Download - STRUKTUR JEMBATAN
TUGAS I
UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH
Struktur Jembatan
yang dibina oleh Bapak Adjib
oleh
Dhya Ayu Larasati
130522506280
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
SEPTEMBER 2014
STRUKTUR JEMBATAN
Menurut wikipedia, jembatan adalah sebuah struktur yang sengaja dibangun
untuk menyeberangi jurang atau rintangan seperti air sungai, lembah, rel kereta api
maupun jalan raya. Jembatan dibangun agar para pejalan kaki, pengemudi kendaraan
atau kereta api dapat melintasi halangan-halangan tersebut. Namun ternyata ada
banyak jenis jembatan yang tentunya berbeda-beda baik dari segi struktur maupun
kekuatan sampai biaya pembangunannya.
Berdasarkan material yang digunakan untuk konstruksi, jembatan terdiri atas
jembatan yang terbuat dari beton, baja, dan kayu, sedangkan berdasarkan fungsinya,
jembatan terdiri atas jembatan untuk distribusi pipa gas/air, pejalan kaki, kendaraan
bermotor, dan kereta api. Dalam perencanaan struktur, jembatan dibagi kedalam dua
sistem struktur, yaitu sistem struktur atas (superstructure) dan sistem struktur bawah
(substructure). Sistem struktur atas terdiri dari sistem pelat-girder jembatan dan joint
yang menghubungkan antar pelat-girder tersebut, sedangkan sistem struktur bawah
terdiri dari pier, bearing, abutment, dan pondasi.
Gambar 1. Gabungan kedua sistem struktur atas dan bawah
A. Klasifikasi Jembatan
Klasifikasi jembatan dibagi menjadi 3, yaitu :
1. Menurut Kegunaanya
a. Jembatan jalan raya (highway brigde)
b. Jembatan pejalan kaki (foot path)
c. Jembatan kereta api (railway brigde)
d. Jembatan jalan air
e. Jembatan jalan pipa
f. Jembatan penyebrangan
2. Menurut Jenis Materialnya
a. Jembatan jalan raya (highway brigde)
b. Jembatan kayu
c. Jembatan baja
d. Jembatan beton bertulang dan pratekan
e. Jembatan komposit
3. Menurut Jenis Structural
a. Jembatan dengan tumpuan sederhana (simply supported bridge)
b. Jembatan menerus (continuous bridge)
c. Jembatan kantilever (cantilever bridge)
Berbeda dengan jembatan alang,
struktur jembatan penyangga berupa
balok horizontal yang disangga oleh
tiang penopang hanya pada salah satu
pangkalnya.
Pembangunan jembatan penyangga membutuhkan lebih banyak bahan dibanding
jembatan alang. Jembatan penyangga biasanya digunakan untuk mengatasi masalah
pembuatan jembatan apabila keadaan tidak memungkinkan untuk menahan beban
jembatan dari bawah sewaktu proses pembuatan. Jembatan jenis ini agak keras dan
tidak mudah bergoyang, oleh karena itu struktur jembatan penyangga biasanya
digunakan untuk memuat jembatan rel kereta api. Jembatan penyangga terbesar di
dunia saat ini adalah jembatan penyangga Quebec Bridge di Quebec, Kanada.
Jembatan ini memiliki panjang 549 meter (1.801 kaki).
d. Jembatan integral (integral bridge)
e. Jembatan semi integral (semi integral bridge)
f. Jembatan rangka (trusses bridge)
Jembatan kerangka
adalah salah satu jenis tertua dari
struktur jembatan modern.
Jembatan kerangka dibuat
dengan menyusun tiang-tiang
jembatan membentuk kisi-kisi
agar setiap tiang hanya
menampung sebagian berat struktur jembatan tersebut. Kelebihan sebuah jembatan
kerangka dibandingkan dengan jenis jembatan lainnya adalah biaya pembuatannya
yang lebih ekonomis karena penggunaan bahan yang lebih efisien. Selain itu,
jembatan kerangka dapat menahan beban yang lebih berat untuk jarak yang lebih jauh
dengan menggunakan elemen yang lebih pendek daripada jambatan alang.
g. Jembatan gantung (suspension bridge)
Dahulu, jembatan
gantung yang paling awal
digantungkan dengan
menggunakan tali atau dengan
potongan bambu. Jembatan
gantung modern digantungkan
dengan menggunakan kabel baja.
