm

M girder = 1

8 q L2

= 1

8 29788 kN mfrasl 35

2 m

= 456129 kN-m

M slab = 1

8 q L2

= 1

8 21402 kN mfrasl 35

2 m

= 327718 kN-m

M girder + M slab = 456129 + 327718 = 783847 kN-m

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

31

Perhitungan momen secara manual dibandingkan dengan hasil yang ditampilkan

pada program CSI Bridge

Gambar 27 Hasil Momen Akibat Berat Sendiri pada Jembatan

Jembatan kiri terdapat 4 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 4 = 3135388 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min+M max = 28019386 kN-m + 7949228 kN-m

= 28814308 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

Jembatan kanan terdapat 5 girder sehingga

M total pada superstruktur = 783847 kN-m x 5 = 3919235 kN-m

M pada program CSI Bridge = M min + M max = 3494893 kN-m + 9915171 kN-m

= 35940447 kN-m

M girder (manual) M girder (program)

b) Ultimate Limit States (ULS)

Kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya dalam maksimum

sepanjang jembatan adalah kombinasi ULS-5I (Tabel 7)

Gambar 28 Hasil Gaya Dalam Akibat Kombinasi Pembebanan ULS 5-I

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

32

c) Kontrol Lendutan

Lendutan maksimum yang diizinkan adalah L

800 =

35750 mm

800 = 4469 mm

sedangkan lendutan yang terjadi pada fly over dari program CSI Bridge

adalah 213 mm sehingga struktur dikatakan aman

Perhitungan Tendon

Dalam perhitungan tendon dan tulangan digunakan momen maksimal yang

terjadi pada penampang yang ditinjau

Tendon pada girder

Data Tendon

D tendon = 05 inchi = 127 mm = 00127 m

Ast = 987 mm2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Girder

Ag (Ax) = 11915 m2

Iz = 04204 m4

yt = 097 m

yb = 088 m

eb = 058 m

-Menghitung gaya prategang P

M berat sendiri = 801826 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 188156 kN-m

M beban hidup = 510983 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 1500965 kN-m

P2=

MybIz

-σb

1

Ax

ebybIz

P2=

150096 x 088

04204 3000

1

11915

058 x 088

04204 = 1384018 kN

Gambar 29 Deformasi yang Terjadi pada Struktur Akibat Beban Hidup

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

33

P1= Ast x x f u

= 00000987 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl = 110149 kN

Jumlah tendon yang diperlukan= P2

P1= 1384018 kN

110149 kN=125 tendon

Jumlah tendon eksisting = 110 tendon

Jumlah tendon hasil perhitungan yang melebihi tendon eksisting dapat disebabkan

karena perbedaan penggunaan jumlah kombinasi beban ldquoDrdquo Perhitungan yang

dilakukan menggunakan semua kemungkinan kombinasi baik dalam arah

longitudinal maupun transversal jembatan (sub bab input pembebanan) Selain itu

dapat juga dikarenakan perbedaan dalam pemodelan panjang girder yang

menyebabkan terjadinya kelebihan momen

Tendon pada pier head

Data Tendon

D tendon = 06 inchi = 1524 mm = 0015 m

Ast = 1387 mm2 = 00001387 m

2

= 06

fpu = 1860 MPa = 1860000 kNm2

σizin (σt) = 3 MPa = 3000 kN m2

Data Pier Head

Ag (Ax) = 128765 m2

Iz = 6967 m4

yt = 139 m

yb = 123 m

et pada momen maksimal = 04396 m

et pada penampang kritis = 0702 m

-Menghitung P menggunakan Momen Pada Penampang Kritis (Mcr)

M berat sendiri = 41612388 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 7073499kN-m

M beban hidup = 14947156 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 63633043 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

63633043 x 139

3000

1

12875

0702 x 139

6967 = 40860556 kN

P1= Ast x x f u

= 00001387 m2 x 06 x 1860000 kNm2frasl =154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=

40860556 kN

154789 kN= 264 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

34

Berdasarkan jumlah tendon eksisting yang melebihi tendon yang diperlukan

dapat diasumsikan bahwa pier head tersebut tidak didesain menggunakan momen

pada penampang kritis (Mcr) Pada saat dibebani retak terjadi pada perubahan

geometri atau pada penampang kritis sehingga pada umumnya desain cukup

menggunakan Mcr yang nilainya lebih kecil daripada momen maksimal

-Menghitung P menggunakan Momen Maksimal (Mmax)

