TUGAS AKHIR

“PERENCANAAN JEMBATAN GRINDULU KABUPATEN

PACITAN DENGAN BOX GIRDER PRESTRESSED SEGMENTAL SISTEM KANTILEFER”

Senin, 30 Juni 2014

Oleh :

Dimas Eka Budi Prasetio (3110 100 087)

Dosen Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. I Gusti Putu Raka , DEA

Dr. Ir. Djoko Untung , DEA

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Insitut Teknologi Sepuluh Nopember

2014

LOKASI PERENCANAAN

LOKASI PERENCANAAN

LOKASI PERENCANAAN

PERENCANAAN AWAL

MODIFIKASI

LATAR BELAKANG

• Penghubung Jalan Arteri Nasional Lintas Selatan

LATAR BELAKANG

• Jalan yang Memiliki Elevasi Ekstrim

LATAR BELAKANG

• Didesain sebagai Bentang Menerus

MekTek Tak Tentu MekTek tertentu

LATAR BELAKANG

• Dimodelkan Lebih Efisien (walter podolny jr dan J.M.Muller, 2010)

LATAR BELAKANG

• Meminimumkan Penempatan Pilar Jembatan

Rumusan masalah

• Bagaimana Design Box Girder ?

• Bagaimana Design Pier ?

• Bagaimana Design Pondasi Dalam ?

• Bagaimana Metode Pelaksanaan Sistem Kantilever ?

Batasan Masalah

• Perencanaan hanya mencangkup 3 bentang.

• Tidak Merencanakan Oprit dan Perkerasan Jalan

• Tidak Meninjau Scouring, Hanyutan, Tumbukan

• Tidak Meninjau Settlement

• Tidak Merencanakan Perletakan

• Tidak Meninjau Terhadap Biaya Konstruksi dan Waktu Pelaksanaan

PERATURAN STRUKTUR

• RSNI T-02-2005 (Standar Pembebanan Jembatan)

• SNI T-12-2004 (Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan)

• VSL Indonesia (Produsen Tendon Pratekan)

METODOLOGI

METODOLOGI

METODOLOGI

METODE PELAKSANAAN

RENCANA JEMBATAN YANG SUDAH JADI

Beban Beban

Beban Beban

INSTALASI STRUKTUR SEKUNDER

Jembatan Tahap Kondisi Service

KRITERIA DESIGN

Panjang jembatan : Tinjau Bentang 180 m

: 3 bentang 40m, 100m, 40m.

Lebar jembatan : 13 m (4/2 UD)

Fungsi jembatan : Jalan Arteri

Lokasi jembatan : Jl. Grindulu , Kab. Pacitan

: Melintasi Sungai Grindulu

Gelagar utama : Precast Segemental Box girder

Metode Pelaksanaan : Balanced Cantilever

Alat Pelaksanaan : Launching Gantry

PRELIMINARY DESAIN

Robert Benaim “The Design of Prestressed Concrete Bridges”:

Syarat Keefektifan Tinggi Jembatan :

Ratio antara panjang bentang dan kedalaman deck adalah antara 15 sampai 20. dicoba menggunakan 4,5 m.

SYARAT EFEKTIF MINIMUM

RENCANA DIMENSI

PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA BANGUNAN ATAS Perencanaan meliputi :

• Tendon kantilever

• Kontrol tegangan (Kantilever)

• Tendon menerus

• Kontrol tegangan (Kantilever + Menerus)

• Perhitungan kehilangan prategang

• Kontrol tegangan setelah kehilangan

• Shear key

• Kontrol Serviceability

DATA PENAMPANG

• Luas Penampang (A) = 13.6400 m2

• Letak titik berat Vertikal dari atas (Ya) = 1.787 m

• Letak titik berat Vertikal dari atas (Yb) = 2.713 m

• Momen Inersia (I) = 34.927732 m4

• Efisiensi Penampang = 0,528

Maka dimensi balok tersebut sudah seimbang dan baik, karena apabila : efisiensi ≤ 0,45 → balok terlalu gemuk. efisiensi ≥ 0,55 → balok terlalu langsing.

