jembatan final.docx
TRANSCRIPT
TUGAS PERANCANGAN JEMBATAN
TUGAS PERANCANGAN JEMBATAN2014
BAB IANALISA MUKA AIR BANJIR DAN PEMILIHAN JENIS KONSTRUKSI1.1 Analisa Muka Air Banjir
Untuk menentukan tinggi muka air banjir dalam suatu perencanaan jembatan, digunakan data debit banjir dengan kala ulang 50 tahunan. Data tersebut diperoleh dengan menggunakan Metode Nakayasu, yang mana hasilnya disajikan pada table berikut:
Tabel 1.1 Data Banjir Rancangan Kala Ulang 50 TahunJamQpR1R2R3R4R5 Base flow Q Total
( t )( M3/dt )26.856.934.9113.9013.305( M3/dt )( M3/dt )
000.000020.37720.38
0.50.2115585.68030.000020.37726.06
11.11661129.98101.46610.000020.37751.82
25.879157.85127.73811.03900.000020.377187.01
33.917105.171540.74155.48370.82530.000020.377172.60
42.60970.051727.144828.87184.35590.699220.377151.50
51.7546.987518.080419.236422.93403.690420.377131.31
61.33435.817912.127512.812815.280219.430120.377115.85
71.01827.33339.24468.594310.177712.945720.37788.67
80.77620.83567.05476.55136.82688.622720.37770.27
90.59215.89525.37774.99945.20395.783820.37757.64
100.4601312.35454.10263.81093.97124.408920.37749.03
110.3755610.08383.18872.90733.02723.364520.37742.95
120.306538.23032.60262.25972.30942.564720.37738.34
130.250196.71762.12431.84441.79501.956620.37734.81
140.20425.48281.73381.50541.46511.520720.37732.08
150.166674.47511.41511.22871.19581.241220.37729.93
160.136043.65271.15501.00280.97601.013120.37728.18
170.111032.98120.94280.81850.79660.826920.37726.74
180.090622.43310.76940.66810.65020.674920.37725.57
190.073971.98610.62800.54530.53070.550820.37724.62
200.060371.62090.51260.44500.43310.449620.37723.84
210.049281.32320.41840.36330.35350.367020.37723.20
220.040221.07990.34150.29650.28860.299520.37722.68
230.032830.88150.27870.24200.23550.244520.37722.26
240.026790.71930.22750.19750.19220.199520.37721.91
Dari data debit banjir tersebut diambil data yang terbesar, yaitu debit pada jam ke-2 sebesar 187.01 m3/dt.
Adapun bentuk dari penampang sungai dari lokasi jembatan rencana adalah sebagai berikut:
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12345678910111213`141516171819
Catatan :skala vertikal:1 kotak = 1 meterSkala horizontal : 1 kotak =5 meter
Untuk memudahkan dalam perhitungan luas penampang basah, maka penampang sungai tersebut dibagi menjadi beberapa pias seperti berikut :
0
16
25
3
4
54
6
73
82
9
101
11
12
12345678910111213`141516171819
Sehingga luas penampang basah adalah sebagai berikut :Nomer PiasLuasan ()
1(0,5 x b xh) + (bxh) =52,5
20.5 x h x (s1+s2) =29,5
30.5 x h x (s1+s2) =35
40.5 x h x (s1+s2) =121,5
50.5 x h x (s1+s2) =105
60.5 x h x (s1+s2) =72,5
TOTAL416
Jika diasumsikan bahwa kecepatan aliran adalah sebesar 0,785 m/dt maka tinggi muka air banjir (h) dapat dihitung dengan melihat luas penampang basah yang dibutuhkan dengan cara sebagai berikut:v = A = A = = 238,223 dibulatkan menjadi 238,5
Jadi luasan yang dibutuhkan oleh aliran banjir 50 tahun dengan debit 187,01 m3/dt. Dan kecepatan 0,785 m/dt adalah 238,5 , jika melihat dari hasil perhitungan luas pias maka aliran tersebut menggenangi pias 1, 2 3 dan 4 sehingga didapat nilai h=8 meter.Dengan melihat nilai tinggi muka air banjir setinggi 8 meter maka diputuskan untuk tidak melakukan modifikasi penampang sungai, karena masih ada tinggi jagaan sebesar 3 meter dari atas muka air banjir (syarat minimal adalah 1 meter).