Pada jembatan gantung modern, kabel menggantung dari menara jembatan kemudian
melekat pada caisson (alat berbentuk peti terbalik yang digunakan untuk
menambatkan kabel di dalam air) atau cofferdam (ruangan di air yang dikeringkan
untuk pembangunan dasar jembatan). Caisson atau cofferdam akan ditanamkan jauh
ke dalam lantai danau atau sungai. Jembatan gantung terpanjang di dunia saat ini
adalah Jembatan Akashi Kaikyo di Jepang. Jembatan ini memiliki panjang 12.826
kaki (3.909 m).
h. Jembatan kable (cabled-stayed bridge)
Seperti jembatan
gantung, jembatan kabel-
penahan ditahan dengan
menggunakan kabel. Namun,
yang membedakan jembatan
kabel-penahan dengan jembatan
gantung adalah bahwa pada
sebuah jembatan kabel-penahan
jumlah kabel yang dibutuhkan
lebih sedikit dan menara
jembatan menahan kabel yang
lebih pendek.
Jembatan kabel-penahan yang pertama dirancang pada tahun 1784 oleh CT Loescher.
Jembatan kabel-penahan terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Sutong yang
melintas di atas Sungai Yangtze di China.
i. Jembatan urung-urung (culverts bridge)
j. Jembatan alang (beam bridge)
Jembatan alang adalah struktur jembatan
yang sangat sederhana dimana jembatan
hanya berupa balok horizontal yang
disangga oleh tiang penopang pada
kedua pangkalnya. Asal usul struktur
jembatan alang berawal dari jembatan
balok kayu sederhana yang di pakai
untuk menyeberangi sungai.
Di zaman modern, jembatan alang terbuat dari balok baja yang lebih kokoh. Panjang
sebuah balok pada jembatan alang biasanya tidak melebihi 250 kaki (76 m). Karena,
semakin panjang balok jembatan, maka akan semakin lemah kekuatan dari jembatan
ini. Oleh karena itu, struktur jembatan ini sudah jarang digunakan sekarang kecuali
untuk jarak yang dekat saja. Jembatan alang terpanjang di dunia saat ini adalah
jembatan alang yang terletak di Danau Pontchartrain Causeway di selatan Louisiana,
Amerika Serikat. Jembatan ini memiliki panjang 23,83 mil (38,35 km), dan lebar 56
kaki (17 m).
k. Jembatan lengkung (arch bridge)
Jembatan lengkung
memiliki dinding tumpuan pada
setiap ujungnya. Jembatan
lengkung yang paling awal
diketahui dibangun oleh
masyarakat Yunani, contohnya
adalah Jembatan Arkadiko.
Beban dari jembatan akan mendorong dinding tumpuan pada kedua sisinya. Dubai,
Uni Emirat Arab saat ini sedang membangun Sheikh Rashid bin Saeed Crossing.
Jembatan ini dijadwalkan akan selesai pada tahun 2012. Jika proses pembangunan
telah selesai, jembatan ini akan menjadi jembatan lengkung terpanjang di dunia.
B. Struktur Jembatan
Secara umum struktur jembatan dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu struktur
atas dan struktur bawah.
1) Struktur Atas (Superstructures)
Struktur atas jembatan merupakan bagian yang menerima beban langsung yang
meliputi berat sendiri, beban mati, beban mati tambahan, beban lalu-lintas kendaraan,
gaya rem, beban pejalan kaki, dll.
Struktur atas jembatan umumnya meliputi :
a) Trotoar :
o Sandaran dan tiang sandaran,
o Peninggian trotoar (Kerb),
o Slab lantai trotoar.
b) Slab lantai kendaraan,
c) Gelagar (Girder),
d) Balok diafragma,
e) Ikatan pengaku (ikatan angin, ikatan melintang),
f) Tumpuan (Bearing).