Data Bahan

Mutu beton pratekan fc’ = 60 Mpa

Mutu baja box girder fy = 400 Mpa

Tendon (VSL Indonesia) = seven wires stress dia.15,2 mm

Tegangan ijin beton saat Transfer

Tegangan ijin beton saat Service

MPatekan 4,23

MPatarik 0

MPatekan 27

MPatarik 0

ANALISA PEMBEBANAN

Aksi tetap • Beban Mati (Berat Sendiri Box Girder) q = 410,7 kN/m • Beban mati tambahan

• Aspal q = 28,6 kN/m

• Trotoar q = 12 kN/m

• Kerb q = 24 kN/m

• Tiang Sandaran (Bearing Sound) q = 0,33 kN/m

• Air Hujan q = 6,5 kN/m

Aksi Lalu Lintas • Beban Lajur “D”

• UDL100m (BTR=100m) q = 71,6625 kN/m

• UDL40m (BTR=40m) q = 96,46875 kN/m

• KEL (BGT) q = 780,325 kN

• Beban Truk “T” q = 292,5 kN

Beban Angin • Angin pada sisi samping jembatan q = 1,7787 kN/m

• Angin yang mengenai kendaraan q = 1,7787 kN/m

TENDON KANTILEVER

••

atas bawah atas bawah atas bawah atas bawah

50000 219301425000 1508707.327 9 sc 2250000 2 207500000 -15.213 -17.382 26.385 11.221 -17.033 -21.374 -5.860 OK OK

49500 188015625000 678788.9635 10 sc 2500000 2 203000000 -14.883 -15.321 23.256 9.620 -14.603 -20.583 -6.230 OK OK

46000 159136425000 694458.9059 12 sc 3000000 2 198000000 -14.516 -14.184 21.530 8.143 -12.360 -20.557 -5.346 OK OK

42500 132663825000 710869.4305 14 sc 3500000 2 192000000 -14.076 -13.017 19.759 6.788 -10.304 -20.305 -4.621 OK OK

39000 108597825000 728074.3094 17 sc 4250000 2 185000000 -13.563 -11.833 17.961 5.557 -8.435 -19.839 -4.037 OK OK

35500 86938425000 746132.6494 19 sc 4750000 2 176500000 -12.940 -10.612 16.108 4.448 -6.752 -19.103 -3.585 OK OK

32000 67685625000 755501.9618 26 sc 6500000 2 167000000 -12.243 -9.400 14.268 3.463 -5.257 -18.180 -3.233 OK OK

28500 50839425000 765109.5706 28 sc 7000000 2 154000000 -11.290 -8.077 12.260 2.601 -3.949 -16.766 -2.979 OK OK

25000 36399825000 774964.6839 40 sc 10000000 2 140000000 -10.264 -6.805 10.330 1.862 -2.827 -15.207 -2.761 OK OK

21500 24366825000 774964.6839 40 sc 10000000 2 120000000 -8.798 -5.373 8.155 1.247 -1.893 -12.923 -2.535 OK OK

18000 14740425000 774964.6839 40 sc 10000000 2 100000000 -7.331 -4.093 6.214 0.754 -1.145 -10.671 -2.263 OK OK

14500 7520625000 785076.9908 40 sc 10000000 2 80000000 -5.865 -2.968 4.505 0.385 -0.584 -8.448 -1.944 OK OK

11000 1203300000 2.88175E+12 40 sc 10000000 2 60000000 -4.399 -1.996 3.029 0.062 -0.093 -6.333 -1.463 OK OK

7500 1203300000 2.88175E+12 40 sc 10000000 2 40000000 -2.933 -1.177 1.786 0.062 -0.093 -4.048 -1.240 OK OK

4000 1203300000 778205.3105 40 sc 10000000 2 20000000 -1.466 -0.512 0.777 0.062 -0.093 -1.916 -0.783 OK OK

M.y/I (Mpa) Resultan (Mpa) kondisi penampangF (N)

Jenis Tendon

F (N) sesuai VSL

Jumlah tendon

F (N) kumulatif

F/A (Mpa)F.e.y/I (Mpa)Panjang

bentangMg (Nmm)

