Download - DESAIN JEMBATAN & PENGENALAN SOFTWARE
DESAIN JEMBATAN & PENGENALAN SOFTWARE ANTON HUSEN PURBOYO, ST MT
ACUAN NORMATIF Permen PU No 19 PRT M 2011 Persyaratan Teknis Jalan dan Kriteria Perencanaan Teknis Jalan
Permen PUPR No. 41 PRT M 2015 Penyelenggaraan Keamanan Jembatan dan Terowongan Jalan
SE Menteri PUPR No 07-SE-M-2015 Pedoman Persyaratan Umum Perencanaan Jembatan
SNI 1725 – 2016 Pembebanan Untuk Jembatan
SNI 2833 – 2016 Perencanaan Jembatan Terhadap Beban Gempa
SNI 03-2850-1992 Tata Cara Pemasangan Utilitas di Jalan
SNI 8460 – 2017 Persyaratan Perancangan Geoteknik
RSNI T-03-2005 Standar perencanaan struktur baja untuk jembatan
RSNI T-12-2004 Standar perencanaan struktur beton untuk jembatan
BMS 92 Bridge Design Code vol 1 dan 2
BMS 92 Bridge Manual Design vol 1 dan 2
AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 2017
POKOK-POKOK PERENCANAAN Kekuatan dan stabilitas struktur
Keawetan dan kelayakan jangka panjang
Kemudahan pemeriksaan dan pemeliharaan
Kenyamanan bagi pengguna jembatan
Ekonomis
Kemudahan pelaksanaan
Estetika
Dampak lingkungan minimal
KRITERIA PERENCANAAN: Peraturan yang digunakan Material/bahan yang digunakan Metode dan asumsi dalam perhitungan Metode dan asumsi dalam penentuan
tipe bangunan atas, bangunan bawah dan pondasi
Pengumpulan data lapangan Program komputer yang digunakan Metode pengujian pondasi
UMUR RENCANA JEMBATAN Umur rencana jembatan dibuat untuk masa layan selama 75 tahun, kecuali:
Jembatan sementara atau jembatan yang dapat dibongkar/pasang dibuat dengan umur rencana 20 tahun
Jembatan khusus yang memiliki fungsi strategis yang ditentukan oleh instansi yang berwenang, dibuat dengan umur rencana 100 tahun
Terdapat peraturan dari instansi yang berwenang yang menetapkan umur rencana yang lain
FAMILY TREE JEMBATAN
SUPERSTRUCTURE
JEMBATAN
RANGKA
(Truss)
Kayu
Beton
Baja
PELENGKUNG
(Arch)
Kayu
Beton
Biasa
Beton Pratekan
Baja
Pasangan Batu
GELAGAR
(Girder Bridge)
PLAT
(Slab Bridge)
Kayu
Beton Bertulang
Biasa
Beton Biasa
Cast in Place
Pra-Fabrikasi
Pre-tensioned
Post-tensioned
KABEL
Composite :
Gelagar Baja + Lantai Beton
Gelagar Baja &
Lantai Kayu / Baja
Beton Pratekan Plat- Slab Units
Balok
Balok Box
Balok
Balok
Box
Beam Units
Plat- Slab Units
Balok
Balok
Box
Balok
Balok
Beam Units
PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN Bertujuan menjamin tingkat keamanan, kegunaan dan tingkat penghematan yang masih dapat
diterima dalam perencanaan struktur
Mencakup perencanaan jembatan jalan raya & pejalan kaki
Jembatan bentang panjang lebih dari 100 m dan penggunaan struktur yang tidak umum atau yang menggunakan material dan metode baru harus diperlakukan sebagai jembatan khusus
Bentang ekonomis jembatan ditentukan oleh penggunaan/pemilihan Tipe Main Structure & Jenis Material yang optimum.
Apabila tidak direncanakan secara khusus maka dapat digunakan bangunan atas jembatan standar Bina Marga sesuai bentang ekonomis dan kondisi lalu lintas air di bawahnya.