M berat sendiri = 57265256 kN-m

M beban mati tambahan (aspal + parapet) = 8941951kN-m

M beban hidup = 20374506 kN-m

M total = M berat sendiri + beban mati tambahan + beban hidup

= 86581713 kN

P2=

Myt

Iz σt

1

Ax

etyt

Iz

P2=

865817123 x 139

6967 3000

1

12875

x 139

6967 = 86320521 kN

P1= 154789 kN

Jumlah tendon yang diperlukan = P2

P1=86320521 kN

154789 kN= 558 tendon

Jumlah tendon eksisting = 570 tendon

Dengan menggunakan momen maksimum yang terjadi pada pier head hasil

perhitungan jumlah tendon yang diperlukan mendekati jumlah tendon eksisting

sehingga dapat diasumsikan struktur tersebut didesain menggunakan momen

maksimum Penggunaan momen maksimum yang terjadi menyebabkan

penambahan jumlah tendon dalam desain

Jumlah tendon eksisting Jumlah tendon yang diperlukan OK

Perhitungan Tulangan

Slab

-Tulangan Lentur Positif

Momen di lapangan Mu pada slab = 10333 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d = ndash drsquo= 250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

10333

08=12916 kN-m

Faktor tahanan momen = Mnx10

6

bd2 =

12916 x106

1000 x 2102= 2929

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

35

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2929

085 x 30 = 00079

ρmin

= 25 x 14

fy= 25 x

14

390= 0000897

Digunakan = 00079 sehingga

As= ρ b d = 00079 x 1000 mm x 210 mm = 167983 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 167983 mm2

= 1687 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

-Tulangan Lentur Negatif

Momen di tumpuan Mu pada slab = 9504 kN-m

Tebal slab h = 250 mm

ρb=

085 frsquoc β

fy

600

600 fy =

085 x 30 x 085

390

600

600 390= 0033

Faktor bentuk distribusi tegangan beton = 085

Rmax= 075 x ρb fy x 1- 1

2075 ρ

bfy085f

rsquoc = 7949

Tebal efektif slab beton d ndash drsquo=250 ndash 40 = 210 mm

Ditinjau slab beton selebar 1 m (1000 mm) = b

Mn=Mu

=

9504

08=1188 kN-m

Faktor tahanan momen Rn=Mnx10

6

bd2 =

1188 x106

1000 x 2102= 2694

Rn Rmax OK

Rasio tulangan yang diperlukan

ρ = 085 f

rsquoc

fy x 1 radic1

1 2Rn

085 frsquoc

ρ = 085 x 30

390 x 1 radic1

1 2 x 2694

085 x 30 = 00073

ρmin

= 25 x 14

fy=25 x

14

390= 0000897

Digunakan ρ = 00073 sehingga

As= ρ b d = 00073 x 1000 mm x 210 mm =153652 mm2 Digunakan tulangan lentur D-19

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

36

Jarak antar tulangan s = 1

4 D2x

b

As

= 025 x 314 x 192 x 1000 mm 153652 mm2

= 18443 mm

Jarak eksisting s = panjang 1 span

n =

35750 mm

236= 1515 mm

s eksisting lt s perhitungan OK

- Tulangan Geser

Gaya geser Vu pada slab = 35306 kN

Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh slab

c=

(

radicf

rsquoc

6

)

bwd =(radic30

6) 1000 x 210 = 19170289 kN

Vc = 06 x = 11502174 kN

u c tidak dibutuhkan tulangan geser

Girder

-Tulangan Lentur

Mu = 24895989 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 13 mm dengan jumlah 8 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 8 =

1

4 314 13

2 x 8 = 106132 mm2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan

(16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fcrsquo

d

dp ω- ωrsquo ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

10857 mm2

fps = 1860 (1 04

077 [00091

1860

40 2050

1800 (00414 00335 ])

= 18599 MPa

Menghitung lebar efektif Be

Diketahui tebal slab ho = 25 cm

Lebar efektif diambil nilai terkecil dari L

4 =

3575 m

4= 894 m

Jarak antar girder s = 3567 m

12 = 12 x 025 = 3 m Diambil Be = 3 m

Eslab = 2574296 MPa

Egirder = 2972541 MPa

n = Eslab

Egirder

= 2574296 MPa

2972541 MPa= 087

Sehingga Be = n x 3 m = 087 x 3 m = 261 m = 2610 mm

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

37

h = h girder + h slab = 250 + 1850 = 2100 mm

tebal selimut beton drsquo = 50 mm

d = h ndash drsquo

= 2100 mm ndash 50 mm = 2050 mm

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

Aps fps As fy = 085 fcrsquoab

10857 mm2

x 18599 MPa+106132 mm2 x 390 MPa = 085 x 40 MPa x a x

2610 mm

a = 23223 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16)

dengan nilai = 08 adalah sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d-a

