6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Umum

Indonesia adalah negara kepulauan terluas di dunia dimana mencakup

17.000 pulau, dan terletak di garis khatulistiwa yang memiliki pancaran sinar

matahari sepanjang tahun. Indonesia terletak diantara jajaran benua besar di dunia

yaitu asia dan australia. Pulau-pulau tersebut juga terletak diantara selat bahkan

lautan besar seperti samudra hindia dan pasifik. Akumulasi dengan daratan

indonesia adalah sekitar 1,9 juta km2. Indonesia adalah negara terbesar diantara

negara-negara tetangga seperti Singapura, Malaysia, Timor Leste, Filiphina, Papua

Nugini. Populasi di indonesia adalah 222 juta berdasar data Badan Pusat Statistik

Republik Indonesia tahun 2006. Tak hanya itu, indonesia juga memiliki panjang

sungai yang tersebar di seluruh penjuru nusantara. Salah satu persebaran sungai

terpanjang di Indonesia adalah di pulau Kalimantan yaitu sungai Kapuas sepanjang

1143 km, sungai Mahakam sepanjang 920 km, sungai Barito sepanjang 900 km.

Kondisi daerah yang bervariasi yang dipisahkan oleh lembah dan sungai

menyebabkan kebutuhan akan jembatan sebagai sarana transportasi jembatan akan

sangat bermanfaat untuk menghubungkan daerah satu dengan yang lainnya.

Jembatan adalah suatu konstruksi yang gunanya meneruskan konektivitas

suatu rintangan yang tidak sebidang dan berada lebih rendah. Rintangan ini

biasanya berupa jalan air (sungai) atau jalan lalu lintas biasa (Struyk dan Veen,

1984). Dalam perencanaan dan perancangan jembatan sebaiknya juga

mempertimbangkan fungsi kebutuhan transportasi, persyaratan teknik dan estetika

arsitektural (supriyadi dan muntohar, 2007). Dalam merencanakan sebuah jembatan

terdapat beberapa pertimbangan dari segi ekonomis maupun teknik yang

disesuaikan dengan tingkat kebutuhan. Pada perkembangannya, berbagai macam

dan bentuk material jembatan mengalami perubahan sesuai dengan kemajuan ilmu

pengetahuan dan teknologi konstruksi terkini.

2.2. Pekembangan Jembatan Bentang Panjang di Indonesia

Indonesia sebagai negara berkembang telah melakukan pemerataan

infrastruktur penghubung seperti jalan dan jembatan selama beberapa dekade

terakhir. Berdasar dari UU No 38 tahun 2004 tentang jalan menyatakan bahwa

jalanan sebagai bagian dari sistem transportasi nasional mempunyai peranan

penting dalam mendukung bidang ekonomi, sosial dan budaya serta lingkungan dan

dikembangkan melalui pendekatan pengembangan wilayah agar tercapai

keseimbangan dan pemerataan pembangunan daerah, membentuk dan

memperkukuh kesatuan nasional, serta membentuk struktur ruang dalam rangka

mewujudkan sasaran pembangunan nasional yang merata. Hingga saat ini,

transportasi darat adalah moda transportasi yang paling dominan diantara yang

tersedia. Di Indonesia sekitar 90% dari 95 barang yang di distribusikan di Indonesia

ditopang oleh jalur darat. Dengan demikian, sejak tahun 1971 perkembangan jalan

di Indonesia telah mencapai 85.000 km menjadi sekitar 437.759 km pada akhir

tahun 2008 (Data Badan Pusat Statistik Indonesia). Adapun disepanjang jalan

nasional tersebut terdapat sekitar 88.000 jembatan dengan panjang total jembatan

mencapai 1000 km. terlepas dari hal tersebut, terdapat 28.000 jembatan berada di

sepanjang jalan nasional dan provinsi serta 60.000 jembatan lainnya terdapat di

jalan lokal dan perkotaan. Dari pandangan tersebut, sudah sangat jelas bahwa

jembatan memiliki peran yang strategi terhapad fungsi O&M (Operation and

Maintenance) sehingga dalam mengembangkan jembatan perlu investasi yang

begitu besar. Untuk mempercepat pengembangan tersebut dalam hal pemenuhan

infrastruktur, kebijakan pemerintah harus terarah pada pengembangan standarisasi

struktur atas jembatan (superstructure) dengan menyediakan standar perencanaan

yang final serta baku. Sehingga kedepan output yang dihasilkan merupakan hasil

karya berupa gambar konstruksi teknis dan dapat mudah di implementasikan di

lokasi konstruksi.

Tujuan utama standarisasi struktur atas jembatan (superstructure) adalah

menjamin bahwa kualitas produk yang dihasilkan oleh perencana dan memenuhi

persyaratan keamanan konstruksi jembatan. Alasan ini juga untuk menjawab

tantangan karena Indonesia memilik 88.000 jembatan yang sebagian besar

8

menyebrangi sungai kecil. Dari semua jembatan yang ada di sepanjang ruas jalan

nasional dan provinsi, jumlah jembatan yang menyebrangi sungai dengan lebar

sungai lebih dari 100 m kurang dari 2% dari total keseluruhan. Meskipun tidak

begitu banyak sungai dengan lebar yang besar dibandingkan dengan negara lainnya.

Maka dari itu, Indonesia telah lama mengembangkan teknologi struktural seperti

yang di implementasikan oleh penerapan struktur beton pratekan, struktur kabel,

rangka, dll. Untuk jembatan dengan bentang 60 m, konstruksi bangunan atas di

Indonesia biasanya mengikuti standar jembatan bina marga yang normal.

Sedangkan apabila jembatan yang memiliki bentang tidak standar memilki standar

perencanaan yang berbeda yang mengadopsi peraturan dari negara maju namun

tentunya standar tersebut tetap menyesuaikan kondisi geografis dengan negara

Indonesia. Pembangunan jembatan bentang panjang di Indonesia dimulai tahun

1960-an yaitu jembatan Ampera, jembatan panjang sistem gelagar menerus

dibangun dari tahun 1962 hingga 1965 di Palembang, Sumatra Selatan.

Pembangunan jembatan Danau Bingkuang di Riau juga memperkenalkan

konstruksi gelagar baja komposit menerus dari tahun 1968 sampai 1970 (Chen dan

Duan, 2014).

Konstruksi jembatan bentang panjang di Indonesia mengalami perkembangan

yang sangat signifikan dan menggunakan berbagai jenis konstruksi yang masih

tergolong baru, antara lain jembatan box girder, PCI Girder, jembatan pelengkung

beton (concrete arch bridge), jembatan pelengkung baja (steel arch bridge),

jembatan gantung, jembatan suspensi (suspension bridge). Jembatan jenis ini

adalah jembatan yang khusus dirancang untuk menjadi jembatan yang ekonomis

dan juga meninjau dari aspek estetika dan komprebilitas jembatan terhadap

lingkungan di sekitarnya (ramah lingkungan). Tren ini terus berkembang sesuai

dengan karakteristik geografis dan kebutuhan lalu lintas lokal. Sebagai contoh, lalu

lintas di pulau Jawa umumnya dirancang untuk melayani lalu lintas yang sangat

padat, menyebrangi sungai atau tepian sungai yang relatif lebih pendek atau sedang.

Sedangkan untuk beberapa wilayah di Kalimantan dan beberapa bagian di pulau

Sumatra, ada banyak sungai dengan bentang lebar serta memiliki lalu lintas air yang

padat. Namun lalu lintas jalan tidak sebesar di pulau Jawa sehingga karakteristik

9

jembatan harus mengakomodir ketersediaan jembatan dengan bentang dan

ketinggian yang cukup untuk mengakomodasi lalu lintas pelayaran. Berikut ini

perkembangan jembatan bentang panjang di Indonesia disajikan pada tabel 2.1.

Tabel 2. 1 Perkembangan jembatan bentang panjang di Indonesia

No Nama jembatan Lokasi

Bentang

utama

(main

span)

Total

panjang

Tahun

Pembuatan

1

Jembatan beton menerus

(continuous concrete

bridge)

Rantau berangin Riau 121 201 1972-1974

Rajamandala Jawa Barat 132 222 1972-1979

Serayu Kegugihan Jawa Tengah 128 274 1978-1985

Mojokerto Jawa Timur 62 230 1975-1977

Arakundo Aceh 96 210 1987-1990

Tonton-Nipah Riau Kepulauan 160 420 1995-1998

Setoko-Rempang Riau Kepulauan 145 365 1994-1997

Siti Nurbaya Sumatra Barat 76 156 1995-2002

Tukad Bangkung Bali 120 360 2006

Air Teluk II Sumatra Selatan 104 214 2006

Perawang Riau 180 1473 2007

2

Jembatan Baja Menerus

(Continuous Steel Bridge)

Ampera Sumatra Selatan 75 1100 1962-1965

Danau Bingkuang Riau 120 200 1968-1970

Siak I Riau 52 350 1975-1977

Kapuas Timpah Kalimantan Tengah 105 255 2010

3

Jembatan Pelengkung

Beton (Concrete Arch

Bridges)

Karebbe Sulawesi Selatan 60 60 1996

Serayu Cindaga Jawa Tengah 90 214 1993-1998

Rempang-Galang Riau Kepulauan 245 385 1995-1998

Besuk Koboan Jawa Timur 80 125 2000

Pangkep Sulawesi Selatan 60 84 2006

Bajulmati Jawa Timur 60 90 2007

4

Jembatan Pelengkung baja

(Steel Arch Bridges)

Malo Jawa Timur 128 178 2007

Ogan Pelengkung Sumatra Selatan 100 100 2008

Kahayan Hulu Kalimantan Tengah 80 160 2007

Kahayan Kalimantan Tengah 150 640 1995-2000

Rumbai Jaya Riau 150 780 2003

10

Tabel 2. 2 Perkembangan jembatan bentang panjang di Indonesia (lanjutan)

No Nama jembatan Lokasi

Bentang

utama

(main

span)

Total

panjang

Tahun

Pembuatan

Barito Hulu Kalimantan Tengah 150 561 2008

Martadipura Kalimantan Timur 200 560 2004

Mahulu Kalimantan Timur 200 800 2003

Palu IV Sulawesi Tengah 125 300 2006

Rumpian Kalimantan Selatan 200 754 2008

Batanghari II Jambi 150 1351 2009

Teluk Majid Riau 250 1650 2012

Siak III Riau 120 518 2011

Pela Kalimantan Timur 150 420 2010

Sei Tayan Kalimantan Barat 200 1420 2010

5

Jembatan Kabel (Cable-

Stayed Bridges)

Teuku Fisabilillah Riau Kepulauan 350 642 1998

Pasupati Jawa barat 106 2282 2005

Grand Wisata Overpass Jawa Barat 81 81 2007

Siak Indrapura Riau 200 1196 2007

Siak IV Riau 156 699 2009-2019

Sukarno Sulawesi Utara 120 622 2003-2015

Melak Kalimantan Timur 340 680 2008-sekarang

Galalapoka Maluku 150 1065 2011-2016

6

Jembatan Suspensi (

Suspension Bridges)

Bantar Lama Yogyakarta 80 235 1932

Membramo Papua 235 1082 1996

Barito Hulu Kalimantan Selatan 240 714 1997

Kutai Kertanegara Kalimantan Timur 270 1344 2001

Balang/Teluk Balikpapan Kalimantan Timur 708 1344 DED

7

Jembatan

Khusus/gabungan (Special

Bridge Project)

Kelok 9 Sumatra Barat 90 5000 2013

Jalan Layang Jakarta Utara Jawa Varies Varies Preliminary

Design

Suramadu Jawa Timur 434 5438 2005-2009

Selat Bali (Bali Strait) Jawa Timur-Bali 2000 2000 Preliminary

Design

Selat Sunda (Sunda Strait) Banten-Lampung 2200 29000 Preliminary

Design

Sumber: Buku Handbook of Bridge engineeering, Second Edition (2014)

Dari sekian banyak jenis jembatan yang memiliki bentang panjang (long

span bridge), salah satu yang masih menjadi andalan pemilihan jembatan bentang

panjang adalah jembatan pelengkung (arch bridge) terutama di daerah Kalimantan

yang secara geografis memiliki lebar sungai yang tidak biasa.