PENENTUAN LEBAR, KELAS DAN MUATAN JEMBATAN
Penentuan Lebar Jembatan
Berdasarkan Muatan/Pembebanan
LHR Lebar jembatan (m) Jumlah lajur
LHR < 2.000 3,5 – 4,5 1
2.000 < LHR < 3.000 4,5 – 6,0 2
3.000 < LHR < 8.000 6,0 – 7,0 2
8.000 < LHR < 20.000 7,0 – 14,0 4
LHR > 20.000 > 14,0 > 4
Berdasarkan Lebar lalu-lintas
- Kelas A = 1,0 + 7,0 + 1,0 meter
- Kelas B = 0,5 + 6,0 + 0,5 meter
- Kelas C = 0,5 + 3,5 + 0,5 meter
- BM 100% : untuk semua jalan Nasional & Provinsi
- BM 70% : dapat digunakan pada jalan Kabupaten dan daerah Transmigrasi
Lebar minimum untuk jembatan pada jalan nasional
(SE DBM 21 Maret 2008 )
PEMBEBANAN RENCANA BEBAN PERMANEN BEBAN TRANSIEN
MS beban mati komponen struktural dan non struktural jembatan
SH Beban akibat susut/rangkak SE Beban akibat penurunan
MA beban mati perkerasan dan utilitas TB Beban akibat rem ET Gaya akibat temperature gradient
TA gaya horizontal akibat tekanan tanah TR Gaya sentrifugal EU Gaya akibat temperature seragam
PL gaya-gaya yang terjadi pada struktur jembatan akibat pelaksanaan
TC Gaya akibat tumbukan kendaraan
EF Gaya apung
PR prategang TV Gaya akibat tumbukan kapal EWS Beban angin pada struktur
EQ Gaya gempa EWL Beban angin pada kendaraan
BF Gaya friksi EU Beban arus dan hanyutan
TD Beban lajur “D”
TT Beban lajur “T”
TP Beban pejalan kaki
KOMBINASI PEMBEBANAN
KOMBINASI PEMBEBANAN (CONT.) KEADAAN BATAS LAYAN:
Keadaan batas layan disyaratkan dalam perencanaan dengan melakukan pembatasan pada tegangan, deformasi, dan lebar retak pada kondisi pembebanan layan agar jembatan mempunyai kinerja yang baik selama umur rencana.
KEADAAN BATAS FATIK:
Keadaan batas fatik disyaratkan agar jembatan tidak mengalami kegagalan akibat fatik selama umur rencana. Untuk tujuan ini, perencana harus membatasi rentang tegangan akibat satu beban truk rencana pada jumlah siklus pembebanan yang dianggap dapat terjadi selama umur rencana jembatan.
KEADAAN BATAS KEKUATAN:
Keadaan batas kekuata disyaratkan dalam perencanaan untuk memastikan adanya kekuatan dan kestabilan jembatan yang memadai, baik yang sifatnya local maupun global, untuk memikul kombinasi pembebanan yang secara statistic mempunyai kemungkinan cukup besar untuk terjadi selama masa layan jembatan.
KEADAAN BATAS EKSTREM:
Keadaan batas ekstrem diperhitungkan untuk memastikan struktur jembatan dapat bertahan akibat gempa besar.
PETA GEMPA 2017
UNTUK JEMBATAN: PERIODE ULANG GEMPA YANG DIGUNAKAN ADALAH PERIODE ULANG 1000 TH. (SNI 2833 – 2016)
SEISMIC HAZARD Respon spektra percepatan dapat ditentukan baik dengan prosedur umum atau berdasarkan prosedur spesifik-situs. Prosedur spesifik-situs dilakukan jika terdapat kondisi sebagai berikut:
Jembatan berada dalam jarak 10 km dari patahan aktif.
Situs termasuk dalam kategori situs kelas F sesuai tabel di bawah ini.
TAHAPAN ANALISIS STRUKTUR A. Analisis Statik
Dilakukan untuk dua kondisi, yaitu kondisi batas layan dan kondisi batas ultimate (dengan faktor-faktor beban yang disesuaikan)
Model dibuat untuk keseluruhan struktur dengan berbagai kondisi pembebanan, termasuk beban angin yang dianggap pendekatan angin statik dan gempa statik ekivalen jembatan.