KONTROL PEMASANGAN TENDON KANTILEVER

atas bawah atas bawah atas bawah atas bawah

7500 11738925000 1359563.334 9 sc 2250000 2 9500000 -0.696 -0.796 1.208 0.601 -0.912 -0.892 -0.400 OK OK OK

4000 3339072000 1435388.255 10 sc 2500000 2 5000000 -0.367 -0.377 0.573 0.171 -0.259 -0.573 -0.053 OK OK OK

F (N)Jenis

TendonF (N)

sesuai VSLJumlah tendon

Mg (Nmm)Panjang

bentang

F (N) kumulatif

F.e.y/I (Mpa) M.y/I (Mpa) kondisi penampangResultan (Mpa)KetF/A (Mpa)

TENDON MENERUS

KONTROL TEGANGAN

COMB 1

atas bawah atas bawah atas bawah atas bawah atas bawah atas bawah

0 4500 0 0 10000000 -0.73313783 0 0 0 0 -0.73314 -0.73314 -20.3052 -4.62103 -21.0383 -5.35417 OK OK

10 4500 -130.189 75083051 10000000 -0.73313783 -0.066615 0.101118 -0.0038 0.005832 -0.80359 -0.62619 -18.18 -3.2326 -18.983 -3.85879 OK OK

20 4500 560.4869 -111800000 10000000 -0.73313783 0.2867885 -0.43533 0.005721 -0.00868 -0.44063 -1.17715 -12.9235 -2.5349 -13.3641 -3.71205 OK OK

30 4500 1322.623 -181000000 10000000 -0.73313783 0.6767564 -1.02728 0.009261 -0.01406 -0.04712 -1.77447 -6.3328 -1.46317 -6.37992 -3.23764 OK OK

40 4500 1406.814 -196900000 10000000 -0.73313783 0.7198349 -1.09267 0.010075 -0.01529 -0.00323 -1.8411 -1.91638 -0.78304 -1.91961 -2.62414 OK OK

50 4500 1074.196 -189300000 10000000 -0.73313783 0.5496416 -0.83432 0.009686 -0.0147 -0.17381 -1.58217 -6.3328 -1.46317 -6.50661 -3.04533 OK OK

60 4500 63.63193 155308067 10000000 -0.73313783 0.032559 -0.04942 -0.00795 0.012063 -0.70853 -0.7705 -12.9235 -2.5349 -13.632 -3.3054 OK OK

70 4500 -1060.98 366500000 10000000 -0.73313783 -0.54288 0.824061 -0.01875 0.028466 -1.29477 0.11939 -18.1796 -3.2326 -19.4744 -3.11321 OK OK

80 4500 -1735.75 550800000 10000000 -0.73313783 -0.888144 1.348152 -0.02818 0.04278 -1.64947 0.657795 -20.3052 -4.62103 -21.9547 -3.96324 OK OK

90 4500 -1966.1 638200000 10000000 -0.73313783 -1.006009 1.527064 -0.03266 0.049569 -1.7718 0.843495 -21.3738 -5.86024 -23.1456 -5.01675 OK OK

100 4500 -1735.75 550800000 10000000 -0.73313783 -0.888144 1.348152 -0.02818 0.04278 -1.64947 0.657795 -20.3052 -4.62103 -21.9547 -3.96324 OK OK

110 4500 -1060.98 366500000 10000000 -0.73313783 -0.54288 0.824061 -0.01875 0.028466 -1.29477 0.11939 -18.1796 -3.2326 -19.4744 -3.11321 OK OK

120 4500 63.63193 155308067 10000000 -0.73313783 0.032559 -0.04942 -0.00795 0.012063 -0.70853 -0.7705 -12.9235 -2.5349 -13.632 -3.3054 OK OK

130 4500 1074.196 -189300000 10000000 -0.73313783 0.5496416 -0.83432 0.009686 -0.0147 -0.17381 -1.58217 -6.3328 -1.46317 -6.50661 -3.04533 OK OK