11

2.3. Klasifikasi Jembatan

Jenis jembatan berdasar fungsi, lokasi, bahan konstruksi, dan tipe struktur

sampai saat ini mengalami perubahan yang signifikan sesuai dengan perkembangan

zaman dan teknologi 4.0 yang semakin cepat, perkembangan tersebut dimulai dari

yang sederhana sampai yang rumit dan mutakhir. Adapun beberapa klasifikasi

jembatan adalah sebagai berikut:

1. Berdasar fungsinya, dapat dibedakan sebagai berikut:

a. Jembatan jalan raya (highway bridge)

b. Jembatan jalan kereta api (railway bridge)

c. Jembatan pejalan kaki atau penyebrangan orang (pedestrian bridge)

2. Berdasar lokasinya, dapat dibedakan sebagai berikut:

a. Jembatan diatas sungai, danau atau laut

b. Jembatan diatas lembah

c. Jembatan diatas jalan yang ada (flyover)

d. Jembatan diatas saluran irigasi/drainase (culvert)

e. Jembatan di dermaga (jetty)

3. Berdasar bahan konstruksinya, dapat dibedakan sebagai berikut:

a. Jembatan kayu (log bridge)

b. Jembatan beton (concrete bridge)

c. Jembatan beton prategang (presstressed concrete bridge)

d. Jembatan baja (steel bridge)

e. Jembatan komposit (composite bridge)

4. Berdasar tipe strukturnya, dapat dibedakan sebagai berikut :

a. Jembatan pelat (slab bridge)

b. Jembatan pelat berongga (voided slab bridge)

c. Jembatan gelagar (girder bridge)

d. Jembatan rangka (truss bridge)

e. Jembatan pelengkung (arch bridge)

f. Jembatan gantung (suspension bridge)

g. Jembatan kabel (cabble stayed bridge)

h. Jembatan kantilever (cantilever bridge)

12

5. Berdasar bentangnya, dapat dibedakan sebagai berikut:

a. Bentang pendek (small span bridge), panjang bentang hingga 15 m.

b. Bentang sedang (medium span bridge), panjang bentang hingga 75 m.

c. Bentang menengah (large span bridge), panjang bentang antara 50-150 m.

d. Bentang panjang (extra large span bridge), panjang bentang > 150 m.

6. Berdasar position-moveable

Berdasar buku bridge engineering, classification, design loading, and

analysis methods 2017. Jembatan bergerak adalah jembatan yang dapat bergerak

sesuai dengan lalu lintas pelayaran kapal tongkang dibawahnya (schneider, 1907).

Kentungan membuat jembatan ini adalah bentang utama dalam melakukan

pergerakan naik dan turun, sehingga dengan tipe jembatan seperti ini menyebabkan

biaya konstruksi semakin rendah karena tidak adanya dermaga yang tinggi dan

panjang (Teruhiko, 2017) . Adapun tipe jembatan position-moveable adalah sebagai

berikut:

a. Bascule bridge

b. Swing bridge

c. Lift bridge

7. Berdasar interspan relation, jembatan dapat dibedakan sebagai berikut:

a. Simply supported bridges

b. Continuous bridges

c. Cantilever bridges

8. Berdasar kondisi geometrik jembatan (geometric shape), jembatan dapat

dibedakan sebagai berikut:

a. Straight bridges

b. Skewed bridges

c. Curved bridges

2.4. Definisi Jembatan Busur Rangka (Arch Bridge)

Secara umum, jembatan busur rangka adalah sebuah jembatan yang

mempunyai bentuk struktur setengah parabola dengan abutmen di kedua sisi

jembatan. Struktur setengah parabola tersebut merupakan rangka utama dari

13

jembatan yang fungsinya menerima semua gaya-gaya yang bekerja pada jembatan.

Pada prinsipnya, konstruksi dari jembatan busur dapat memberikan reaksi

horizontal akibat beban vertikal yang bekerja. Desain lengkung akan mengalihkan

beban yang diterima lantai kendaraan jembatan menuju abutmen yang menjaga

kedua sisi jembatan agar tidak bergerak ke samping. Selain itu, bentuk busur

setengah parabola dimaksudkan untuk memungkinkan konstruksi tersebut dapat

menerima momen lentur lebih efisien bila dibandingkan dengan gelagal paralel

(diktat perkuliahan ITS jembatan bentang panjang, 2007). Jembatan busur sangat

cocok untuk lintasan dalam, dengan tebing curam berbatu, yang dapat berfungsi

sebagai tembok pangkal alami yang efisien, terutama dalam menerima komponen

horisontal dari reaksi busur.

Perencanaan jembatan tentunya harus memenuhi aspek ekonomis sebagai

acuan awal perencanaan. Adapun pada jembatan busur memiliki bentang yang

ekonomis sebesar ±300 m (soegihardjo, 2016). Maka jembatan ini merupakan tipe

jembatan yang umum digunakan untuk menyebrangi sungai-sungai di Indonesia

yang pada umumnya memiliki lebar ±300 m. Terlihat beberapa jembatan di

Indonesia yang sudah dibangun menggunakan tipe pelengkung yaitu jembatan

Ponulele di Palu yang membentang diatas Teluk Talise, jembatan di Riau dan yang

terakhir diresmikan di Pontianak yaitu jembatan Sei Tayan serta masih banyak lagi

jenis jembatan bentang panjang di Indonesia seperti yang sudah di jelaskan pada

sub bab sebelumnya.

2.5.Tata Cara Pemilihan Jembatan

Merencanakan sebuah jembaatn tentunya mempertimbangkan kondisi geografis

dan juga bentang yang cocok untuk dilakukan proses desain/preliminary design.

Berikut ini tata cara praktis pemilihan bentuk jembatan berdasar tipe dan bentang

(bridge engineering, classification, design loading, and analysis methods 2017)

14

Gambar 2. 1 Tata cara praktis pemilihan tipe jembatan berdasar bentang jembatan

(sumber: Bridge engineering, classification, design loading, and analysis methods 2017)

2.6. Sejarah Jembatan Pelengkung Baja di Indonesia (Steel Arch Bridge)

Berdasar buku Handbook of International Bridge Engineering, 2013,

survey yang telah dilakukan di beberapa negara perihal jembatan bentang panjang

memberikan informasi jembatan yang pernah dibangun di beberapa negara di dunia

salah satunya di Indonesia. Berikut ini beberapa jembatan bentang panjang tipe

busur rangka baja yang ada di Indonesia antara lain:

1. Jembatan Kahayan (640 m), Palangkaraya, Kalimantan Tengah (2000)

Jembatan Kahayan (Gambar 2.2), terletak di Kalimantan Tengah dimana

menghubungkan Palangkaraya-Buntok, konstruksi jembatan melintasi sungai

Kahayan, palangkaraya, Kalimantan Tengah. Jembatan ini di bangun dari tahun

1995 sampai 2002 dimana menghubungkan kota Palangkaraya ke Kabupaten Barito

Selatan dan Kabupaten Barito Utara. Jembatan memiliki panjang 640 m dengan

lebar 9 m ( 7 m untuk kendaraan dan 1 meter untuk pejalan kaki di kedua sisinya).

Jembatan ini memiliki 12 segmen dengan segmen utama jembatan terpanjang 150

m dimana berfungsi sebagai jalur pelayaran. Sungai Kahayan merupakan alur

pelayaran yang sibuk dengan kapal tongkang sehingga memerlukan tinggi bebas

jembatan setinggi 14 m dari ketinggian muka air maksimum dan 18 m dari muka

air normal.

15

Gambar 2. 2 Jembatan Kahayan (640 m), Palangkaraya, Kalimantan Tengah

(Sumber : pegipegi.com)

Gambar 2. 3 Tampak dan elevasi jembatan Kahayan, Palangkaraya, Kalimantan Tengah

(sumber: Handbook of International Bridge Engineering)

2. Jembatan Rumbai Jaya (710 m), Indragiri Hilir, Riau (2004)

Jembatan Rumbai Jaya (Gambar 2.4), membentang di sungai Indragiri pada

hulu sungai Indragiri, dimana jembatan ini menghubungkan Pekanbaru-

Tembilahan, jembatan ini adalah salah satu jembatan terpanjang yang berada di

provinsi Riau.

Gambar 2. 4 Jembatan Rumbai Jaya (710 m), Indragiri Hilir, Riau

(sumber: youtube.com, diakses 21 oktober 2019 )

Gambar 2. 5 Tampak jembatan Rumbai Jaya, Indragiri Hilir, Riau

(sumber: Handbook of International Bridge Engineering)

16

Jembatan Rumbai Jaya memiliki panjang total 710 m, dengan bentang

terpanjang adalah 120 m dengan lebar jembatan 7 m. struktur atas jembatan

menggunakan struktur pelengkung rangka baja (steel truss arch bridge). Jembatan

ini diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia pada 13 maret, 2004.

3. Jembatan Martadipura (569 m), Kota Bangun, Kalimantan Timur (2004)

Jembatan Martadipura (Gambar 2.6), berada di Kota Bangun, Kalimantan

Timur, merupakan jembatan ketiga yang memotong sungai Mahakam. Jembatan

Martadipura adalah jembatan kedua yang dibangun di Indonesia dengan jenis yang

sama, setelah jembatan Rumbai di Riau, dan jembatan dengan bentang terpanjang

yang pernah dibuat, bentang utama jembatan adalah 200 m. Jembatan memiliki

lebar 9 m dengan total panjang keseluruhan ditambah jembatan pendekat adalah

569 m. Tinggi clearance jembatan utama adalah 15 m. struktur atas jembatan

menggunakan konstruksi rangka baja (SM 490 YB) dengan tinggi tampang

lengkung 36 m. lantai jembatan menggunakan beton bertulang K-350 dan struktur

bawah menggunakan pile diameter 1000 mm.

Gambar 2. 6 Jembatan Martadipura (569), Kota Bangun, Kalimantan Timur

(sumber: wikipedia.org)

Gambar 2. 7 Tampak jembatan Martadipura, Kota Bangun, Kalimantan Timur

(sumber: Handbook of International Bridge Engineering)

4. Jembatan Barito Hulu (561 m), Puruk Cahu, Kalimantan Tengah (2008)

17

Jembatan Barito Hulu (Gambar 2.10), yang sekarang disebut sebagai

jembatan Merdeka, dimana melintasi sungai Barito, Puruk Cahu, Kota Murung

Raya (Mura), Kalimantan Tengah. Jembatan ini menghubungkan kota Puruk Cahu

dengan Muara Teweh, Kabupaten Barito Utara. Total panjang jembatan adalah 561

m dengan lebar lantai kendaraan 9 m, dengan konfigurasi busur rangka baja.

Jembatan didesain oleh PT. Perencanan Jaya, Jakarta, dan konstruksi dilaksanakan

selama 5 tahun (2003-2008). Struktur utama menggunakan jembatan busur rangka

baja, dengan bentang 62 m + 153 m + 62 m. Jembatan ini sepintas mirip dengan

jembatan Batanghari II, Jambi, Sumatra.