1.2 Pemilihan Struktur Jembatan
1.2.1 Bangunan Atas
Dengan memperhatikan keadaan penampang sungai dan tinggi muka air banjir, maka direncanakan bangunan atas jembatan sepanjang 50 meter, dimana konstruksinya menggunakan Rangka Baja sehingga bangunan atas hanya terdiri dari satu bentang saja.
1.2.2 Bangunan Bawah (Abutment)
Tinggi abutment direncanakan berdasarkan tinggi muka air banjir ditambah dengan tinggi jagaan 2 meter (minimal 1 meter). Sehingga tinggi total abutment adalah: H = Tinggi muka air banjir + 2 H = 8 + 2 H = 10 meterAdapun alternatif pemilihan abutment berdasarkan tingginya dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 1.2 Alternatif pemilihan abutmentJenis AbutmentTinggi ( meter )
Pangkal Tembok Penahan kantilever0 -8
Pangkal Tembok Penahan Gravitasi34
Pangkal Tembok Penahan Kontrafort6 -20
Pangkal Kolom Spill Through 0 20
Pangkal Balok Cap Tiang Sederhana0 20
Pangkal Tanah Bertulang5 - 15
Sumber : Buku Ajar Teknik Sipil UNDIP
Dari tinggi total abutment maka dipilih jenis konstruksi berupa tembok penahan kontrafor karena memiliki kekuatan untuk menahan beban yang kuat dan kemudahan pelaksanaannya.
2.1.3 PondasiPenentuan jenis pondasi yang akan digunakan dipertimbangkan berdasarkan kedalaman lapisan tanah pendukung (tanah keras). Bentuk alternative pondasi terletak pada tabel di bawah ini :Tabel 1.2 Jenis PondasiJenis PondasiKedalaman lap. pendukung
Pondasi langsung0-3
Pondasi sumuran3-15
Pondasi Tiang beton15-60
Pondasi tiang baja7 - ~
Sumber : Buku Ajar Teknik Sipil UNDIPPendugaan letak laapisan tanah keras didasarkan pada nilai tahanan konus (qc). Hubungan nilai tahanan konus (qc) terhadapa konsistensi tanah adalah sebagai berikut :1. Tanah sangat lunak: qc < 5 kg2. Tanah lunak: 5 10 kg3. Tanah teguh: 10 - 20 kg4. Tanah kenyal: 20 40 kg5. Tanah sangat kenyal: 40 80 kg6. Tanah keras: 80 150 kg7. Tanah sangat keras: qc > 150 kg
Tabel 1.3 Data hasil penyelidikan sondirKedalaman(m)Qc (kg/ m3)Keterangan
Sisi KiriSisi Kanan
12015Tanah kenyal
24040
34535
45025
57550Tanah sangat kenyal
66565
79055
87550
98075
1010590
1190100
1270105
1310090
1410065
1595105
Tanah Keras
16135100
1711090
1890110
19120105
20120100
21125120
22120100
23150130
24>150150
Dari hasil penyelidikan diperoleh bahwa tanah keras diperoleh pada kedalaman 15 meter. Oleh karena itu jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang sumuran.