140 4500 1406.814 -196900000 10000000 -0.73313783 0.7198349 -1.09267 0.010075 -0.01529 -0.00323 -1.8411 -1.91638 -0.78304 -1.91961 -2.62414 OK OK

150 4500 1322.623 -181000000 10000000 -0.73313783 0.6767564 -1.02728 0.009261 -0.01406 -0.04712 -1.77447 -6.3328 -1.46317 -6.37992 -3.23764 OK OK

160 4500 560.4869 -111800000 10000000 -0.73313783 0.2867885 -0.43533 0.005721 -0.00868 -0.44063 -1.17715 -12.9235 -2.5349 -13.3641 -3.71205 OK OK

170 4500 -130.189 75083051 10000000 -0.73313783 -0.066615 0.101118 -0.00384 0.005832 -0.80359 -0.62619 -18.1796 -3.2326 -18.9832 -3.85879 OK OK

180 4500 0 0 10000000 -0.73313783 0 0 0 0 -0.73314 -0.73314 -20.3052 -4.62103 -21.0383 -5.35417 OK OK

Kontrol TotalTegangan TotalF/Astation H (mm) e (mm) M (Nmm) F (N)

Tegangan KantileverF e y / I M y / I Resultan Beban Comb

Diambil salah satu Kontrol Tegangan dari Pembebanan Kombinasi 1

Angkur Dead End

Pemilihan Spesifikasi Angkur

Angkur Live End

A 465 mm

B 142 mm

C 320 mm

D 340 mm

E 160 mm

F 250 mm

G 135 mm

H 400 mm

R 750 mm

Dimensi

A 700 mm

B 550 mm

C 1200 mm

D 150 mm

Dimensi

KEHILANGAN PRATEGANG

KEHILANGAN GAYA PRATEGANG

(T.Y.Lin dan H.Burns, 1996)

Akibat Slip Angker

Akibat Gesekan

Akibat Perpendekan Elastis Beton

Akibat Rangkak

Akibat Susut Beton

Akibat Relaksasi Beton

Kontrol tegangan Setelah Loss Prestress Tegangan setelah Kehilangan pada tendon Kantilever