Gambar 2. 8 Jembatan Merdeka (561 m), Puruk Cahu, Kalimantan Tengah

(sumber: kompas.com)

Gambar 2. 9 Tampak jembatan Merdeka, Puruk Cahu, Kalimantan Tengah

(sumber: Handbook of International Bridge Engineering)

5. Jembatan Rumpiang (754 m), Barito Kuala, Kalimantan Selatan (2008)

Jembatan Rumpiang (Gambar 2.10) terletak di Sungai Barito, Kabupaten

Barito Kuala, Provinsi Kalimantan Selatan. Konstruksi jembatan dimulai pada 1

Desember 2003, dan proyek selesai pada 25 April 2009. Total panjang jembatan

adalah 754 m dengan lebar jembatan 9 m.

Secara umum jembatan ini menggunakan tipe rangka, bagian busur

jembatan dilakukan proses erection dengan menggunakan metode kantilever, maka

18

dari itu menggunakan metode tower sementara dengan memanfaatkan kabel

sebagai penerima beban sementara dengan metode kantilver

Gambar 2. 10 Jembatan Rumpiang (754 m), Barito Kuala, Kalimantan Selatan

(sumber: wikipedia.org)

Gambar 2. 11 Tampak jembatan Rumpiang, Barito Kuala, Kalimantan Selatan

(sumber: Handbook of International Bridge Engineering)

Pada bentang tengah jembatan dilakukan konstruksi tipe kantilever, setelah

rangkaian rangka busur telah selesai dikerjakan, selanjutnya dilakukan pemasangan

lantai jembatan beserta elemen pendukungnya.

6. Jembatan Mahulu (800 m), Samarinda, Kalimantan Timur (2008)

Jembatan Mahakam Ulu (Gambar 2.14), melintasi Sungai Mahakam,

menghubungkan antara Desa Loa Buah dan Sungai Kujang di Kabupaten

Sengkotek, Kalimantan Timur. Jembatan ini adalah salah satu dari lima jembatan

yang melintasi Sungai Mahakam, Jembatan Martadipura, Jembatan Kertanegara,

Jembatan Ulu Mahakam, Jembatan Mahkota I dan II (adalah merupakan jembatan

yang dilakukan proses konstruksinya pada April 2013). Jembatan ini memiliki

bentang 800 m dengan bentang tengah 200 m dengan lebar lantai kendaraan 11 m.

Jarak antara jembatan dengan elevasi permukaan air adalah 18 m. Proses konstruksi

jembatan terbagi menjadi dua segmen pekerjaan yaitu jembatatan pendekat

(approach span) dari Loa Janan (240 m), dan dari Loa Buah (360 m) dimana

19

menggunakan I-Girder Prategang, dan bentang utama jembatan menggunakan

busur rangka baja (200 m)

Gambar 2. 12 Jembatan Mahulu (800 m), Samarinda, Kalimantan Timur

(sumber: detik.com)

7. Jembatan Sei Tayan (1420 m), Tayan, Kalimantan Barat (2019)

Jembatan Sei Tayan (Gambar 2.15), adalah proyek jembatan yang berada di

Kecamatan Tayan, di desain untuk melintasi Sungai Kapuas dan menghubungkan

Kota Tayan dan Piasak, Kabupaten Sanggau, memiliki jarak sekitar 112 km dari

Kota Pontianak. Jembatan ini melintasi Pulau Tayan, dimana pulau ini merupakan

pulau kecil dengan luas 58 ha dengan penduduk sekitar 2100 jiwa. Jembatan ini

mengakomodasi alur transportasi kapal ferry. Jembatan ini merupakan rangkaian

jalan lingkar Kalimantan Selatan, dimana menghubungkan Kalimantan Barat dan

Kalimantan Tengah.

Jembatan Sei Tayan memiliki 2 bagian, dengan panjang total 1420 m

dengan lebar lantai kendaraan 11 m (4 lajur). Bagian jembatan yang pertama dapat

diakses dari sisi utara dari Pulau Tayan dengan bentang 280 m. Jembatan kedua,

dimana jembatan utama berada, menghubungkan Pulau Tayan dan Piasak dengan

bentang 1074 m. Jembatan utama menggunakan busur rangka baja dengan bentang

350 m, bentang jembatan di desain sebagai alur pelayaran yang sibuk pada sungai

ini. Jembatan ini telah diresmikan pada tahun 2019 oleh Presiden Republik

Indonesia Ir. Joko Widodo pada tahun 2019.

20

Gambar 2. 13 Jembatan Sei Tayan (1074 m), Pontianak, Kalimantan Barat

(sumber: kompas.com)

Gambar 2. 14 Tampak jembatan Sei Tayan, Pontianak, Kalimantan Barat

(sumber: Handbook of International Bridge Engineering)

2.7. Jembatan Busur Penyebrangan Orang Muara Teweh-Jingah

Pembangunan jembatan penyebrangan orang Muara Teweh-Jingah adalah

salah satu proyek yang digagas oleh Dinas Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat

Provinsi Kalimantan Tengah. Secara geografis pembanguanan jembatan ini

menghubungkan Kota Muara Teweh ke wilayah Jingah, jembatan ini bertujuan

untuk meningkatkan laju ekonomi pada daerah Jingah sehingga arus orang dan

barang menjadi lebih cepat dan murah. Jembatan ini memliki bentang total 300

meter dengan tinggi 29,3 meter serta lebar lantai kendaraan 6,2 meter. Secara

servicebility jembatan Muara Teweh-Jingah merupakan jalan yang difungsikan

hanya untuk pejalan kaki dan kendaraan roda 2. Tipe jembatan yang digunakan saat

ini adalah rangka busur baja tipe A Half Through Arch.

21

Gambar 2. 15 Proses konstruksi jembatan Muara Teweh-Jingah

(sumber: Hidayat, 2019)

2.8 Jenis-Jenis Jembatan Busur

Seperti jembatan lainnya, jembatan busur juga memiliki jenis-jenis yang

diklasifikasikan dengan beberapa jenis (O’Conor 1971). Dimana dalam beberapa

kasus dapat di klasifikasikan berdasar pengaturan strukturalnya, dll.

a) Menurut posisi relatif dek kendaraan

a. Deck arch bridges

Jembatan busur tipe deck arch, adalah jembatan yang memiliki lantai

kendaraan diatas puncak (crown) busur itu sendiri sehingga transfer beban langsung

disalurkan melalui sprandel ke pelengkung. Jembatan jenis ini dapat menahan gaya-

gaya dalam aksial dan lentur yang terjadi akibat beban lalu lintas diatasnya.

Jembatan jenis ini adalah tipe busur yang ideal digunakan untuk melintasi viaduk

dengan konstruksi batu gunung atau beton. Jarak antara lantai kendaraan dan busur

disebut dengan sparandel. Pemilihan jembatan ini juga berdasar dari jenis tanah

yang cukup untuk mengakomodasi perletakan jepit pada jembatan.

Gambar 2. 16 Deck arch bridge

(sumber: Chen dan Duan,2014)

22

b. Through arch bridges

Jembatan busur tipe Through arch bridge adalah jembatan yang memiliki

lantai kendaraan yang berada diantara springline busur. Secara umum gaya dari

girder jembatan disalurkan ke busur melalui hanger dengan menggunakan kabel/tie

rod. Jembatan jenis ini biasanya dipilih berdasar kondisi tanah eksisting yang

buruk. Girder dari jembatan biasanya menggunakan steel box girder atau

prestressed concrete girder, tergantung dari kekakuan dalam memikul beban yang

terjadi.

Gambar 2. 17 Through arch bridge

(sumber: Chen dan Duan, 2014)

c. A-Half – Through arch bridges

Jembatan busur tipe A-Half through arch, adalah jembatan yang memiliki

dek yang terletak diantara ketinggian busur. Dimana setengah busur terletak di atas

dek jembatan dan dibawah dek jembatan sehingga lantai kendaraan pada bentuk

busur ini berada diantara puncak dari busur dan kaki busur. Pada kasus seperti ini

sering dilakukan modifikasi dengan penambahan struktur setengah busur pada

bagian bawah jembatan sebagai pengaku dari busur utama jembatan.

Gambar 2. 18 A Half Through Arch

(sumber: Chen dan Duan, 2014)

23

Gambar 2. 19 Deck arch dan A half through arch (jembatan Komagata, Tokyo)

(sumber: Lin, 2017)

Gambar 2. 20 A through arch, jembatan Kachidoki-Bashi, Tokyo)

(sumber: Lin,2017)

b) Menurut perletakan

Menurut buku bridge engineering handbook second edition, fundamental

2014, jembatan busur dapat dikasifikasikan menjadi beberapa jenis perletakan

antara lain :

a. Three-hinged arch

b. Two-hinged arch

c. Multi-hinged arch

d. Fixed arch

Gambar 2. 21 (a) three hinged arch, (b) two hinged arch, (c) Fixed arch

(sumber: teruhiko, 2017)

24

Gambar 2. 22 Multi-hinged arch

(sumber: Teruhiko, 2017)

c) Menurut pengaturan hanger

Menurut buku bridge engineering handbook second edition, Fundamental

2014, jembatan busur dapat diklasifikasikan berdasar pengaturan hanger, dengan

beberapa tipe antara lain:

a. Vertical-hanger arch

b. Nielsen arch

c. Network arch

Gambar 2. 23 Klasifikasi jembatan busur berdasar pengaturan hanger (a) vertical-hanger arch

bridge, (b) nielsen arch bridge, (c) network arch bridge,

(sumber: Bridge engineering handbook second edition, fundamentals, 2014)

d) Menurut rib form

Menurut buku bridge engineering handbook second edition, Fundamental

2014, jembatan busur dapat diklasifikasikan berdasar rib form busur dengan

beberapa tipe antara lain :

a. Paralel-rib arch bridge

b. Single-rib arch bridge

c. Open arch bridge

d. Backet-handle-like arch bridge

25

Gambar 2. 24 Klasifikasi jembatan busur berdasar rib form (a) paralel-rib arch bridge, (b) single-

rib arch bridge, (c) open arch bridge dan (d) basket-handle-like arch bridge

(sumber: Bridge engineering handbook second edition, fundamentals, 2014)

2.9. Tata Cara Pemilihan Bentuk Busur

Sebelum melakukan proses preliminary design terhadap bentuk busur yang

akan diterapkan pada saat proses konstruksi, maka ada beberapa hal yang perlu

dipertimbangkan antara lain sebagai berikut :

a) Kondisi Geologi Tanah Dasar

Ditinjau dari segi geologi tanah dasar dari jembatan yang akan dibangun

maka terdapat beberapa pertimbangan antara lain sebagai berikut :

a. Tebing yang memiliki ketinggian yang curam, tinggi serta kondisi tanah

yang bagus maka lebih cocok mengguanakn tipe busur dengan lantai

kendaraan diatas (deck arch)

b. Bila kaki busur dari jembatan yang dikehendaki terendam air, maka

jembatan yang cocok digunakan adalah A Half Through arch

c. Kondisi tanah yang kurang baik, untuk menerima gaya lateral sebaiknya

menggunakan jembatan jenis A Half Through Arch.

b) Bentang Jembatan

Kondisi panjang rentang jembatan menentukan tipe jembatan yang akan

digunakan, berikut ini beberapa pertimbangan antara lain :

a. Bentang jembatan 60-250 meter, sebaiknya menggunakan busur dinding

penuh (box girder) atau rangka.

b. Bentang jembatan 250-500 meter, sebaiknya menggunakan tipe rangka pada

busur.