2) Struktur Bawah (Substructures)
Struktur bawah jembatan berfungsi memikul seluruh beban struktur atas dan beban
lain yang ditumbulkan oleh tekanan tanah, aliran air dan hanyutan, tumbukan,
gesekan pada tumpuan dsb. untuk kemudian disalurkan ke fondasi. Selanjutnya
beban-beban tersebut disalurkan oleh fondasi ke tanah dasar.
Struktur bawah jembatan umumnya meliuputi :
a) Pangkal jembatan (Abutment),
o Dinding belakang (Back wall),
o Dinding penahan (Breast wall),
o Dinding sayap (Wing wall),
o Oprit, plat injak (Approach slab)
o Konsol pendek untuk jacking (Corbel),
o Tumpuan (Bearing).
b) Pilar jembatan (Pier),
o Kepala pilar (Pier Head),
o Pilar (Pier), yg berupa dinding, kolom, atau portal,
o Konsol pendek untuk jacking (Corbel),
o Tumpuan (Bearing).
3) Fondasi
Fondasi jembatan berfungsi meneruskan seluruh beban jembatan ke tanah dasar.
Berdasarkan sistimnya, fondasi abutment atau pier jembatan dapat dibedakan menjadi
beberapa macam jenis, antara lain :
a) Fondasi telapak (spread footing)
b) Fondasi sumuran (caisson)
c) Fondasi tiang (pile foundation)
o Tiang pancang kayu (Log Pile),
o Tiang pancang baja (Steel Pile),
o Tiang pancang beton (Reinforced Concrete Pile),
o Tiang pancang beton prategang pracetak (Precast Prestressed Concrete
Pile), spun pile,
o Tiang beton cetak di tempat (Concrete Cast in Place), borepile, franky pile,
o Tiang pancang komposit (Compossite Pile).
C. Kriteria Perencanaan Jembatan
1.Survei dan Investigasi
Dalam perencanaan teknis jembatan perlu dilakukan survei dan investigasi yang
meliputi :
1) Survei tata guna lahan,
2) Survei lalu-lintas,
3) Survei topografi,
4) Survei hidrologi,
5) Penyelidikan tanah,
6) Penyelidikan geologi,
7) Survei bahan dan tenaga kerja setempat.
Hasil survei dan investigasi digunakan sebagai dasar untuk membuat rancangan
teknis yang menyangkut beberapa hal antara lain :
1) Kondisi tata guna lahan, baik yang ada pada jalan pendukung maupun lokasi
jembatan berkaitan dengan ketersediaan lahan yang ada.
2) Ketersediaan material, anggaran dan sumberdaya manusia.
3) Kelas jembatan yang disesuaikan dengan kelas jalan dan volume lalu lintas.
4) Pemilihan jenis konstruksi jembatan yang sesuai dengan kondisi topografi,
struktur tanah, geologi, hidrologi serta kondisi sungai dan perilakunya.
2.Analisis Data
Sebelum membuat rancangan teknis jembatan perlu dilakukan analisis data hasil
survei dan investigasi yang meliputi, antara lain :
1) Analisis data lalu-lintas.
Analisis data lalu-lintas digunakan untuk menentukan klas jembatan yang erat
hubungannya dengan penentuan lebar jembatan dan beban lalu-lintas yang
direncanakan.
2) Analisis data hidrologi.
Analisis ini dimaksudkan untuk mengetahui besarnya debit banjir rancangan,
kecepatan aliran, dan gerusan (scouring) pada sungai dimana jembatan akan
dibangun.
3) Analisis data tanah.
Data hasil pengujian tanah di laboratorium maupun di lapangan yang berupa
pengujian sondir, SPT, boring, dsb. digunakan untuk mengetahui parameter tanah
dasar hubungannya dengan pemilihan jenis konstruksi fondasi jembatan.
4) Analisis geometri.
Analisis ini dimaksudkan untuk menentukan elevasi jembatan yang erat
hubungannya dengan alinemen vertikal dan panjang jalan pendekat (oprit).
3.Pemilihan Lokasi Jembatan
Dasar utama penempatan jembatan sedapat mungkin tegak lurus terhadap sumbu
rintangan yang dilalui, sependek, sepraktis dan sebaik mungkin untuk dibangun di
atas jalur rintangan.