BAB IIPEMBEBANAN BANGUNAN ATAS
2.1 Spesifikasi dan Data PerencanaanDalam sebuah konstruksi jembatan, bangunan atas biasanya tediri dari lantai kendaraan, trotoar, sandaran, diafragma dan ikatan-ikatan. dalam perencanaan ini, konstruksi yang digunakan adalah konstruksi rangka baja. Perencanan ini mengacu pada Standar Rangka Baja Bangunan Atas Jembatan Kelas A & B yang telah ditetapkan oleh Bina Marga.Adapun spesifikasi dan data perencanaan jembatan adalah sebagai berikut :-Panjang bentang : 50 meter-Lebar : lebar lantai kendaraan + trotoar kanan & kiri = 7 + 2 = 9 meter-Tinggi jagaan atas: 5,10 meter-Kelas jembatan: jembatan kelas A-Profil baja : a. Lantai jembatan (Dek) :1. Gelagar melintang tengah (GMT): H 900x3502. Gelagar memanjang (GP): H 450x2003. Gelagar mlintang ujung (GMU): H 750x350 b. Ikatan angin atas (Top Bracing)1. Batang ikatan ujung (BIU): H 300x2002. batang ikatan angin (BIA): H 150x150
c. Batang samping :1. Batang samping bawah (BSB): H 350x3502. Batang samping diagonal (BSD): H 350x3503. Batang samping atas (BSA): H 350x350 d. Handrail : Profil kanal 200x75
-Material : a. Rangka Baja menggunakan BJ 55 (fu=550 MPa; fy=460 MPa)b. Baut menggunakan baja mutu tinggi sesuai JIS B1180 Grade 8,3c. Beton lantai jembatan menggunakan beton dengan fc = 30 MPad. Baja tulangan menggunakan BJTD-40 (fy = 400 MPa)-Koefisien gempa : 0,200
2.2 Perhitungan Beban Mati
Berdasarkan Standar Rangka Baja Bangunan Atas Jembatan Kelas A & B yang telah ditetapkan oleh Bina Marga beban mati dari struktur bangunan atas jembatan rangka baja dengan bentang 50 meter kelas A dapat dijabarkan sebagai berikut :Tabel 2.1 Berat rangka baja
No. FrameProfilDimensi (mm)Panjang (m)Berat (Kg/m)Total berat (kg)
1BSB1350 x 350 - 12/224,996150,54752,1
2BSB2350 x 350 - 12/224,996150,54752,1
3BSB3350 x 350 - 12/224,996150,54752,1
4BSB4350 x 350 - 12/224,996150,54752,1
5BSB5350 x 350 - 12/224,996150,54752,1
6BSB6350 x 350 - 12/224,996150,54752,1
7BSB7350 x 350 - 12/224,996150,54752,1
8BSB8350 x 350 - 12/224,996150,54752,1
9BSB9350 x 350 - 12/224,996150,54752,1
10BSB10350 x 350 - 12/224,996150,54752,1
11BSA1350x350 - 16/224,996160,2800,4
12BSA2350x350 - 16/224,996160,2800,4
13BSA3350x350 - 16/324,996212,931063,8
14BSA4350x350 - 16/324,996212,931063,8
15BSA5350x350 - 16/324,996212,931063,8
16BSA6350x350 - 16/324,996212,931063,8
17BSA7350x350 - 16/324,996212,931063,8
18BSA8350x350 - 16/224,996160,2800,4
19BSA9350x350 - 16/224,996160,2800,4
sub total16.041,4
No. FrameProfilDimensi (mm)Panjang (m)Berat (Kg/m)Total berat (kg)
20BSD1350x350 - 16/226,700160,21073,4
21BSD2350x350 - 12/196,700134,9903,8
22BSD3350x350 - 12/196,700134,9903,8
23BSD4350x350 - 12/196,700134,9903,8
24BSD5350x350 - 12/196,700134,9903,8
25BSD6350x350 - 9/126,70089,6600,3
26BSD7350x350 - 9/146,700100,3672,0
27BSD8350x350 - 9/126,70089,6600,3
28BSD9350x350 - 9/126,70089,6600,3
29BSD10350x350 - 9/126,70089,6600,3
30BSD11350x350 - 9/126,70089,6600,3