26

c) Tingkat Beban

Penentuan kelas jembatan juga berpengaruh terhadap bentuk busur yang

digunakan, berikut ini beberapa pertimbangan pemilihan bentuk busur berdasar

tingkat beban.

a. Apabila beban yang ditopang oleh jembatan besar, maka dapat

menggunakan busur rangka baja.

b. Apabila beban yang ditopang oleh jembatan tidak terlalu besar, maka dapat

menggunakan busur dengan tipikal dinding penuh atau profil box.

d) Keindahan/estetika

Secara fungsi/serviceability jembatan tidak hanya mengakomodir sebagai

alat penunjang transportasi, namun juga harus memberikan estitka yang baik

sehingga bisa menjadi landmark. Berikut ini beberapa pertimbangan pemilihan

bentuk busur berdasar keindahan/ estetika:

a. Busur dengan penampang tengah lebih kecil memberikan kesan langsing

b. Penambang busur yang berupa dinding penuh memberikan kesan tenang

c. Struktur busur yang berupa rangka baja kantilever memberikan kesan

megah pada jembatan.

e) Clearance Jembatan

Ditinjau dari clearance jembatan, terbagi menjadi dua antara lain clearance

diatas jembatan utama dan clearance dibawah jembatan. Clearance diatas

permukaan jembatan adalah untuk mengakomodasi ketinggian dari kendaraan yang

akan melintasi jembatan. Sedangkan clearance dibawah jembatan secara umum

diukur dari permukaan air dibawah jembatan (atau tanah,jika jembatan tidak

menyebrangi sungai), ke bagian bawah struktur jembatan. Dalam merencanakan

jembatan harus meninjau mean highest high water (MHHW) sebagai pengukuran

clearance yang paling konservatif. Selain itu, perhitungan yang bisa dilakukan

dalam merencanakan clearance jembatan adalah keamanan jembatan terhadap lalu

lintas pelayaran dibawahnya (Tehuriko, 2017).

27

2.10. Elemen Struktur Atas (Superstructure) Jembatan Busur

Terdapat beberapa elemen pendukung yang menyusun struktur atas

(superstucture) dari jembatan busur A-Half Through Arch antara lain sebagai

berikut:

a. Trotoar

b. Tiang railing dan pipa sandaran

c. Lantai kendaraan jembatan

d. Gelagar memanjang

e. Gelagar melintang/diafragma

f. Ikatan angin/Ikatan lateral

g. Tali penggantung/hanger

h. Rangka utama (rangka busur)

i. Tumpuan/bearing

j. Sambungan

2.11. Karakteristik material

Jembatan tipe A-Half Through Arch merupakan jembatan rangka yang

memiliki material penyusun seperti baja dan beton, tentunya dalam merencanakan

sebuah jembatan penting untuk mengetahui perilaku material tersebut terhadap

hasil pengujian yang dipersyaratkan.

2.11.1. Baja (Steel)

Kriteria perencanaan struktur adalah memenuhi syarat kekuatan, kekakuan

dan daktilitas. Kekuatan terkait dengan besarnya tegangan yang mampu di pikul

tanpa mengalami kerusakan, baik berupa deformasi (yielding) atau fracture

(terpisah). Parameternya berupa tegangan leleh dan tegangan ultimate. Faktor

kekakuan adalah besarnya gaya yang diperlukan untuk menghasilkan satu unit

deformasi, parameternya adalah modulus elastisitas. Faktor daktilitas terkait

dengan besarnya deformasi sebelum keruntuhan (failure) terjadi, satu faktor

penting dalam perencanaan struktur dengan pembebanan tak terduga atau sulit

diprediksi (gempa atau angin). Maka dari itu dengan parameter kekuatan, kekakuan

28

dan daktilitas digunakan untuk pemilihan material konstruksi maka dapat dengan

mudah ditentukan bahwa material baja adalah material yang unggul dibandingkan

beton atau kayu. Selain itu baja merupakan produk turunan industri sehingga

kualitas produk material dapat dikontrol sebaik mungkin.

Secara umum, karakteristik material baja dapat diukur berdasar kurva

engineering stress-strain adalah kurva σ-ε yang umum dipakai dalam perencanaan

rekayasa. Kurva didapat melalui konversi data pengujian (P-Δ) dengan data

geometri (A dan L) kondisi awal. Dari kurva tersebut maka dapat ditentukan

parameter berikut ini:

Gambar 2. 25 Parameter penting kurva σ-ε

(sumber: diktat struktur baja UGM, 2016)

Gambar 2. 26 Kurva stress-strain beberapa jenis material

(sumber: Barker, 2007)

29

Kurva engineering stress-strain, selanjutnya disebut kurva σ-ε atau kurva

tegangan-regangan saja. Pada kurva tersebut, segmen OA berupa garis lurus,

kemiringannya adalah modulus elastis, E= σ-ε, atau konstanta numerik yang

menunjukkaan besarnya kekakuan elastis. Kondisi elastis jika deformasinya tidak

permanen, dapat kembali ke kondisi awalnya jika beban dihilangkan. Oleh karena

itu ,umumnya batas elastis disamakan dengan batas proporsional. Jika batas elastis

tercapai,selanjutnya kondisinya menjadi plastis, atau inelastis, dimana jika terjadi

deformasi akan bersifat permanen. Kurva σ-ε berasal dari hasil pengujian dimana

titik regangan lelehnya tidak jelas. Oleh sebab itu, untuk menentukan perlu dibuat

garis bantu baru sejajar OA, offset sebesar 0,2% (0,002), sampai memotong kurva

σ-ε dititik fy, sehingga pada titik inilah yang disepakati sebagai tegangan leleh atau

kuat leleh.

Jika diperhatikan, karakter perilaku material baja konstruksi pada dasarnya

mirip, bahkan untuk kondisi elastis adalah sama. Perbedaan baru akan terlihat

ketika kondisi inelastis mulai terjadi, yaitu terjadinya leleh (yielding). Oleh sebab

itu perbedaan mutu baja ditentukan oleh kuat leleh (fy) dan kuat tarik (fu)

materialnya. Fenomena leleh (yield) berperan penting pada daktilitas struktur, dan

dapat menyebabkan redistribusi tegangan saat inelastis. Oleh sebab itu pemakaian

baja mutu tinggi, yang terbatas kemampuan lelehnya, harus dihindari dipakai pada

bagian yang beresiko tinggi yang mengalami inelastis (gempa). Maka dari itu salah

satu alasan mengapa analisis plastis dibatasi untuk baja mutu sampai 450 MPa saja

(AISC 2010 dan AASHTO 2017).

Gambar 2. 27 Kurva σ-ε tipikal baja konstruksi

(sumber: engrzohaibahmed.com)

30

Untuk semua jenis baja, modulus elastis (E) adalah 200.000 MPa, dan

tangent modulus kondisi strain-hardening, adalah sekitar 1/30 an kali kondisi

elastisitasnya, yaitu 6700 MPa. Kurva σ-ε mewakili baja mutu biasa, dimana

kondisi leleh terlihat jelas, sebagai segmen horisontal pada kurva. Kondisi elastis

dibatasi sampai tegangan leleh, fy. Jika ditentukan kondisi tegangannya konstan,

hanya ada pertambahan regangan sampai mulai terjadi strain-hardening. Jika beban

diteruskan maka tegangannya akan meningkat sampai leleh maksimum, dan disebut

kuat tarik atau kuat batas (ultimate) fu.

Adapun sifat mekanis dari material baja dalam perencanaan harus

memenuhi persyaratan minimum sesuai yang disajikan pada tabel dibawah ini

(RSNI T-03-2005).

Tabel 2. 3 Sifat mekanis baja

Jenis Baja Tegangan Putus minimum,

fu (Mpa)

Tegangan leleh

minimum, fy (Mpa)

Peregangan minimum

(%)

BJ 34 340 210 22

BJ 37 370 240 20

BJ 41 410 250 18

BJ 50 500 290 16

BJ 55 550 410 13

Sumber : RSNI T-03-2005

Tabel 2. 4 Sifat mekanis baja lainnya

Indikator Nilai

Modulus elastisitas (E) 200.000 Mpa

Modulus geser (G) 80.000 Mpa

Angka poisson () 0,3

Koefisien pemuaian () 12 x 10-6 per C

Sumber : RSNI T-03-2005

2.11.2. Beton (Concrete)

Beton (concrete) merupakan material konstruksi yang paling banyak

digunakan di Indonesia. Material ini merupakan campuran agregat kasar serta

agregat halus yang diikat oleh campuran komposisi kimia seperti semen.

Penggunaan material beton banyak digunakan di Indonesia karena material yang

tersedia di alam sangat melimpah. Secara umum, beton memiliki karakteristik

memiliki daya tahan terhadap tekan sangat baik dan rendah terhadap tarik. Kuat

tekan beton dapat bervariasi tergantung dari perbandingan campuran antara semen,

31

agregat kasar, agregas halus, dan air serta berbagai jenis campuran (admixures) dan

juga lama serta kualitas perawatan. Faktor lain adalah FAS (faktor air semen)

merupakan faktor utama didalam menentukan kekuatan beton. Untuk beton normal,

maka kekuatan uji yang tersedia disepakati sebesar 80 % dari kekuatan uji yang

terjadi (ACI,2014).

Gambar 2. 28 Proses transfer gaya yang terjadi pada beton

(sumber: civilengineeringforum.me)

Dalam uji tarik beton itu sendiri biasanya sekitar 10 % sampai dengan 20 %

dari kuat tekan tersedia, dimana proses pengujian tarik dilakukan dengan tes

pembelahan silinder. Sedangkan modulus elastisitas dari beton juga tergantung dari

mutu beton. Modulus elastisitas beton juga berpengaruh terhadap umur beton, sifat-

sifat dari agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran benda uji.

Untuk lebih jelasnya, maka karakteristik beton biasanya diimplementasikan dalam

bentuk diagram tipikal regangan beton dengan modulus awal beton secara praktis

dianggap linear atau disebut dengan tangent modulus.

Gambar 2. 29 Diagram tipikal tegangan dan regangan uji tarik dan tekan beton

(sumber: hindawi.com)

Modulus elastis dari beton biasanya terjadi pada 25% sampai 50 % dari

kekuatan hancur beton (fc), sehingga diambil sebagai modulus elastis beton, setelah

32

mendekati 70 % kekuatan hancur (fc), maka material beton memiliki banyak

kehilangan kekuatannya sehingga diagram tegangan dan regangan tidak linear lagi.

Pada beban batas, terjadi retak yang searah beban dengan benda uji silinder akan

hancur dan selanjutnya kekuatan beton akan turun secara tajam dan regangan batas

umurnya berkisar antara 0,003 sampai 0,004.

2.12. Filosofi Desain (Metode LRFD/ Load Factor Resistance Design)

Konsep Load Resistance Factor Design (LRFD), pada struktur baja

menyatakan bahwa beban yang dipakai pada LRFD adalah beban yang telah

dikalikan dengan suatu load factor tertentu yang didapatkan dari hasil penelitian

secara statistik serta telah dijadikan peraturan/code sesuai dengan instansi yang

berwenang. Penggunaan faktor beban tentunya tergantung dari tingkat resiko dari

beban tersebut sehingga faktor beban nilainya selalu ≥ 1,0. Demikian juga dengan

kekuatan dari material/ struktur itu perlu dilakukan reduksi terhadap kekuatan

material/ struktur. Pengurangan kekuatan material disebabkan karena

ketidaksempurnaan proses fabrikasi/ instalasi dsb. Maka dari itu, faktor reduksi

kekuatan material nilainya selalu < 1,0. Adapun analisa struktur dapat dilakukan

secara elastis maupun plastis. Namun tetap merujuk kondisi keadaaan batas struktur

(ultimate) berupa : kondisi leleh, tekuk, dan putus/fraktur. Adapun perencanaan

struktur dan komponen-komponen dilakukan dengan memenuhi persyaratan

sebagai berikut :

ϕRn ≥ Σ ηi γi Qi ........................................................................................... (2.1)

Dimana :

Rn` : adalah kuat nominal dari struktur, diambil dari skenario kegagalan

(kondisi ultimate) yang paling mungkin terjadi.