2) As fy (d-

a

2)+

= 08 x 10857 mm2 x 18599 MPa (2050 mm-

23223 mm

2) +

106132 mm2

x 390 MPa (2050 mm-23223 mm

2)

= 31242337 kN-m + 640371 kN-m

= 31882709 kN-m

Mn = 31882709 kN-m gt Mu = 24720615 kN-m (OK memenuhi syarat)

Cara yang telah dijabarkan diatas merupakan cara mendesain kekuatan

lentur balok prategang dengan pendekatan trial and error diameter tulangan dan

jumlah tulangan dalam Nawy (2001) Dengan menggunakan pendekatan tersebut

terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap tulangan eksisting menggunakan

data sekunder Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa kapasitas momen

nominal yang disumbangkan oleh tendon Mn tendon lebih besar daripada

momen ultimit yang terjadi Mu akibat pembebanan sehingga momen cukup

ditahan oleh tendon (tidak dibutuhkan tulangan lentur) Tulangan eksisting yang

digunakan merupakan tulangan susut yang berfungsi mencegah terjadinya retak

pada beton

tulangan susut = 00018 x luas penampang girder Ag

= 00018 x 11915 m2

= 00021447 m

2

Digunakan D-13 sehingga = 21447 mm2

1

4 d

2=

21447 m2

1

4 13

2= 16 lt n eksisting = 40

Menurut SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung jumlah tulangan susut dan suhu harus dipasang dengan

jarak tidak lebih dari lima kali tebal plat atau 450 mm Jarak maksimum antara

tulangan susut eksisting = 330 mm (lt 450 mm) sehingga tulangan tersebut dari

segi jumlah dan jarak antar tulangan memenuhi syarat

-Tulangan Geser

Girder di tumpuan

Ag = 2682500 mm2

h = 1850 mm

d = h-drsquo= 1850 mm ndash 50 mm = 1800 mm

bw = 1000 mm

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

38

Gaya geser di tumpuan = 300256 kN dan gaya aksial = 420053 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 420053

14 x 2682500 mm2 ) (

radic40

6) 1000 mm x 1800 mm

= 2109587 kN

c = 06 x 2109587 kN = 1265752 kN u = n

= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit

yang terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (300256 kN ndash (06 x 2109587 kN))06 = 2894674 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av = 2894674 x 103

390 MPa x 1800 mm

mm

= 515433 mm2

Digunakan D-22 sehingga n= Av

1

4 D2

= mm2

1

4 22

2=136 2 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 7 OK

Girder di lapangan

Ag = 1191500 mm2

h = 1850 mm

tulangan utama dan tulangan geser = D 13

d = h - drsquo- 13 - 05 x 13 = 17805 mm

= 1850 ndash 50 ndash 13 ndash (05 x 13) = 17805 mm

bw = 600 mm

Gaya geser di lapangan =193044 kN dan gaya aksial = 274113 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicfrsquoc

6) bwd

= (1 274113

14 x 1191500 mm2 ) (

radic40

6) 600 mm x 17805 mm

= 1311133 kN

c= 06 x 1311133 kN = 78668 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa tahanan geser yang

disumbangkan oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang

terjadi sehingga diperlukan tulangan geser

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

39

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (193044 kN ndash (06 x 1311133 kN))06 = 1906273 kN

s= Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan Av= s

fy x d

s

Av= 1906273 kN x 10

3

390 MPa x 17805 mm

150 mm

= 411784 mm2

Digunakan D-13 sehingga n= Av

1

4 D2

= 411784 mm2

1

4 13

2= 3103 4 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 4 OK

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 5215433 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Girder dianggap sebagai penampang berongga dinding tipis sehingga besar

modulus puntir = 2 Ambw dimana adalah girder

Jt = 2 x 1191500 mm2 x 2610 mm

= 6219630000 mm3

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 6219630000 (03 radic )radic1 10 1034