B. Analisis Dinamik
Dilakukan untuk jembatan khusus dengan :
Gempa dinamis, menggunakan simulasi pada computer (Non Linear Time History Analysis & Multi Modal Pushover Analysis).
Angin dinamis, menggunakan simulasi pada komputer dan analisa model pada wind tunnel test dilaboratorium uji (BS 6399-2: 1997, Loading for Buildings – Part 2: Code of practice for wind loads).
C. Analisis Pada Masa Konstruksi
Dilakukan sesuai dengan tahap-tahap pengerjaan struktur sehingga setiap elemen struktur terjamin kekuatan maupun kekakuannya selama masa konstruksi (Forward & Backward Analysis).
ALUR PEMBEBANAN (LOADS TRANSFER MECHANISM)
BANGUNAN ATAS
(pelat lantai, gelagar, cross beam, landasan)
BANGUNAN BAWAH
(kepala pilar, pilar, pile cap)
PONDASI
(telapak, sumuran, tiang pancang, bor pile)
PERENCANAAN JEMBATAN
TEORI DASAR PERHITUNGAN STRUKTUR Persyaratan yang harus dipenuhi dalam melakukan perhitungan struktur jembatan:
Kesetimbangan, besarnya aksi yang bekerja sama dengan reaksi yang terjadi.
Kompatibilitas, untuk setiap level regangan, regangan yang terjadi pada baja tulangan nilainya harus sama dengan regangan yang terjadi pada beton.
Hubungan tegangan dan regangan (beton dan baja).
TINJAUAN GAYA DALAM AKSIAL
LENTUR
GESER
KOMBINASI GESER + LENTUR (BALOK)
KOMBINASI AKSIAL + LENTUR (KOLOM)
TORSI
Pemodelan struktur jembatan
Metode Pendekatan (Aproksimasi)
Akurasi model tergantung pada asumsi awal yang digunakan
Selalu mulai dari model-model sederhana agar perilaku model dapat diuji keakuratannya
Software
Struktur
• RM Bridge
• Midas Civil
• CSI Bridge
• SAP 2000
• Lusas Bridge
• GT Strudl
Analisis Penampang
• Midas GSD
• Section Builder
• PCA Col
• Response 2000
Soil Structure Interaction
• Plaxis
• Midas GTS
• LPile
• All Pile
• FB Pier
• MS Excel
Tipe analisis STATIK
◦ LINEAR STATIK
◦ NON LINEAR STATIK
DINAMIK ◦ MODAL ANALYSIS
◦ NON LINEAR TIME HISTORY
◦ WIND LOAD
STRUKTUR KABEL
BEBAN TEMPERATUR
LARGE DEFORMATION ◦ P ANALYSIS
◦ BUCKLING
• SERVICE/CONSTRUCTION
CONDITION
– STRESS
– DEFORMATION
– CRACK WIDTH
• ULTIMATE CONDITION
– SECTION CAPACITY
– NEED OF REINFORCEMENT
– PERFORMANCE
Soal dan latihan 1. SEBUTKAN TIPE-TIPE JEMBATAN KHUSUS MENURUT PERMEN PUPR NO. 41 TAHUN 2015!
2. PADA BETON STRUKTUR MENGAPA PERLU DILAKUKAN PEMBATASAN TEGANGAN IZIN PADA KONDISI LAYAN SAJA?
3. STRUKTUR JEMBATAN PADA KONDISI LAYAN, MANA YANG LEBIH PERLU DICHECK, LENDUTAN ATAU TEGANGAN YANG TERJADI?
4. KONDISI APA YG HARUS DIPENUHI AGAR KITA DAPAT MELAKUKAN PERHITUNGAN BEBAN GEMPA MENGGUNAKAN BEBAN STATIK?
5. BERDASARKAN BMS 92, BERAPA BESARNYA RENTANG RASIO TULANGAN YANG DIIZINKAN UNTUK STRUKTUR PILAR/KOLOM JEMBATAN?