ϕ : faktor keamanan untuk kekuatan nominal struktur (faktor reduksi struktur)

Σ ηi γi Qi: adalah kombinasi jenis beban yang dipikul oleh struktur rencana.

Dimana faktor keamanan diberlakukan baik terhadap beban maupun

kekuatan struktur.

33

2.13. Pembebanan Jembatan

Pembebanan pada jembatan harus direncanakan sesuai dengan peraturan

yang berlaku, adapun standar pembebanan yang digunakan adalah SNI 1725:2016

dan disesuaikan dengan AASHTO LRFD Bridge Design Spesifications 8th Edition

2017. Pada perencanaan jembatan, pembebanan harus memperhitungkan aksi

beban rencana yang digabungkan satu dengan yang lainnya sesuai dengan

kombinasi perencanaan yang diisyaratkan dalam perencanaan jembatan. Aksi yang

terjadi pada jembatan akan memberikan gaya-gaya dalam pada sebuah struktur

sehingga dengan hasil reaksi tersebut dapat diperkirakan dimensi rencana yang

ekonomis dari jembatan sesuai dengan beban yang bekerja. Maka dari itu dalam

penentuan faktor pembebanan dan kombinasi dari pembebanan harus memenuhi

persamaan (SNI 1725:2016 pasal 5) :

Q = Σ ηi γi Qi ............................................................................................... (2.2)

Dengan mempertimbangkan hal-hal berikut ini:

Untuk beban-beban dengan nilai maksimum γi , maka faktor pengubah

respon digunakan sebesar:

ηi =ηD ηR ηI ≥ 0,95 ...................................................................................... (2.3)

Untuk beban-beban dengan nilai minimum γi maka faktor pengubah reson

digunakan sebesar:

ηi = 1

ηD

ηR

ηI

≤ 1................................................................................................ (2.4)

Dimana:

ηi : adalah faktor pengubah respon, termasuk daklititas, redudansi dan

kepentingan operasional

ηD : adalah faktor pengubah respons berkaitan dengan daktilitas

ηR : adalah faktor pengubah respons berkaitan dengan redudansi

ηI : adalah faktor pengubah respons berkaitan dengan daktilitas

γi : adalah faktor beban

Qi : adalah gaya yang bekerja pada jembatan

34

1. Daktilitas

Jembatan harus diporsi agar perilaku deformasi inelastis pada keadaan batas

ultimit dan ekstrim sebelum mengalami kegagalan. Perangkat disipasi energi

gempa dapat digunakan untuk menggantikan sistem pemikul beban gempa, maka

dari perhitungan faktor pengubah respon sebaiknya dipertimbangkan pada keadaan

batas ultimit, maka (SNI 1725:2016):

ηD = 1,05 (untuk komponen tidak daktail dan sambungan)

ηD = 1,00 (untuk perencanaan konvensional serta pedetailan yang mengikuti

peraturan)

ηD = 0,95 (untuk komponen-komponen dan sambungan yang telah dilakukan

tindakan tambahan untuk meningkatkan daktilitas lebih dari peraturan

yang diisyaratkan pada peraturan ini)

ηD = 1,00 (untuk keadaan batas lain yang termasuk keadaan batas ekstrim/gempa)

2. Redudansi

Jenis pembebanan yang terjadi secara terus menerus harus digunakan

kecuali dengan alasan kuat yang mengharuskan untuk tidak menggunakan struktur

tersebut. Untuk keadaaan batas ultimit maka:

ηR = 1,05 (untuk komponen no redundan)

ηR = 1,00 (untuk komponen dengan redudansi konvensional)

ηR = 0,95 (untuk komponen dengan redudansi melampaui kontiunitas girder

dan penampang torsi tertutup)

ηR = 1,00 (untuk keadaan batas lain yang termasuk keadaan batas ekstrim/

gempa)

3. Kepentingan operasional

Dalam menentukan jenis kepentingan operasional harus dilakukan oleh

otoritas yang berwenang terhadap jaringan transportasi dan mengetahui kebutuhan

operasional:

35

Untuk keadaan batas ultimit maka:

ηI = 1,05 (untuk jembatan penting atau sangat penting)

ηI = 1,00 (untuk jembatan tipikal)

ηI = 0,95 (untuk jembatan kurang penting)

ηI = 1,00 (untuk jembatan kurang penting)

2.13.1. Beban Permanen

Berdasar AASHTO 2017, beban permanen adalah beban penyusun dari

jembatan yang sifatnya tetap atau tidak berubah, beban permanen termasuk

didalamnya adalah komponen struktur, beban mati tambahan/utilitas, wearing

surface/lapisan permukaan jalan, overlay aspal jembatan, dan rencana pelebaran

jembatan (planned widenings). Berat dari bagian tersebut adalah massa dikalikan

dengan percepatan gravitasi. Kerapatan massa memberikan unit kg/m3 dan kg/mm.

untuk konversi satuan menjadi N/m3 maka kerapatan massa harus dikalikan dengan

percepatan gravitas g = 9,8066 m/sec2 dan satuan akan menjadi kg m/sec2 sebagai

satuan newton. Adapun besarnya kerapatan massa material secara umum dijelaskan

pada tabel 2.4.

Tabel 2. 5 Berat jenis permanen

No Bahan Berat isi

(kN/m3)

Kerapatan Massa

(Kg/m3)

1 Lapisan permukaan beraspal (bituminous

wearing coarse) 22 2245

2 Besi Tuang (cast iron) 71 7240

3 Timbunan tanah dipadatkan (compacted sand,

silt or clay) 17,2 1755

4 Kerikil dipadatkan (rolled gravel, macadam

or ballast) 18,8-22,7 1920-2315

5 Beton aspal (asphalt concrete) 22 2245

6 Beton ringan (light concrete) 12,25-19,60 1250-2000

7 Beton F'c ≤ 35 MPa 2320

35 < F'c ≤ 150 MPa 2240 + 2,29 F'c

8 Baja (steel) 78,5 7850

9 Kayu (wood) 7,8 800

10 Kayu keras (hard wood) 11,0 1125

Sumber: SNI 1725:2016

36

2.13.1.1. Berat Sendiri (MS)

Berdasar SNI 1725:2016, berat sendiri adalah berat bagian dari elemen-

elemen struktural lain yang dipikulnya, termasuk dalam hal ini adalah berat dari

material jembatan yang merupakan elemen struktural jembatan. Adapun elemen

nonstruktural jembatan juga termasuk dalam pembebanan ini. Berikut ini faktor

pembebanan yang digunakan terhadap berat sendiri disajikan pada tabel 2.5.

Tabel 2. 6 Faktor beban untuk berat sendiri

Tipe

Beban Bahan

Faktor Beban (γMS)

Keadaaan Batas Layan

(γSMS)

Keadaan Batas Ultimit (γUMS)

Biasa Terkurangi

Tetap

Baja 1,00 1,10 0,90

Aluminium 1,00 1,10 0,90

Beton Pracetak 1,00 1,20 0,85

Beton dicor di tempat 1,00 1,30 0,75

Kayu 1,00 1,40 0,70

Sumber: SNI 1725:2016

2.13.1.2. Beban Mati Tambahan/ Utilitas (MA)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen nonstruktural, dan besarnya dapat

berubah selama umur jembatan. semua jembatan harus direncanakan untuk bisa

memikul beban tambahan yang berupa aspal beton setebal 50 mm untuk pelapisan

kembali di kemudian hari kecuali ditentukan oleh instansi berwenang. Selanjutnya

pengaruh alat pelengkap dan sarana umum yang ditempatkan pada jembatan harus

dihitung seakurat mungkin. Berat pipa saluran air bersih, saluran air kotor dan

lainnya harus ditinjau pada keadaan kosong dan penuh sehingga dapat

diperhitungkan kondisi paling berbahaya pada jembatan. berikut ini faktor

pembebanan untuk beban mati tambahan/ utilitas (MA) disajikan dalam tabel 2.6.

Tabel 2. 7 Faktor beban untuk beban mati tambahan/utilitas

Tipe

Beban Bahan

Faktor Beban (γMA)

Keadaaan Batas Layan (γSMA)

Keadaan Batas Ultimit

(γUMA)

Biasa Terkurangi

Tetap Umum 1,00(1) 2,00 0,70

Khusus (terawasi) 1,00 1,40 0,80

Catatan (1) : Faktor beban layan sebesar 1,3 digunakan untuk berat utilitas

Sumber: SNI 1725:2016

37

2.13.1.3. Beban Tetap Pelaksanaan

Beban tetap pelaksanaan adalah beban yang disebabkan oleh metode dan

urutan pelaksanaan pekerjaan jembatan. Beban ini biasanya mempunyai kaitan

terhadap beban aksi lainnya. Maka dari itu beban ini harus dikombinasikan terhadap

pengaruh beban yang terjadi. Berikut ini faktor pembebanan beban tetap

pelaksanaan yang disajikan dalam tabel 2.7.

Tabel 2. 8 Faktor beban akibat pengaruh pelaksanaan

Tipe

Beban

Faktor Beban (γPL)

Keadaaan Batas Layan (γSPL) Keadaan Batas Ultimit (γUPL)

Biasa Terkurangi

Tetap 1,00 1,00 1,00

Sumber: SNI 1725:2016

2.13.2. Beban Lalu Lintas

Beban lalu lintas pada perencanaan jembatan terdiri dari beban lajur “D”

dan beban truk “T”. Beban lajur “D” bekerja pada seluruh jembatan lebar kendaraan

dan menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekivalen dengan suatu iring-

iringan kendaraan yang sebenarnya. Jumlah total beban lajur “D” yang bekerja

tergantung pada lebar jalur kendaraan itu sendiri

Beban truk “T” adalah satu kendaraan berat dengan 3 gandar yang

ditempatkan pada beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana. Tiap gandar

terdiri atas dua bidang kontak pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi

pengaruh roda kendaraan berat. Hanya satu truk “T” diterapkan per lajur lalu lintas

rencana.

Secara umum, beban “D” akan menjadi beban penentu dalam perhitungan

jembatan yang mempunyai bentang sedang sampai panjang, sedangkan beban “T”

digunakan untuk bentang pendek dan lantai kendaraan. Dalam keadaan tertentu

beban “D” yang nilainya telah diturunkan atau dinaikkan dapat digunakan kembali.

2.13.2.1. Beban Lajur “D” (TD)

Beban lajur “D” terdiri atas beban terbagi rata (BTR) yang digabung dengan

beban garis (BGT). Dalam menentukan nilai itensitas beban pada “D”, terbagi

38

menjadi dua yaitu beban terbagi rata (BTR) yang mempunyai itensitas q kPa dengan

besaran q tergantung pada panjang total yang dibebani L yaitu sebagai berikut:

jika L ≤ 30 m: q = 9,0 kPa………………………………………………....(2.5)

jika L > 30 m: q = 9,0 (0,5+15

L) kPa ........................................................... (2.6)

Dimana:

q : adalah itensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang

jembatan (kPa)

L : adalah panjang total jembatan yang dibebani (m)

Sedangkan beban garis terpusat (BGT) dengan itensitas p kN/m harus

ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas pada jembatan. besarnya itensitas

p adalah 49,0 kN/m. Untuk mendapatkan momen lentur negatif maksimum pada

jembatan menerus, BGT kedua yang identik harus ditempatkan pada posisi dalam

arah melintang jembatan pada bentang lainnya. Berikut ini ilustrasi beban “D” pada

gambar 2.33.

Gambar 2. 30 Ilustrasi beban lajur "D"

(sumber: Penulis)

Distribusi beban dalam arah melintang digunakan untuk memperoleh

momen geser dalam arah longitudinal pada gelagar jembatan. Hal ini dilakukan

dengan mempertimbangkan beban lajur “D” tersebar pada seluruh lebar balok

(tidak termasuk parapet, kerb dan trotoar) dengan itensitas 100 % untuk panjang

bentang terbebani. Adapun faktor beban yang digunakan untuk beban lajur “D”

yang disajikan dalam tabel 2.8.