31BSD12350x350 - 9/126,70089,6600,3
32BSD13350x350 - 9/126,70089,6600,3
33BSD14350x350 - 9/146,700100,3672,0
34BSD15350x350 - 9/126,70089,6600,3
35BSD16350x350 - 12/196,700134,9903,8
36BSD17350x350 - 12/196,700134,9903,8
37BSD18350x350 - 12/196,700134,9903,8
38BSD19350x350 - 12/196,700134,9903,8
39BSD20350x350 - 16/226,700160,21073,4
sub total15523,9
TOTAL31.565,3
Tabel 2.2 Berat rangka top bracingNo. FrameProfilDimensi (mm)JumlahPanjang (m)Berat (Kg/m)Total berat (kg)
1BIU300x200-12/1929,13084,81548,4
2BIA150x150-15/191610,40827,565163.2
TOTAL6711,6
Tabel 2.3 Berat HandrailNo. FrameProfilDimensi (mm)JumlahPanjang (m)Berat (Kg/m)Total berat (kg)
1kanal200x7545025,305.060,0
TOTAL5.060,0
Tabel 2.4 Berat lantai jembatan beton bertulangPanjangLebarTebal (cm)volumeTotal berat
(m)(m)tepitengahrerata(m^3)(ton)
507222925,589,25214200
TOTAL214200
Tabel 2.5 Berat trotoar beton bertulangPanjangLebartebalvolumeTotal berat
(m)(m)(cm)(m^3)(kg)
5025252124800
Tabel 2.6 Berat trapezoidal steel sheetsPanjangLebarberat /satuan Total berat
(m)(m)(kg/m^2)(kg)
509,13051,2623400
Tabel 2.7 Berat overlay aspal betonPanjangLebartebalvolumeTotal berat
(m)(m)(cm)(m^3)(kg)
507517,540250
Tabel 2.8 Berat Mati total bangunan atasNoKomponen utama jembatanBerat (ton)
IJembatan rangka baja
Ranka baja batang samping63.1
Ranka baja batang lantai jembatan38.7
Ranka baja batang ikatan angin6.7
Handrail5.1
Baut4.3
Plat, Buhul dll15.2
Sub total133.1
IILantai dan trotoar jembatan266.2
Lantai jembatan beton bertulang214.2
Trotoar jembatan beton bertulang124.8
Trapezoid Steel Sheets23.4
Overlay Asphalt Concrete40.3
Sub total402.7
Total535.8
2.3 Beban Hidup
2.3.1 Beban Lalu Lintas
a. Beban kendaraan rencanaPembebanan truk "T" terdiri dari kendaraan truk semi-trailer yang mempunyai susunan dan berat as seperti terlihat dalam Gambar 2.5 . Berat dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai. Jarak antara 2 as tersebut bisa diubah-ubah antara 4,0 m sampai 9,0 m untuk mendapatkan pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan. (RSNI-T-02-2005)
Gambar 2.5 Kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda sebesar 10 Ton
b. Beban Jalur (Beban D ) dan beban kejutBeban D adalah muatan pada tiap jalur lau lintas yang terdiri atas beban terbagi rata sebesar q dalam t/m dan muatan garis P = 12 ton melintang jalur tersebut (belum termasuk muatan kejut). Gambar garis dan muatan terbagi rata pada jalur jalan muatan D berlaku 100% ketika lebar jalur 5,5 meter. Jika lebar lebih dari 5,5 meter sisanya dihitung 50% dari muatan D.Besarnya nilai q dapat ditentukan sebagai berikut : Untuk jembatan bentang (L) < 30 m , q = 2,2 t/m Untuk jembatan dengan L antara 30 dan 60 m maka q = 22 - () x (L 30 ) t/m Untuk jembatan dengan L>60 m q = 1,1 x (1 + ) t/mSumber: Buku Jembatan, Bambang supriadi & Agus setyo
Jika jembatan memiliki lajur dengan lebar 7 meter dan panjang bentang 50 meter, maka besarnya nilai beban D berupa beban P dan beban q dapat dihitung sebagai berikut :