Beberapa ketentuan dalam pemilihan lokasi jembatan dengan memperhatikan kondisi
setempat dan ketersediaan lahan adalah sebagai berikut :
1) Lokasi jembatan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga tidak
menghasilkan kebutuhan lahan yang besar sekali.
2) Lahan yang dibutuhkan harus sesedikit mungkin mengenai rumah
penduduk sekitarnya, dan diusahakan mengikuti as jalan existing.
3) Pemilihan lokasi jembatan selain harus mempertimbangkan masalah teknis
yang menyangkut kondisi tanah dan karakter sungai yang bersangkutan, juga
harus mempertimbangkan masalah ekonomis serta keamanan bagi konstruksi
dan pemakai jalan.
4.Bahan Konstruksi Jembatan
Dalam memilih jenis bahan konstruksi jembatan secara keseluruhan harus
mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut :
1) Biaya konstruksi,
2) Biaya perawatan,
3) Ketersediaan material,
4) Flexibilitas (konstruksi dapat dikembangkan atau dilaksanakan secara bertahap),
5) Kemudahan pelaksanaan konstruksi,
6) Kemudahan mobilisasi peralatan.
Tabel 1. berikut menyajikan rangkuman jenis konstruksi, bahan konstruksi dan
bentang maksimum jembatan standar Bina Marga yang ekonomis dalam keadaan
normal yang sering digunakan.
Tabel 1. Bentang maksimum jembatan standar untuk berbagai jenis dan bahan
BAHAN JENIS BENTANG MAX.
(M)
Beton Culvert
Slab bridge
T-Girder, I-Girder
4.00 – 6.00
6.00 – 8.00
6.00 – 25.00
Beton
Prategang
PCI-Girder
Prestressed Box Girder
15.00-35.00
40.00 – 50.00
Baja Truss bridge 60.00 – 100.00
Komposit Compossite bridge 10.00 – 40.00
Contoh jembatan non-standar yang telah dibangun di Indonesia, dapat dilihat pada
Tabel 2.
Tabel 2. Contoh jembatan non-standar di Indonesia
NAMA
JEMBATAN
JENIS JEMBATAN BENTANG
(M)
Jembatan Serayu
Kesugihan, Jateng
Prestressed Concrete
Cantilever Box Girder
128.00
Jembatan Tonton,
Nipah
Batam
Balance Cantilever
Concrete Box Girder
160.00
Jembatan Kahayan
Kalteng
Steel Arch Bridge 150.00
Jembatan
Rempang,
Galang Batam
Concrete Arch Bridge 245.00
Jembatan
Mahakam 2
Suspension Bridge 270.00
Kaltim
Jembatan Batam,
Tonton
Batam
Cable Stayed Bridge 350.00
Untuk membandingkan kelebihan dan kekurangan masing-masing bahan dan jenis
konstruksi jembatan yang akan dibangun di suatu daerah, perlu dilakukan evaluasi
dengan memberi penilaian pada masing-masing bahan dan jenis konstruksi jembatan
tersebut seperti contoh yang disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Contoh perbandingan bahan dan jenis konstruksi jembatan
Perbandingan Beton Beton
prestress
Baja Komposit
Ketersediaan bhn 4 2 4 2
Fabrikasi 4 2 4 3
Waktu perakitan 4 3 1 2
Tenaga kerja 4 3 4 4
Ancaman korosi 4 3 1 2
Erection 1 2 4 3
Mobilisasi 1 2 4 3
Umur konstruksi 4 4 4 4
Expandable 4 3 1 2
Perawatan 4 3 1 1
Bentang tersedia 2 3 4 3
Perancah 4 3 1 2
Bekisting lantai 2 2 2 2
Kontrol elemen 4 4 2 2
Total nilai 46 39 37 35
Keterangan nilai :
4 = sangat menguntungkan,
3 = menguntungkan,
2 = cukup menguntungkan,
1 = kurang menguntungkan.
D. Perhitungan Struktur Jembatan
Perencanaan struktur jembatan yang ekonomis dan memenuhi syarat teknis ditinjau
dari segi keamanan serta rencana penggunaannya, merupakan suatu hal yang sangat
penting untuk diupayakan. Dalam perencanaan teknis jembatan perlu dilakukan
identifikasi yang menyangkut beberapa hal antara lain :
1) Kondisi tata guna lahan, baik yang ada pada jalan pendukung maupun lokasi
jembatan berkaitan dengan ketersediaan lahan yang ada.