39

Tabel 2. 9 Faktor beban untuk lajur "D"

Tipe

Beban Jembatan

Faktor Beban (γTD)

Keadaaan Batas Layan (γSTD) Keadaan Batas Ultimit

(γUTD)

Transien Beton 1,00 1,80

Boks Girder Baja 1,00 2,00

Sumber: SNI 1725:2016

2.13.2.2. Beban Truk “T” (TT)

Beban truk “T” adalah beban lalu lintas yang bekerja pada struktur lantai.

Beban truk “T” menurut peraturan SNI 1725:2016 tidak dapat digunakan

bersamaan dengan beban “D”. penggunaan beban truk hanya terbatas untuk

perencanaan pelat lantai. Adapun faktor beban untuk beban “T” disajikan dalam

tabel berikut ini.

Tabel 2. 10 Faktor beban untuk beban "T"

Faktor beban untuk beban lajur "T"

Tipe Beban Jembatan

Faktor Beban (γTT)

Keadaaan batas layan

(γSTT) Keadaan batas ultimit (γUTT)

Transien Beton 1,00 1,80

Boks Girder Baja 1,00 2,00

Sumber: SNI 1725:2016

Gambar 2. 31 Pembebanan truk "T" (500 kN)

(Sumber: SNI 1725:2016)

40

Besarnya pembebanan truk “T” pada struktur lantai yang terdiri atas truk

semi-trailer yang mempunyai susunan dan berat gandar seperti pada gambar xx.

Berat tiap-tiap gandar disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang

merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai, dimana jarak antar

gandar dapat dimodifikasi dari 4 m sampai 9 m.

Adapun posisi penyebaran dari pembebanan truk “T” dalam arah melintang

dapat diletakkan pada satu jalur lalu lintas rencana. Sedangkan untuk jembatan

bentang panjang dapat diletakkan lebih dari satu lalu lintas rencana. Ban dari

kendaraan yang menyentuh permukaan struktur pelat lantai terdiri dari satu atau

dua yang diasumsikan mempunyai bentuk persegi panjang dengan panjang 750 mm

dan lebar 250 mm. tekanan ban harus diasumsikan terdistribusi secara merata pada

permukaan bidang kontak.

2.13.2.3. Faktor Beban Dinamis (FBD)

Faktor beban dinamis (FBD) merupakan hasil interaksi antara kendaraan

yang bergerak pada jembatan. Besarnya FBD tergantung pada frekuensi dasar dari

suspensi kendaraan yang biasanya antara 2 Hz sampai 5 Hz untuk kendaraan berat,

dan frekuensi dari getaran lentur jembatan. Untuk perencanaan, FBD dapat

dinyatakan sebagai beban statis ekivalen. Besarnya BGT dari pembebanan lajur

“D” dan beban roda dari pembebanan truk “T” harus cukup untuk memberikan

terjadinya interaksi antara kendaraan yang bergerak dengan jembatan dikali FBD.

Untuk pembebanan “D” FBD merupakan fungsi panjang bentang ekivalen

seperti tercantum pada gambar 2.33. Untuk bentang tunggal panjang bentang

akuivalen diambil sama dengan panjang bentang sebenarnya. Untuk bentang

menerus panjang bentang ekuivalen LE diberikan dengan rumus :

LE = √𝐿𝑎𝑣𝐿𝑚𝑎𝑥 ........................................................................................... (2.7)

Dimana :

Lav : adalah panjang bentang rata-rata dari kelompok bentang yang

disambungkan secara menerus

Lmax : adalah panjang bentang maksimum dalam kelompok bentang yang

disambungkan secara menerus

41

Gambar 2. 32 Faktor beban dinamis untuk beban lajur "D"

(Sumber: SNI 1725:2016)

Sedangkan untuk pembebanan truk “T” secara teoritis nilai FBD dapat

diambil 30 %. Nilai FBD yang dihitung digunakan pada seluruh bagian bangunan

yang berada di atas permukaan tanah.

2.13.2.4. Gaya Rem (TB)

Gaya rem harus ditempatkan di semua lajur rencana yang dimuati sesuai

dengan lalu lintas dengan arah yang sama. Gaya ini harus diasumsikan bekerja

secara horizontal pada jarak 1800 mm diatas permukaan jalan pada masing-masing

arah longitudinal dan dipilih yang paling menentukan. Untuk jembatan yang dimasa

depan akan dirubah menjadi satu arah, maka semua jalur rencana harus dibebani

secara simultan pada saat menghitung besarnya gaya rem. Gaya rem tidak boleh

bekerja bersamaan dengan beban dinamis. Adapun gaya rem yang harus diambil

yang terbesar dari:

a. 25 % dari berat gandar truk desain atau,

b. 5 % dari berat trus rencana ditambah beban lajur terbagi rata BTR

Gambar 2. 33 Beban rem yang terjadi pada struktur lantai kendaraan

(sumber: Gongkang, 2013)

42

2.13.2.5. Gaya Sentrifugal (TR)

Untuk tujuan menghitung gaya radial atau efek guling dari beban roda,

pengaruh gaya sentrifugal pada beban hidup harus diambil sebagai hasil kali dari

berat gandar truk rencana dengan faktor C sebagai berikut :

C=f V2

gRI........................................................................................................ (2.8)

Keterangan:

V : adalah kecepatan rencana jalan raya (m/detik)

f : adalah faktor dengan nilai 4/3 untuk kombinasi beban selain

keadaaan batas fatik 1,0 untuk keadaan batas fatik

g : adalah percepatan gravitasi 9,8 (m/detik2)

RI : adalah jari-jari kelengkungan lajur lalu lintas (m)

Gaya sentrigal harus diberlakukan secara horisontal pada jarak ketinggian

1800 mm diatas permukaan jalan. Dalam hal ini, perencana harus menyediakan

mekanisme untuk meneruskan gaya sentrifugal dari permukaan jembatan menuju

struktur bawah jembatan. pengaruh superelevasi yang mengurangi momen guling

akibat gaya sentrifugal akibat beban roda dapat dipertimbangkan dalam

perencanaan.

Gambar 2. 34 Generation sentrifugal force

(sumber: Gongkang, 2013)

2.13.2.6. Beban Pejalan Kaki (TP)

Semua komponen trotoar yang lebih besar dari 600 mm harus direncanakan

untuk memikul beban pejalan kaki dengan itensitas 5 kPa dan dianggap bekerja

secara bersamaan dengan beban kendaraan pada masing-masing lajur kendaraan.

43

Jika trotoar dapat dinaiki maka beban pejalan kaki tidak perlu dianggap bekerja

secara bersamaan dengan beban kendaraan. Jika ada kemungkinan trotoar berubah

fungsi di masa depan menjadi lajur kendaraan, maka beban hidup kendaraan harus

diterapkan pada jarak 250 mm dari tepi dalam parapet untuk perencanaan

komponen jembatan lainnya. Dalam hal ini, faktor beban dinamis tidak perlu

dipertimbangkan.

Gambar 2. 35 Gaya sentrifugal dari kendaraan pada jembatan akibat superelevasi

(sumber: Gongkang, 2013)

2.13.2.7. Beban Akibat Tumbukan Kendaraan (TC)

Fungsi utama dari railing adalah memberikan keamanan kepada pengguna

jalan. Seluruh sistem pengaman lalu lintas, railing, dan railing kombinasi secara

struktur dan geometrik harus tahan terhadap benturan, adapun dalam pemilihan

mekanisme beban dari railing dari jembatan dipilih berdasar kinerja dari jembatan

antara lain:

a. Kinerja 1 : Digunakan pada jalan dengan kecepatan rencana rendah dan

volume kendaraan yang sangat rendah, jalan lokal dengan

kecepatan rencana rendah.

b. Kinerja 2 : Digunakan pada jalan lokal dan kolektor dengan kondisi baik

seperti jumlah kendaraan berat yang sedikit dan rambu

kecepatan sedikit.

44

c. Kinerja 3 : Digunakan pada jalan arteri dengan kecepatan rencana tinggi

dengan campuran kendaraan berat yang sangat rendah dan

kondisi jalan yang baik.

d. Kinerja 4 : Digunakan pada jalan arteri dengan kecepatan rencana tinggi,

jalan bebas hambatan, jalan ekspress, dan jalan antar kota

dengan campuran truk dan kendaraaan berat.

e. Kinerja 5 : Digunakan sesuai dengan kriteria 4 dan jika kendaraan berat

memiliki porsi besar terhadap lalu lintas harian atau saat

kondisi jalan mengharuskan kriteria kinerja railing yang

tinggi.

f. Kinerja 6 : Digunakan pada jalan yang dapat dilalui truk tipe tanker atau

kendaraan dengan beban gravitasi yang cukup besar.

Berikut ini beban rencana yang akibat tumbukan kendaraan pada railing

jembatan disajikan pada tabel 2.10.

Tabel 2. 11 Kriteria kinerja railing dan kinerja terhadap tumbukan

Karakteristik

Kendaraan Mobil

Truk

Pickup

Satu Unit

Truk Van

Truk Trailer

Tipe Van

Truk Trailer Tipe

Traktor-Tanker

W (N) 7000 8000 20000 80000 220000 355000 355000

B (mm) 1700 1700 2000 2300 2450 2450 2450

G (mm) 550 550 700 1250 1630 1850 2050

Sudut tumbuk (θ) 20 20 25 15 15 15 15

Kriteria kinerja Kecepatan (km/jam)

KK-1 50 50 50 N/A N/A N/A N/A

KK-2 70 70 70 N/A N/A N/A N/A

KK-3 100 100 100 N/A N/A N/A N/A

KK-4 100 100 100 80 N/A N/A N/A

KK-5 100 100 100 N/A N/A 80 N/A

KK-6 100 100 100 N/A N/A N/A 80

Sumber: SNI 1725:2016

2.13.3. Beban Aksi Lingkungan

Beban aksi lingkungan adalah pengaruh temperatur, angin, banjir, gempa

dan penyebab alamiah lainnya. Besarnya beban rencana yang diberikan dalam

standar SNI 1725:2016 adalah berdasar analisis statistik dari kejadian-kejadian

umum yang tercatat tanpa memperhitungkan hal khusus yang mungkin akan

memperbesar pengaruh setempat.

45

2.13.3.1. Beban Angin

Tekanan angin pada jembatan harus direncanakan dengan kecepatan angin

angin dasar (VB) sebesar 90 hingga 126 km/jam. Beban angin harus diasumsikan

terdistribusi merata pada permukaan yang terekspos oleh angin. Luas area yang

diperhitungkan adalah luas area dari semua komponen, termasuk sistem lantai dan

railing yang diambil tegak lurus terhadap angin. Namun luasan yang tidak memberi

kontribusi dapat diabaikan dalam perencanaan.

Untuk jembatan atau bagian jembatan dengan elevasi lebih tinggi dari

10000 mm diatas permukaan tanah atau permukaan air, kecepatan angin rencana,

VDZ, harus dihitung dengan persamaan berikut:

VDZ =2,5 V0 (V10

VB) ln (

Z

Z0) ............................................................................. (2.10)

Keterangan:

VDZ : adalah kecepatan angin rencana pada elevasi rencana, Z (km/jam)

V10 : adalah kecepatan angin pada elevasi 10000 mm di atas permukaan

tanah atau di atas permukaan air rencana (km/jam)

VB : adalah kecepatan angin rencana yaitu 90 hingga 126 km/jam pada

elevasi 1000 mm.