L % LOSS

m TOTAL Serat Atas Serat Bawah atas bawah

0 6.762 13.163 21.960 14.417 4.319% 191917.07 -7.411374105 0.000552377 OK OK

1 6.762 20.374 21.161 13.455 4.737% 184912.357 -8.140396100 0.000606694 OK OK

4.5 6.762 25.696 20.190 12.803 5.021% 176411.377 -8.632667146 0.000643370 OK OK

8 6.762 29.391 19.105 12.411 5.191% 166913.305 -8.925429886 0.000665179 OK OK

11.5 6.762 30.889 17.618 12.410 5.192% 153920.043 -8.832415233 0.000658241 OK OK

15 6.762 31.007 16.017 12.632 5.095% 139928.665 -8.539858727 0.000636435 OK OK

18.5 6.762 28.480 13.729 13.354 4.781% 119942.623 -7.675223477 0.000571999 OK OK

22 6.762 25.100 11.441 14.204 4.412% 99955.8818 -6.685473362 0.000498241 OK OK

25.5 6.762 20.991 9.153 15.164 3.995% 79968.0428 -5.570578675 0.000415158 OK OK

29 6.762 16.500 6.865 16.181 3.553% 59978.6846 -4.408769710 0.000328578 OK OK

32.5 6.762 10.961 4.577 17.355 3.042% 39987.8314 -2.918306178 0.000217509 OK OK

36 6.762 5.422 2.288 18.529 2.532% 19994.9365 -1.427846480 0.000106440 OK OK

39.5 6.762 5.422 2.288 18.529 2.532% 19994.9365 -1.427846480 0.000106440 OK OK

40.5 6.762 5.422 2.288 18.529 2.532% 19994.9365 -1.427846480 0.000106440 OK OK

44 6.762 5.422 2.288 18.529 2.532% 19994.9365 -1.427846480 0.000106440 OK OK

47.5 6.762 10.961 4.577 17.355 3.042% 39987.8314 -2.918306178 0.000217509 OK OK

51 6.762 16.500 6.865 16.181 3.553% 59978.6846 -4.408769710 0.000328578 OK OK

54.5 6.762 20.991 9.153 15.164 3.995% 79968.0428 -5.570578675 0.000415158 OK OK

58 6.762 25.100 11.441 14.204 4.412% 99955.8818 -6.685473362 0.000498241 OK OK

61.5 6.762 28.480 13.729 13.354 4.781% 119942.623 -7.675223477 0.000571999 OK OK

65 6.762 31.007 16.017 12.632 5.095% 139928.665 -8.539858727 0.000636435 OK OK

68.5 6.762 30.889 17.618 12.410 5.192% 153920.043 -8.832415233 0.000658241 OK OK

72 6.762 29.391 19.105 12.411 5.191% 166913.305 -8.925429886 0.000665179 OK OK

75.5 6.762 25.696 20.190 12.803 5.021% 176411.377 -8.632667146 0.000643370 OK OK

79 6.762 20.374 21.161 13.455 4.737% 184912.357 -8.140396100 0.000606694 OK OK

82.5 6.762 13.163 21.960 14.417 4.319% 191917.07 -7.411374105 0.000552377 OK OK

86 6.762 4.077 22.645 15.678 3.771% 197925.326 -6.482863901 0.000483195 OK OK

89.5 6.762 7.007 23.214 15.153 4.000% 202918.807 -5.353487363 0.000399045 OK OK

90 6.762 19.971 23.726 13.131 4.878% 207398.773 -4.060602445 0.000302711 OK OK

Kontrol Tegangan setelah kehilangan pada tendon menerus

% LOSS

TOTAL Serat Atas Serat Bawah atas bawah

Menerus 6.762 5.273 2.288 18.552 2.522% 9997.47796 -0.744968552 5.55118E-05 OK OK

Feff (Kn)Tegangan setelah kehilangan Kontrol

SH CR ES RE

Tegangan setelah kehilangan KontrolTendon SH CR ES RE Feff (Kn)

PENULANGAN BOX GIRDER

• Analisa menggunakan program bantu SAP 2000.

Momen maximum yang terjadi pada box girder adalah:

M. pelat atas = 1.266.518.700 N.mm

M. pelat badan = 621.000.000 N.mm

M. pelat bawah = 633.259.400 N.mm

KONTROL KEKUATAN DAN STABILITAS Momen Retak Saat Pemasangan Tendon Kantilefer

Mcr > Mu

96.494.603.112,46 Nmm > 219.301.425.000 Nmm (OK)

Momen Retak Saat Service dan Telah Menjadi Struktur Menerus

Mcr > Mu

91.012.759.920 Nmm > 53.241.399.641 Nmm (OK)

Torsi

Tu ijin < Tu

7.125.606.383 N.mm < 14.805.483.470 N.mm (OK)

(Dari perhitungan di atas dapat disimpulkan bahwa tidak diperlukan adanya tulangan torsi)

Momen Batas Tu ijin < Tu

5.062.324.301 Nmm < 643.965.000 Nmm (OK)

Lendutan (OK)

SHEARKEY (Pengunci Joint)

PERENCANAAN PIER

REKAP KOMBINASI BEBAN UNTUK PERENCANAAN TEGANGAN KERJA

P Tx Ty Mx My

kN kN kN kNm kNm

1 23385.59 0 0 0 0

2 23599.09 0 342.234375 0 3936.2695

3 23599.09 500 342.234375 7900 3936.2695

4 23525.59 500 0 7900 0

AKSI/BEBAN

COMB 1

COMB 2

COMB 3

COMB 4

NO TEG. BERLEBIHAN

0%

40%

50%

40%

PENULANGAN KOLOM PIER

Ratio tulangan 1 % < 1,72% < 8 % (OK)

Program : SPColumn

PENULANGAN PIER

PONDASI

Metode Vesic

h Cu Cu Ds Db Ap p luasan

(m) (kg/cm2) (t/m2) (m) (m) (m2) (m) m2

0 0 Medium Sand

2 2 Medium Sand

4 2 2 Medium Sand 7 25 0 0 7.36 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 14.72 311.9904 34.27535 34.27535 115.422