Beban terpusatP= 12 Ton
Beban merataq= 22 - () x (L 30 ) t/m= 22 - () x ( 50 30 ) t/m= 1,833 t/m Koefisien kejutK = 1 + = = 1,20
Karena lebar jalur (B) = 7 meter, maka :q = 5,5q + (B - 5,5) 0,5.q = 5,5q + (7-5,5) 0,5 q = 6,25q
P = 5,5P + (B - 5,5) 0,5.P = 5,5P + (7-5,5) 0,5 P = 6,25P
Beban hidup + Kejut = q . L + P . k = (6,25 . (). 50) + (6,25 (). 1,20) = 241,023 ton
2.3.2 Beban anginBeban angin rencana Hw, dapat dihitung dengan :H*w = 0,0006 Cw ( Vw )^2 As [ kN ]Dengan pengertian :Vw = kecepatan angin rencana (m/dt) dari Pasal 14.3CW = koefisien seret yang ditentukan dari Tabel 42As = adalah luas bagian samping dari bangunan untuk rambu lalu lintas atau penerangan.Kecepatan angin rencana harus diambil seperti yang diberikan dalam Tabel 2.10
Luas ekuivalen bagian samping jembatan adalah luas total bagian yang masif dalam arah tegak lurus sumbu memanjang jembatan. Untuk jembatan rangka luas ekivalen ini dianggap 30 % dari luas yang dibatasi oleh batang-batang bagian terluar
Tabel 2.9 Nilai Koefisien seret (Cw)Tipe JembatanCW
Bangunan atas masif: (1), (2)b/d = 1.0b/d = 2.0b/d 6.02.1 (3)1.5 (3)1.25 (3)
Bangunan atas rangka1.2
CATATAN (1) b = lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandarand = tinggi bangunan atas, termasuk tinggi bagian sandaran yang masifCATATAN (2) Untuk harga antara dari b / d bisa di interpolasi linierCATATAN (3) Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi, Cw harus dinaikkansebesar 3 % untuk setiap derajat superelevasi, dengan kenaikan maksimum2,5 %
Tabel. 2.10 Kecepatan Angin RencanaKeadaan BatasLokasi
Keadaan BatasSampai 5 km dari pantai> 5 km dari pantai
Daya layan30 m/s25 m/s
Ultimit35 m/s30 m/s
Sumber: RSNI-T-02-2005Jadi beban angin pada jembatan rangka baja bentang 50 meter yang diasumsikan berlokasi jauh dari pantai (v angin = 30 m/s ) dapat dihitung sebagai berikut: b/d = 9/5,10 = 1,765 2 maka nilai Cw = 1,5 As = 30 % x (50 x 5,10) = 76,5 Hw = 0,0006 Cw ( Vw )^2 As = 0,0006 x 1,5 x (30)^2 x 76,5 = 61,965 kN = 6,196 ton
2.3.3 Gaya Rem dan TraksiBekerjanya gaya-gaya arah memanjang jembatan, akibat gaya rem dan traksi, harus ditinjau untuk kedua jurusan. Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan gaya rem sebesar 5% dari beban lajur D yang dianggap pada semua jalur lalu lintas, tanpa dikalikan dengan faktor beban dinamis dan dalam satu jurusan. Gaya rem tersebut dianggap bekerja horizontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m diatas permukaan lantai kendaraan (RSNI-02-205 hal 22)
Perhitungan beban rem dan traksi :
Beban D (tanpa kejut) = q . L + P = (6,25 . (). 50) + (6,25 ()) = 235,568 ton Rm = 5% x D = 5% x 235,568= 11, 778 ton Titik tangkap= h + 1,8= 10 +1,8 = 11,8 meter
2.3.4 Gaya gesekan tumpuan