Z : adalah elevasi struktur diukur dari permukaan tanah atau dari

permukaan air dimana beban angin dihitung (Z > 10000 mm)

Vo : adalah kecepatan gesekan angin, yang merupakan karakteristik

meteorologi, sebagaimana ditentukan pada tabel 2.13, untuk berbagai

macam tipe permukaan di hulu jembatan (km/jam)

Zo : adalah panjang gesekan di hulu jembatan, yang merupakan karakterisik

meteorologi.

V10 dapat diperoleh dari :

a. Grafik kecepatan angin dasar untuk berbagai periode ulang

b. Survey angin pada lokasi jembatan

c. Jika tidak ada data yang lebih baik, perencana dapat mengasumsikan V10 =

VB = 90 s/d 126 km/jam.

46

Tabel 2. 12 Nilai V0 dan Z0 untuk berbagai variasi kondisi permukaan hulu

Kondisi Lahan Terbuka Sub Urban Kota

Vo (km/jam) 13,2 17,6 19,3

Zo (mm) 70 1000 2500

Sumber: SNI 1725:2016

Berikut ini tekanan angin rencana (MPa) dapat ditetapkan dengan

menggunakan persamaan sebagai berikut :

PD=PB ( VDZ

VB)

2

............................................................................................ (2.11)

Dimana :

PB : adalah tekanan angin dasar seperti pada tabel 2.14.

Tabel 2. 13 Tekanan Angin Dasar

Komponen Bangunan Atas Angin Tekan (MPa) Angin Hisap (MPa)

Rangka, Kolom, dan Pelengkung 0,0024 0,0012

Balok 0,0024 N/A

Permukaan Datar 0,0019 N/A

Sumber: SNI 1725:2016

Adapun gaya total beban angin tidak boleh diambil kurang dari 4,4 kN/mm

pada bidang tekan dan 2,2 kN/mm pada bidang hisap pada struktur rangka dan

pelengkung, serta tidak kurang dari 4,4 kN/mm pada balok atau gelagar.

Beban angin pada struktur kendaraan juga harus diperhitungkan sebagai

gaya-gaya yang akan berpengaruh pada struktur jembatan, dimana tekanan tersebut

harus diasumsikan sebagai tekanan menerus sebesar 1,46 N/mm, tegak lurus dan

bekerja 1800 mm diatas permukaan jalan. Adapun beban sudut serang pada

kendaraan disajikan pada tabel 2.14.

Tabel 2. 14 Komponen beban angin yang bekerja roda kendaraan

Sudut Komponen Tegak Lurus Komponen Sejajar

Derajat N/mm N/mm

0 1,46 0,00

15 1,26 0,18

30 1,20 0,35

45 0,96 0,47

60 0,50 0,55

Sumber: SNI 1725:2016

47

Gambar 2. 36 Ilustrasi beban angin pada kendaraan

(sumber: Gongkang, 2013)

Apabila jembatan dengan rasio panjang bentang terhadap lebar jembatan

lebih besar dari 30 dianggap sebagai jembatan yang rentan terhadap pengaruh

aeroelastik angin. Sehingga, jembatan harus mampu memikul beban garis

memanjang jembatan yang mempresentasikan gaya angin vertikal ke atas sebesar

9,6 x 10-4 MPa dikalikan lebar jembatan, termasuk parapet dan trotoar. Namun,

gaya ini harus ditinjau hanya untuk keadaan Batas Kuat III dan Layan IV yang tidak

melibatkan angin pada kendaraan, dan hanya ditinjau untuk kasus pembebanan

dimana arah angin dianggap bekerja tegak lurus terhadap sumbu memanjang

jembatan. gaya memanjang tersebut mempunyai titik tangkap pada seperempat

lebar jembatan dan bekerja secara bersamaan dengan angin horizontal.

Gambar 2. 37 Pengaplikasian tekanan angin vertikal

(sumber: Gongkang, 2013)

48

Gambar 2. 38 Beban angin pada struktur atas (longitudinal dan lateral)

(sumber: Gongkang, 2013)

2.13.4. Beban Aksi Lainnya

Beban aksi lainnya adalah pembebanan yang sifatnya hanya

sementara/temporary sepeti halnya pada saat dilakukan proses konstruksi dari

jembatan berdasar metode kerja yang dikehendaki dan disetujui oleh pihak

berwenang yang didasakan pada keamanan terhadap konstruksi jembatan tersebut

contohnya beban pelaksanaan.

2.13.4.1. Beban Pelaksanaan

Beban pelaksanaan terbagi menjadi dua yaitu:

a. Beban yang disebabkan oleh aktivitas pelaksanaan itu sendiri dan;

b. Aksi lingkungan yang mungkin timbuk selama waktu pelaksanaan

Cara dan urutan metode kerja yang direncanakan harus dianalisis berdasar

kejadian-kejadian pada waktu pelaksanaan secara bersamaan. Perencana harus

menentukan tingkat kemungkinan kejadian dan menggunakan faktor beban sesuai

untuk aksi lingkungan yang bersangkutan. Namun tidak perlu mempertimbangkan

pengaruh gempa selama pelaksanaan konstruksi.

2.13.5. Beban Kombinasi

Faktor kombinasi pembebanan pada jembatan harus diperhitungkan untuk

mendapatkan hasil aksi dari jembatan yang paling berpengaruh dan disesuaikan

dengan kebutuhan dari jembatan itu sendiri. Berikut ini kombinasi pembebanan

yang disajikan pada Tabel 15 dan pada penjelasan penggunaan batas pada Tabel 16.

49

Tabel 2. 15 Faktor kombinasi jembatan

Keadaan

Batas

MS

MA

TA

PR

PL

SH

TT

TD

TB

TR

TP

EU EWs EWL BF EUn TG ES

Digunakan salah

satu

EQ TC TV

Kuat I γp 1,8 1,0

0 - - 1,00

0,50/

1,20 γTG γES - - -

Kuat II γp 1,4 1,0

0 - - 1,00

0,50/

1,20 γTG γES - - -

Kuat III γp - 1,0

0 1,40 - 1,00

0,50/

1,20 γTG γES - - -

Kuat IV γp - 1,0

0 - - 1,00

0,50/

1,20 - - - - -

Kuat V γp - 1,0

0 0,40 1,00 1,00

0,50/

1,20 γTG γES - - -

Ekstrem I γp γEQ 1,0

0 - - 1,00 - - -

1,0

0 - -

Ekstrem II γp 0,50 1,0

0 - - 1,00 - - - -

1,0

0

1,0

0

Daya

Layan I

1,0

0 1,00

1,0

0 0,30 1,00 1,00

1,00/

1,20 γTG γES - - -

Daya

Layan II

1,0

0 1,30

1,0

0 - - 1,00

1,00/

1,20 - - - - -

Daya

Layan III

1,0

0 0,80

1,0

0 - - 1,00

1,00/

1,20 γTG γES - - -

Daya

Layan IV

1,0

0 -

1,0

0 0,70 - 1,00

1,00/

1,20 -

1,0

0 - - -

Fatik (TD

dan TR) - 0,75 - - - - - - - - - -

Catatan : γp dapatberupa γMS, γMA, γTA, γPR, γPL, γSH, tergantung beban yang ditinjau

γEQ adalah faktor beban hidup kondisi gempa

Sumber: SNI 1725:2016

2.14. Geometrik Jembatan Busur

Komponen utama dari jembatan adalah bagian jembatan yang menerima

gaya-gaya dalam yang disalurkan dari kendaraan dan diteruskan ke tumpuan harus

memiliki bentuk geometrik yang sesuai dengan batasan-batasan paling optimum

yang telah ditentukan, dimana menurut Bridge Engineering Handbook, Second

Edition:Fundamental 2014, beberapa persyaratan yang biasanya digunakan dalam

perencanaan geometrik jembatan busur sebagai persamaan parabola yaitu:

50

Tabel 2. 16 Penjelasan penggunaaan keaadaan batas

Keadaaan Batas Penjelasan

Kuat I

Kombinasi pembebanan yang memperhitungkan gaya-gaya yang timbul

pada jembatan dalam keadaan normal tanpa memperhitungkan beban

angin. Pada keadaan batas ini, semua gaya nominal yang terjadi dikalikan

dengan faktor beban yang sesuai

Kuat II

Kombinasi pembebanan yang berkaitan dengan penggunaan jembatan

untuk memikul beban kendaraan khusus yang ditentukan pemilik tanpa

memperhitungkan beban angin

Kuat III Kombinasi pembebanan dengan jembatan dikenai beban angin

berkecepatan 90 km/jam hingga 126 km/jam

Kuat IV Kombinasi pembebanan untuk memperhitungkan kemungkinan adanya

rasio beban mati dengan beban hidup yang besar

Kuat V

Kombinasi pembebanan berkaitan dengan operasional normal jembatan

dengan memperhitungkan beban angin berkecepatan 90 km/jam hingga

126 km/jam

Ekstrem I

Kombinasi pembebanan gempa. Faktor beban hidup γEQ yang

mempertimbangkan bekerjanya beban hidup pada saat gempa

berlangsung harus ditentukan berdasar kepentingan jembatan

Ekstrem II

Kombinasi pembebanan yang meninjau kombinasi antara beban hidup

terkurangi dengan beban yang timbul akibat tumbukan kapal, tumbukan

kendaraan, banjir atau beban hidrolika lainnya, kecuali untuk kasus

pembebanan akibat tumbukan kendaraan (TC). Kasus pembebanan akibat

banjir tidak boleh dikombinasikan dengan beban akibat tumbukan

kendaraan dan tumbukan kapal

Daya Layan I

Kombinasi pembebaban yang berkaitan dengan operasional jembatan

dengan semua beban mempunyai nilai nominal serta memperhitungkan

adanya beban angin berkecepatan 90 km/jam hingga 126 km/jam.

Daya Layan II

Kombinasi pembebanan yang ditujukan untuk mencegah terjadinya

pelelehan pada struktur baja dan selip pada sambungan akibat beban

kendaraan

Daya Layan III

Kombinasi pembebanan untuk menghitung tegangan tarik pada area

memanjang jembatan beton pratekan dengan tujuan untuk mengontrol

besarnya retak dan tegangan utama tarik pada bagian badan dari jembatan

beton segmental

Daya Layan IV Kombinasi pembebanan untuk menghitung tegangan tarik pada kolom

beton pratekan dengan tujuan untuk mengontrol besarnya retak

Fatik (TD dan TR) Kombinasi beban fatik dan fraktur sehubungan dengan umur fatik akibat

induksi beban yang waktunya tak terbatas

Sumber: SNI 1725:2016

Gambar 2. 39 Penentuan tinggi busur

(sumber: Penulis)

51

a. Tinggi busur (f )

Penentuan tinggi busur (f ) dari jembatan harus memenuhi persyaratan :

1

7 ≤

f

L ≤

1

4 ..................................................................................................... (2.21)

Dimana :

f : tinggi busur jembatan

L : bentang busur jembatan

b. Tinggi tampang busur rangka (a)

Penentuan tinggi tampang busur (a) dari jembatan harus memenuhi

persyaratan :

1

40 ≤

𝑡

𝐿 ≤

1

25 ............................................................................................... (2.22)

Dimana :

t : tinggi tampang busur jembatan

L : bentang busur jembatan

c. Lebar segmen

Penentuan lebar segmen jembatan (λ) dari jembatan harus memenuhi

peryaratan :

𝜆 ≤ 𝐿

15 ....................................................................................................... (2.23)

Dimana :

λ : Lebar segmen jembatan

L : Bentang busur jembatan

d. Lebar jembatan

Penentuan lebar jembatan (b), harus memenuhi persyaratan :

𝑏

𝐿 ≤

1

10 ......................................................................................................... (2.24)

Dimana :