6 2 4 Clayey Sand 11 25 0 0 11.04 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 33.12 194.994 77.11954 77.11954 90.705

8 2 6 Medium Sand 13 25 0 0 14.72 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 58.88 311.9904 137.1014 137.1014 149.697

10 2 8 Medium Sand 18 25 0 0 18.4 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 92 552.483 214.221 214.221 255.568

12 2 10 Medium Sand 13 25 0 0 22.08 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 132.48 467.9856 308.4782 308.4782 258.821

14 2 12 Silty Glay 6 25 0.3 3 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 47.68875 7.536 316.0142 121.234

16 2 14 Silty Glay 6 25 0.3 3 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 47.68875 7.536 323.5502 123.746

18 2 16 Silty Glay 6 25 0.3 3 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 47.68875 7.536 331.0862 126.258

20 2 18 Clay 8 25 0.4 4 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 63.585 10.048 341.1342 134.906

22 2 20 Clay 8 25 0.4 4 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 63.585 10.048 351.1822 138.256

24 2 22 Clay 7 25 0.35 3.5 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 55.63688 8.792 359.9742 138.537

26 2 24 Clay 8 25 0.4 4 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 63.585 10.048 370.0222 144.536

28 2 26 Clay 10 25 0.5 5 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 79.48125 12.56 382.5822 154.021

30 2 28 Clay 13 25 0.65 6.5 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 103.3256 16.328 398.9102 167.412

32 2 30 Clay 14 25 0.7 7 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 111.2738 17.584 416.4942 175.923

34 2 32 Clay 14 25 0.7 7 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 111.2738 17.584 434.0782 181.784

36 2 34 Clay 15 25 0.75 7.5 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 119.2219 18.84 452.9182 190.713

38 2 36 Clay 17 25 0.85 8.5 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 135.1181 21.352 474.2702 203.129

40 2 38 Clay 20 25 1 10 - 9 1 1.5 1.76625 3.14 0.4 - 158.9625 25.12 499.3902 219.451

-

Q ijinNc' α Qe Qf ∑Qf

Pile Cap

Nq'ΔL Panjang tekstur N-SPT q'

Daya dukung 1 tiang pancang

Menggunakan Bore Pile, dengan spesifikasi:

(DALAM)

• Digunakan tiang pancang 18 buah di pancang sampai kedalaman -40 m.

(P ijin 1 tiang 219,451 ton)

• Repartisi Beban dalam Tiang Grup

PENUTUP •Kesimpulan • Kontrol Tegangan telah memenuhi sesuai urutan pelaksanaan yang disyaratkan yaitu :

1. Kontrol tegangan tahap kantilefer (Beban Sendiri + Tendon Kantilefer),

2. Kontrol tegangan tahap Service (Beban Sendiri + Beban mati tambahan + Beban lalu lintas pada

semua kombinasi),

3. Kontrol tegangan akibat kehilangan prategang,

• Kontrol kekuatan dan stabilitas :

1. momen retak,

2.momen batas,

3. Torsi,

4. lendutan, (Kondisi Kantilefer dan telah Service)

Seluruhnya telah memenuhi syarat yang ditetapkan.

Kontrol torsi tidak diperlukan tulangan torsi.

• Perhitungan geser didasarkan pada retak geser badan (Vcw) dan retak geser miring (Vci).

Hasil perhitungan Vcw dan Vci dibandingkan yang paling menentukan untuk perencanaan

tulangan geser.

•Saran • Penggunaan metode pelaksanaan dengan alat launching gantry sebaiknya

dicek pengaruhnya terhadap struktur jembatan. Besarnya pengaruh tersebut dalam memberikan tambahan beban pada struktur jembatan perlu diketahui secara pasti.

• Kontrol tegangan dan analisa yang didapatkan sebaiknya dicek terhadap berbagai jenis kombinasi pembebanan yang sesuai dengan kenyataan di lapangan.

Sekian dan Terima Kasih