= 190101E+11 N-mm = 19010103 kN-m

Tc = 06 x 19010103 kN-m = 11406062 kN-m

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa nilai lebih besar dari sehingga

beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan torsi)

Pier Head

-Tulangan Lentur

Mu = 93134113 kN-m

Diameter tulangan lentur adalah 19 mm dengan jumlah 32 buah sehingga

As= 1

4 D2 x 25=

1

4 314 x19

2 x 32 = 906832 mm

2

Tegangan baja prategang pada kekuatan nominal menggunakan persamaan (16)

fps = fpu (1- p

β1 [ρ

p

fpu

fc

d

dp ω - ω ]) dimana nilai ρ

p=

Aps

b d

Aps = 79059 mm2

fps = 1860 (1 04

081 [00061

1860

35 2520

1670 (00131 00196 ])

588537 MPa

Jarak garis sejajar sumbu netral pada kondisi batas akibat beban yang

diperhitungkan a menggunakan persamaan (20)

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

40

Aps fps As fy= 085 fc ab

79059 mm2 x 588537 MPa + 906832mm

2 x 390 MPa = 085 x 35 MPa x a x

4500 mm

a = 373974 mm

Perhitungan momen nominal lentur menggunakan persamaan (16) dengan nilai

= 08 dapat dijabarkan sebagai berikut

Mn = 08 Aps fps (d -a

2) As fy (d -

a

2)+

= 08 x 79059 mm2 x 588537 MPa (2520 mm-

373974 mm

2) +

906832 mm2 x 390 MPa (2520 mm-

373974 mm

2)

= 86842499 kN-m + 66008303 kN-m

= 108290509 kN-m

Mn = 93443330 kN-m gt Mu = 93134113 kN-m (OK memenuhi syarat)

-Tulangan Geser

Ag = 12876500 mm2

h = 2620 mm

d = h - d = 2620 mm ndash 100 mm = 2520 mm

= 4500 mm

Gaya geser u di tumpuan = 2011783 kN dan gaya aksial = 241249 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

c = (1 Nu

14 Ag ) (

radicf c

6) bwd

= (1 241249 kN

14 x 12876500 mm2 ) (

radic35

6) 4500 mm x 2520 mm

= 1118154 kN

c = 06 x 1118154 kN = 6708924 kN

u= n= c s

Berdasarkan perhitungan diketahui bahwa tahanan geser yang disumbangkan

oleh beton masih lebih kecil dibandingkan gaya geser ultimit yang terjadi

sehingga diperlukan tulangan geser

Kuat geser nominal tulangan yang diperlukan

s = ( u- c)

= (2011783 kN ndash 6708924 kN)06 = 1676113 kN

s = Av fy d

s

Luas tulangan geser yang diperlukan

Av= s

fy x d

s

Av= 1676113 kN x 10

3

390 MPa x 2520 mm

125 mm

= 2131808 mm2

Digunakan D-16 sehingga n= Av

1

4 D2

= 2131808 mm2

1

4 16

2=106 11 tulangan

Jumlah tulangan geser eksisting = 8-D16 dan 2-D25 OK

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

41

Selisih jumlah tulangan D-16 antara hasil perhitungan dengan eksisting sebanyak

3 tulangan telah ditutupi dengan penggunaan 2 tulangan D-25 pada eksisting

sehingga tulangan tersebut dikatakan memenuhi syarat

-Tulangan Torsi

gaya torsi = 1617885 kN-m

Nilai diasumsikan = 1034 MPa

Untuk penampang segiempat masif modulus puntir Jt= 04x2y

Jt = 04 x 45002 mm x 2620 mm

= 21222 x 106 Nmm = 21222 kN-m

Tc = Jt (03 radicf c)radic1

10 fpe

f c

= 21222 x 106 Nmm (03 radic35 MPa)radic1

10 x 1034 MPa

35

= 6485 x 1011

N-mm = 648487513 kN-m

Tc= 06 x 648487513 kN-m = 389092507 kN-m

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui bahwa nilai Tc lebih besar dari Tu

sehingga beton cukup kaku untuk menahan torsi (tidak diperlukan tulangan

torsi)