λ : lebar segmen jembatan

L : bentang busur jembatan

52

e. Panjang penggantung busur

Panjang penggantung busur dapat dicari dengan menggunakan rumus

parabola sebagai berikut :

yn=

4 . f . x . (L-x)

L2 ............................................................................................ (2.25)

Dimana :

f : tinggi busur jembatan

x : beda tinggi antar kabel jembatan

L : bentang busur jembatan

2.15. Batang Tarik (Tension Member)

Secara umum, material baja mempunyai kemampuan yang baik dalam

memilkul gaya tarik dan tekan. Namun, secara teori dapat menahan gaya tarik yang

lebih baik dibandingkan gaya tekan yang terjadi. Adapun . Batang tarik, secara

umum terbagi menjadi dua (AASHTO,2017 dan Bridge Engineering Handbook,

Second Edition:Fundamental 2014) yaitu kuat tarik nominal berdasar penampang

bruto (gross section yielding) dan kuat tarik nominal berdasar fraktur pada

penampang efektif (Net section fracture) dimana pada perencanaan diambil nilai

terkecil diantara kuat tarik nominal berikut:

a. Kuat tarik nominal kondisi leleh pada penampang bruto (Gross section

yielding)

Pr = ϕy Pny = ϕy Fy Ag .................................................................................. (2.26)

Dimana:

Fy : adalah tegangan leleh baja (MPa)

Ag : adalah luas penampang bruto pada batang/member (mm2)

ϕy : faktor tahanan untuk kondisi leleh, dapat diambil sebesar 0,95

Adanya konsentrasi tegangan yang bekerja pada batang beberapa kali lebih

besar dari tegangan rencana sehingga dapat diatasi dengan material daktail (pada

tegangan leleh Fy. Perilaku tersebut menyebabkan tegangan tidak merusak lubang,

Namun hanya menyebabkan deformasi saat tegangan leleh tercapai. Teori inilah

53

yang menyebabkan redistribusi tegangan (gaya) ke bagian lubang baut dianggap

belum meleleh.

b. Kuat tarik nominal kondisi leleh pada penampang efektif (Net section

fracture)

Pr = ϕu Pnu = ϕu Fu An Rp U ................................................................... (2.27)

Dimana:

Fu : adalah tegangan tarik putus baja (MPa)

An : adalah luas penampang bersih (netto) dikurangi lubang (mm2)

Rp : Faktor reduksi untuk lubang baut, dimana 0,9 pada kondisi ulir baut masuk

area lubang baut dan 1,0 untuk kondisi ulir baut tidak masuk area lubang.

U : Faktor Shear Lag

ϕu : Faktor tahanan untuk kondisi fraktur 0,80

Kuat tarik pada penampang berlubang (di area sambungan) tentunya akan

memanfaatkan perilaku dari sifat mekanis baja yaitu stain-harderning (peningkatan

tegangan) yang dipicu oleh peningkatan tegangan yang terkonsentrasi disekitar

lubang. Maka dari itu pola keruntuhan yang dipakai adalah Fu sehingga faktor

tahanan yang dipersyaratkan tentunya juga berbeda.

Gambar 2. 40 Ilustrasi tinjauan kapasitas tarik pada penampang bruto (gross section yielding) dan

netto (net section fracture)

(sumber : Bridge Engineering Handbook Second Edition, 2014)

54

2.15.1. Faktor Shear Lag

Faktor shear lag (U) pada batang tarik digunakan untuk mengantisipasi

adanya ketidaksempurnaan pada saat proses penyambungan, sehingga distribusi

tegangan tidak merata dan beberapa terjadi konsentrasi tegangan terpusat. Tentunya

hal tersebut mengurangi kinerja pada batang tarik. Besar atau kecilnya shear lag

dari batang tarik ditentukan berdasar bentuk sambungan yang digunakan. Tentunya

pemilihan sambungan juga mempertimbangkan kemudahan dalam metode

pelaksanaan dan biaya pembuatannya. Berikut ini faktor shear lag (U) pada batang

tarik (AASHTO 2017 dan SNI 1729:2015).

Tabel 2. 17 Faktor Shear-Lag (U) batang tarik

Sumber: SNI 1729: 2015 dan AASHTO 2017

Kasus Deskripsi Elemen Faktor Shear lag (U) Contoh

1

Semua komponen struktur tarik

dimana beban tarik disalurkan

secara langsung ke setiap dari

elemen profil melintang melalui

sarana penyambung atau las-las

(kecuali seperti dalam Kasus 4,5

dan 6)

U = 1,0 _____

2

Semua komponen struktur tarik ,

kecuali pelat dan PSB, dimana

beban tarik disalurkan ke beberapa

tetapi tidak semua dari elemen

profil melintang melalui sarana

penyambung atau las longitudinal

atau melalui las longitudinal

dalam kombinasi , dengan las

transversal. (secara alternatif,

untuk W, M, S dan HP, Kasus 7

𝑈 = 1 −�̅�

𝐿

3

Semua komponen struktur tarik

dimana beban tarik hanya

disalurkan melalui las transversal

ke beberapa tetapi tidak semua

dari elemen profil melintang

U = 1,0

dan

An = luas dari elemen

yang disambung langsung

_____

4

Pelat dimana beban tarik

disalurkan melalui hanya las

longitudinal

L ≥ 2w…U = 1,0

2w > L ≥ 1,5w…U = 0,87

1,5w > L > w…U = 0,75

5 PSB bundar dengan sebuah pelat

buhul konsentrik tunggal.

L ≥ 1,3D…U = 1,0

D ≤ L < 1,3D…U = 1 −�̅�

𝐿

�̅� −𝐷

𝜋

55

Tabel 2. 18 Faktor Shear-Lag (U) batang tarik (lanjutan)

Sumber: SNI 1729: 2015 dan AASHTO 2017

Kasus Deskripsi Elemen Faktor Shear lag (U) Contoh

6 PSB Persegi

Dengan sebuah

pelat buhul

konsentris tunggal

L ≥ H…U = 1 −�̅�

𝐿

�̅� −𝐵2 + 2𝐵𝐻

4 (𝐵 + 𝐻)

Dengan dua sisi

pelat buhul

L ≥ H…U = 1 −�̅�

𝐿

�̅� −𝐵2

4 (𝐵 + 𝐻)

7

Bentuk W, M, S

atau HP atau T

memotong dari

bentuk-bentuk

ini (jika U

dihitung dalam

kasus 2, nilai

yang lebih besar

diizinkan untuk

digunakan )

Dengan sayap

disambungkan

dengan 3 atau

lebih sarana

penyambung per

baris di arah

pembebanan

bf ≥ 2

3𝑑…U = 0,90

bf < 2

3𝑑…U = 0,85

_____

Dengan badan

disambungkan

dengan 4 atau

lebih sarana

penyambung per

baris di arah

pembebanan

U = 0,70 _____

8

Siku tunggal dan

ganda (jika U

dihitung dalam

kasus 2, nilai

yang lebih besar

diizinkan untuk

digunakan).

Dengan 4 atau

lebih sarana

penyambung per

baris di arah

pembebanan

U = 0,80 _____

Dengan 3 sarana

penyambung per

baris di arah

pembebanan

(dengan lebih

sedikit dari 3

sarana

penyambung per

baris di arah

pembebanan,

gunakan kasus 2).

U = 0,60 _____

L = panjang sambungan (mm) ; w = lebar pelat (mm) ; �̅� = eksentrisitas sambungan (mm) ; B = lebar keseluruhan dari komponen struktur PSB persegi, diukur 90o terhadap bidang sambungan

(mm) ; H = tinggi keseluruhan dari komponen struktur PSB persegi, diukur pada bidang

sambungan (mm).

56

2.15.2. Batasan Rasio Kelangsingan Batang Tarik

Mutu material baja yang sangat tinggi menyebabkan dimensi batang bisa

sangat langsing. Secara teoritis, batasan rasio kelangsingan hanya digunakan untuk

batang tekan. Karena kelangsingan diperuntukkan untuk batang tekan yang

mengalami tekuk. Namun menurut AASHTO 2017 tetap disarankan menggunakan

rasio kelangsingan karena struktur yang langsing cenderung bergoyang dan

bergetar dan apabila berlebih akan menyebabkan ketidaknyamanan pada saat proses

service. Adapun batasan rasio kelangsingan sebagai berikut :

a. Untuk batang utama

L

r ≤ 200 .................................................................................................. (2.28)

a. Untuk batang sekunder

L

r ≤ 240 .................................................................................................. (2.29)

Dimana :

L : panjang batang (mm)

r : jari-jari girasi penampang (mm)

Penggunaan rasio batasan kelangsingan ini tidak berlaku pada hanger yang

menggunakan material solid strand/rod. Karena materal rod memang didesain

hanya untuk menahan gaya tarik semata selama masa layan. Penggunaan hanger

(struktur gantung) juga secara teoritis akan meningkat kekakuannya sesuai dengan

beban yang bekerja dan dapat mempertahankan struktur geometrinya. Maka dari itu

rasio kelangsingan struktur kabel terdapat persyaratan tersendiri dari produk yang

ditentukan.

2.16. Batang Tekan (Compression Member)

Batang tekan pada jembatan ditujukan untuk komponen struktur yang menerima

beban tekan sentris yang tepat pada titik sentris batang/titik berat penampang

(ujung-ujung). Namun tentunya sangat sulit pada tingkat presisi pemasangan

sehingga menimbulkan eksentrisitas pada batang. Eksentrisitas pada batang

tentunya menimbulkan momen pada batang. Namun tentunya dengan persyaratan-

57

peryaratan umum, adanya eksentrisitas pada sebuah struktur batang relatif kecil dan

dapat diabaikan sehingga prosedur desain dapat dipergunakan. Penentuan kapasitas

dari batang tekan tentunya berbeda dengan batang tarik, dimana batang tarik

menggunakan parameter material Fu dan Fy, namun untuk penentuan kapastitas

batang tekan hanya menggunakan Fy karena Fu tidak pernah tercapai pada batang

tekan. Selain material dari itu sendiri penentuan kapasitas batang tekan juga

dipengaruhi oleh parameter lain, yaitu konfigurasi bentuk fisik (panjang batang)

dan geometri dari potongan batang tekan. Maka dari itu pada batang tekan, rasio

kelangsingan batang harus diperhitungkan untuk mencegah tekuk lokal (local

buckling) dan tekuk global (global buckling). Untuk itu pada AASHTO 2017

mengatur klasifikasi untuk memisahkan penampang langsing dan tidak langsing

penampang.

2.16.1. Batasan Rasio Kelangsingan Batang Tekan

Rasio kelangsingan batang menjadi parameter penting perencanaan, serta

menjadi batasan kinerja terhadap perilakunya. Parameter yang menjadi penentu

dalam perencanaan adalah luar penampang, pengaruh bentuk penampang terhadap

kekauan lentur (Imin) serta panjang batang yang ditumpu yang diformulasikan

dengan panjang efektif dengan kondisi tumpuan (KL). Berikut ini batasan rasio

kelangsingan batang tekan menurut AASHTO 2017:

a. Untuk batang utama

KL

r ≤ 120 ............................................................................................... (2.30)

b. Untuk batang sekunder

KL

r ≤ 140 ............................................................................................... (2.31)

Dimana :

K : faktor panjang efektif batang (Gambar 2.45)

L : panjang batang (mm)

r : jari-jari girasi penampang (mm)

58

Gambar 2. 41 Faktor panjang efektif batang tekan

(sumber: ASSHTO, 2017)

2.16.2. Klasifikasi Penampang Batang Tekan

Perilaku tekuk yang terjadi pada batang tekan terbagi menjadi dua yaitu

tekuk lokal (local buckling) dan tekuk global (global buckling), tentunya perilaku

atau kejadian tersebut harus dihindari agar struktur yang