2) Kelas jembatan yang disesuaikan dengan kelas jalan dan volume lalu lintas.
3) Struktur tanah, geologi dan topografi serta kondisi sungai dan perilakunya.
4) Pemilihan jenis struktur dan bahan konstruksi jembatan yang sesuai dengan
kondisi medan, ketersediaan material dan sumber daya manusia yang ada.
5) Penguasaan tentang teknologi perencanaan, metode pelaksanaan, peralatan,
material/ bahan mutlak dibutuhkan dalam perencanaanjembatan.
6) Analisis Struktur yang akurat dengan metode analisis yang tepat agar diperoleh
hasil perencanaan jembatan yang optimal.
Metode perencanaan struktur jembatan yang digunakan ada dua macam, yaitu Metode
perencanaan ultimit (Load Resistant Factor Design, LRFD) dan Metode perencanaan
tegangan ijin (Allowable Stress Design, ASD). Perhitungan struktur atas jembatan
umumnya dilakukan dengan metode ultimit dengan pemilihan faktor beban ultimit
sesuai peraturan yang berlaku. Metode perencanaan tegangan ijin dengan beban kerja
umumnya digunakan untuk perhitungan struktur bawah jembatan (fondasi). Untuk
tipe jembatan simple girder, perhitungan dapat dilakukan secara manual dengan
Excel. Untuk tipe jembatan yang berupa rangka, perhitungan struktur dilakukan
dengan komputer berbasis elemen hingga (finite element) untuk berbagai kombinasi
pembebanan yg meliputi berat sendiri, beban mati tambahan, beban lalu-lintas
kendaraan (beban lajur, rem, pedestrian), dan beban pengaruh lingkungan
(temperatur, angin, gempa) dengan pemodelan struktur 3-D (space-frame). Metode
analisis yang digunakan adalah analisis linier metode matriks kekakuan langsung
(direct stiffness matriks) dengan deformasi struktur kecil dan material isotropic.
Program komputer yang digunakan untuk analisis adalah SAP2000. Dalam program
tersebut berat sendiri struktur dan massa struktur dihitung secara otomatis.
Dalam perancangan struktur jembatan, proses perencanaan setiap elemen yang
terdapat pada sistem struktur jembatan harus berdasarkan peraturan standar nasional
yang berlaku di Indonesia yang disusun oleh Badan Standarisasi Nasional (BSN).
Seperti halnya pada struktur gedung, perencanaan struktur jembatan juga mengacu
kepada peraturan-peraturan yang berisi tentang pembebanan, desain struktur jembatan
dengan material beton, struktur jembatan dengan menggunakan baja, dan struktur
jembatan yang merupakan gabungan antara beton dan baja (composite). Peraturan
perencanaan jembatan yang terdapat pada Standar Nasional Indonesia (SNI) antara
lain:
SNI T-02-2005 Pembebanan Untuk Jembatan
SNI 03-2833-2004 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan
SNI T-03-2005 Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan
SNI T-12-2004 Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan
DAFTAR RUJUKAN
Sipil, Teknik. 2014. Pengertian dan Jenis struktur Jembatan. (Online), (http://ilmu-
teknik-sipil-indonesia.blogspot.com/2014/03/pengertian-dan-jenis-struktur-
jembatan.html ), diakses 20 September 2014.
Azwaruddin. 2008. Pengertian Jembatan. (Online),
(http://azwaruddin.blogspot.com/2008/02/pengertian-jembatan.html ), diakses 20
September 2014.
Wikipedia. 2014. Jembatan. (Online), (http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan ),
diakses 21 September 2014.
Setyawan, Herry. 2013. Jenis Jembatan. (Online),
(http://www.academia.edu/6332626/Jenis_-_jenis_Jembatan), diakses 21
September 2014.
Dwi, Aryo. 2011. Pengertian dan Macam Jembatan. (Online), (http://kampuzsipil.blogspot.com/2011/11/pengertian-dan-macam-jembatan.html), diakses 21 September 2014.