Pemeriksaan Kolom

Struktur kolom tidak hanya menerima beban aksial vertikal tetapi juga

momen lentur sehingga analisis kolom diperhitungkan untuk menyangga beban

aksial desak dengan eksentrisitas tertentu (Nasution 2009) Pada penelitian ini

analisis kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa

kapasitas tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur Beban

aksial dan momen yang diinputkan diperoleh dari program CSI Bridge Analisis

kolom dilakukan pada pier segmen 1 dan pier segmen 2 yang masing-masing

memiliki dimensi dan susunan tulangan yang berbeda

Gambar 30 Pemodelan Pier

Pier Segmen 1

Pier

Segmen 2

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

42

Pier Segmen 1

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1 dimana

aksial (P) maksimum 4181749 kN yang menghasilkan M33 sebesar 920863 kN-m

dan M22 sebesar 796380 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu M33 maksimum

sebesar 1862805 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar 218102 kN- m dan aksial

(P) sebesar 4326789 kN

Gambar 31 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 1

Dari data yang telah diinputkan diperoleh diagram interaksi seperti pada

Gambar 30 Terlihat baik pada kombinasi 1 dan 2 beban masih berada di area

tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan bahwa kombinasi pembebanan

mampu ditahan oleh pier sehingga pier dikatakan aman terhadap beban yang

bekerja

Gambar 32 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 1

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

43

Gambar 33 Diagram Interaksi Pier Segmen 1 untuk Kombinasi 2

Pier Segmen 2

Beban yang diinputkan terdiri dari 2 kombinasi dengan kombinasi 1

dimana aksial (P) maksimum 629513 kN yang menghasilkan M33 sebesar

38634 kN-m dan M22 sebesar 74265 kN-m Sedangkan kombinasi 2 yaitu

M33 maksimum sebesar 248387 kN-m yang menghasilkan M22 sebesar

73617 kN-m dan aksial (P) sebesar 721377 kN

Berdasarkan data yang inputkan diperoleh diagram interaksi pier untuk pier

segmen 2 sebagai berikut

Gambar 34 Input Data pada Program PCA Col untuk Pier Segmen 2

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

44

Gambar 35 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 1

Gambar 36 Diagram Interaksi Pier Segmen 2 untuk Kombinasi 2

Dari Gambar 33 dan 34 terlihat bahwa baik pada kombinasi 1 dan 2 beban

masih berada di area tekan (sisi dalam kurva) yang menunjukkan pier mampu

menahan kombinansi beban yang yang bekerja Berdasarkan hasil analisis

terhadap kapasitas pier tersebut dapat disimpulkan bahwa penggunaan tulangan

eksisting telah aman terhadap pembebanan yang telah memasukkan beban gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

45

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian terhadap struktur fly over P106-P107

(Sta7+38850 ~ Sta7+42425) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A

dapat disimpulkan bahwa

1 Kapasitas nominal struktur baik pada slab girder pier head dan pier aman

terhadap pembebanan ultimit yang telah memasukkan faktor gempa

berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010 Pada slab digunakan tulangan lentur

D19-150 Pada struktur girder tidak diperlukan tulangan lentur karena momen

nominal kontribusi tendon cukup menahan momen ultimit yang terjadi

Tulangan yang ada pada eksisting merupakan tulangan susut yang dipasang

untuk mencegah terjadinya retak pada beton

2 Jumlah tendon hasil perhitungan pada girder yang cukup menahan lentur

adalah 125 tendon (Ast = 987 mm2) Perbedaan dengan tendon eksisting yang

berjumlah 110 tendon dapat disebabkan karena adanya perbedaan dalam

pemodelan panjang girder serta perbedaan penggunaan asumsi kombinasi

beban ldquoDrdquo Tulangan geser girder D22-1325 pada area tumpuan dan D13-150

pada area lapangan cukup menahan gaya geser Baik pada girder dan pier

head gaya torsi yang terjadi cukup kecil dibandingkan dengan kapasitas

torsional penampang sehingga dapat diabaikan Pada struktur pier head

dengan menggunakan momen penampang kritis (Mcr) diperoleh kebutuhan

tendon sebanyak 264 tendon (Ast = 1387 mm2) dan menggunakan momen

maksimum diperoleh sebanyak 558 tendon sedangkan tendon eksisting

berjumlah 570 tendon sehingga dapat dikatakan struktur tidak didesain

menggunakan Mcr (menggunakan momen maksimum) Tulangan lentur yang

dibutuhkan adalah D32 dan tulangan geser D16

3 Hasil analisis pier (kolom) mengunakan program PCA Col menunjukkan gaya

akibat kombinasi pembebanan masih berada di area tekan diagram interaksi

sehingga kapasitas pier mampu menahan kombinasi beban yang telah

memasukkan faktor gempa

4 Secara keseluruhan struktur fly over P106-P107 Jalan Bebas Hambatan

Tanjung Priok Seksi E2-A aman terhadap beban gempa berdasarkan Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010

Saran

Perlu dilakukan analisis kehilangan gaya prategang akibat berbagai kondisi

seperti gesekan perpendekan elastik beton slip pengakuran susut dan rangkak

serta akibat relaksasi baja prategang Selain itu perlu juga dilakukan analisis

tegangan-regangan pada saat erection girder

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

46

DAFTAR PUSTAKA

[ASCE] American Society of Civil Engineers 2010 Minimum Design Loads for

Building and Others Structures (ASCE 07-2010) Virginia

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2004 Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan (RSNI T-12-2004) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2005 Standar Pembebanan untuk

Jembatan (RSNI T-02-2005) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2008 Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Jembatan (SNI 28332008) Jakarta

[BSN] Badan Standardisasi Nasional 2002 Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-3847-2002) Jakarta

Barker RM Puckett JA 2007 Design of Highway Bridges New Jersey John

Wiley amp SonsInc

Benaim R 2008 The Design of Prestressed Concrete Bridges New York Taylor

amp Francis

Supriyadi B Muntohar AS 2007 Jembatan Yogyakarta Beta Offset

Vis WC Kusuma GH 1993 Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang

Jakarta Erlangga

Kementerian Pekerjaan Umum 2010 Peta Hazard Gempa Indonesia Jakarta

Nasution A 2009 Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang Bandung ITB

Nawy EG 2001 Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar Ed ke-3 Jakarta

Erlangga

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

47

LAMPIRAN

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

48

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

49

LAMPIRAN 1

Peta Lokasi Proyek yang Ditinjau

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

50

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

51

51

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

52

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

53

LAMPIRAN 2

Grafik Bore Log

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

54

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

Ac1

N-value

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

L =

2

20

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

H =

3

5

m

55

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

56

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

57

LAMPIRAN 3

Potongan Melintang Fly Over dan Dimensi Pier

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

58

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

59

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

61

LAMPIRAN 4

Layout Tendon U Girder Tipe F

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

62

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

63

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

65

LAMPIRAN 5

Layout Tendon Pier Head

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

66

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

67

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

69

LAMPIRAN 6

Tulangan Deck Slab U Girder

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

70

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

71

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

73

LAMPIRAN 7

Tulangan Girder Tipe F

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

74

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

75

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

77

LAMPIRAN 8

Tulangan Pier Head

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

78

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

79

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

81

LAMPIRAN 9

Tulangan Pier

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

82

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

85

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page

87

RIWAYAT HIDUP

Yesy Ratna Sari lahir di Bengkayang 11 Juli 1991 dari

Ayah Sunyitno dan Ibu Juliana sebagai anak kedua dari enam

bersaudara Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Umum

Jakarta (1997-2003) kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 3

Singkawang (2003-2006) Penulis menamatkan SMA pada

tahun 2009 dari SMA Negeri 5 Depok dan pada tahun yang

sama diterima di Institut Pertanian Bogor Penulis memilih

Pogram Studi Teknik Sipil dan Lingkungan Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian

Selama masa kemahasiswaan penulis aktif dalam kegiatan organisasi

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB sebagai

divisi Riset dan Teknologi Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kepanitiaan

yaitu menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan Pekan Orientasi Mahasiswa Baru SIL

(Pondasi) 2012 Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur

Wilayah pada tahun 2012 Di samping itu penulis aktif memperlengkapi diri

melalui pelatihan software (SAP 2000 dan Autocad 2010) seminardiskusi

ldquoIndonesia International Infrastructure Conference and Exhibition 2012rdquo serta

kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor Penulis pernah

memperoleh beasiswa dari Japan Student Services Organization (JASSO) dan

telah menjadi salah satu perwakilan IPB dalam kegiatan KKN International SUIJI

Program pada tahun 2012 di Ehime Jepang

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementerian Pekerjaan Umum pada Poyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2-A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON JO dan Konsultan

Pengawas Katahira Pada tahun 2013 penulis bekerja sebagai Asisten Structure

Engineer pada Proyek fly over Simpang Jam Batam dan Proyek Perencanaan

Teknis Jembatan Wilayah II Sorong Papua Barat

  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • Blank Page
  • 83pdf
    • Page 1
      • Blank Page
      • Blank Page