Gaya gesekan (f) = Pm x CDimana: Pm = Beban mati konstruksi atas C = Koefisien gesekan tumpuanDigunakan tumpuan berupa karet elastomer bearing, oleh karena itu nilai C akibat gesekan baja dengan karet = 0,15, sehingga beban akibat gaya gesekan pada tumpuan jembatan dapat dihitung :F gesekan = Pm x C = 535.8 x 0,15 = 80,37 ton
BAB IIIPERENCANAAN ABUTMENT
Abutment direncanakan dengan dimensi dan bentuk seperti terlihat pada gambar 3.1 di bawah ini :
3.1 Beban Mati3.1.1 Akibat berat sendiri abutmentBagianLUAS (m^2)Lengan (m)BJ. Beton (t/m3)volumeBerat (ton)Momen (ton.m)
10.3x 0.6600.1984.452.51.7824.45519.825
20.6x 0.8040.4824.602.54.34210.85449.928
30.9x 1.236=1.1124.452.510.01225.029111.379
40.9x 1.200x0.5=0.5404.32.54.86012.15052.245
51x 7.735x=7.7353.52.569.615174.038609.131
60.365x 1.236x0.5=0.2262.822.52.0305.07514.312
70.365x 1.200=0.4382.882.53.9429.85528.382
83x 0.600x0.5=0.90022.58.10020.25040.500
93x 0.600x0.5=0.90052.58.10020.250101.250
107x 0.800=5.6003.52.550.400126.000441.000
TOTAL18.131163.182407.9561467.953
Jarak titik O ke titik berat abutment = X = = meter
3.1.2 Akibat berat tanah timbunan diatas abutmentBagianLUAS (m^2)Lengan (m)BJ. Tanah (t/m3)volumeBerat (ton)Momen (ton.m)
12.4x 0.66=1.5845.81.6514.25623.522136.430
22.1x 2.84=5.9645.951.6553.67688.565526.964
32.1x 1.2=2.525.951.6522.68037.422222.661
40.9x 1.2x0.5=0.544.51.654.8608.01936.086
53x 4.7=14.15.51.65126.900209.3851151.618
63x 0.6x0.5=0.961.658.10013.36580.190
TOTAL25.608230.472380.2792153.948
Jarak titik berat timbunan ke titik berat abutment = X = = = 5,664 meter
3.1.3 Akibat beban mati bangunan atas
Berdasarkan standar bina marga untuk jembatan baja tipe A, di dapat berat bangunan atas untuk bentang 50 meter sbb:NoKomponen utama jembatanBerat(ton)
IJembatan rangka baja
Ranka baja batang samping63.1
Ranka baja batang lantai jembatan38.7
Ranka baja batang ikatan angin6.7
Handrail5.1
Baut4.3
Plat, Buhul dll15.2
Sub total133.1
IILantai dan trotoar jembatan266.2
Lantai jembatan beton bertulang214.2
Trotoar jembatan beton bertulang124.8
Trapezoid Steel Sheets23.4
Overlay Asphalt Concrete40.3
Sub total402.7
Total535.8
Beban mati yang diterima oleh masing-masing abutment= 0,5 x 535,8 = 267,9 ton Lengan momen = 3,5 meter momen = 3,5 x 267,9= 937,65 Ton.m
3.2 Beban Hidup3.2.1 Beban hidup akibat bangunan atasDari hasil perhitungan pada Bab 2, diketahui bahwa beban hidup total akibat beban lalu lintas dari bangunan atas adalah 241,023 tonBeban hidup yang diterima oleh masing-masing abutment= 0,5 x 241,023 = 120,512 ton Lengan momen = 3,5 meter momen = 3,5 x 120,512= 421,790 Ton.m
3.2.2 Gaya horizontal akibat rem dan traksi
Beban D (tanpa kejut) = q . L + P = (6,25 . (). 50) + (6,25 ()) = 235,568 ton Rm = 5% x D = 5% x 235,568= 11, 778 ton Beban untuk satu abutment= 0,5 x 11,778 ton= 5,889 ton Lengan rem terhadap titik sentris= 11,8 meter Momen= 11,8 x 5,889= 69,493 Ton.m3.2.3 Gaya akibat tekanan tanah aktifDiketahui : = 30Ka= tan2 ( 45 - ) = 0,33Berat jenis tanah = 1,65 ton/m3q = 1,65 x 0,6 = 0,99 t/ m3 Lebar Tanah timbunan = 9 meterTinggi tanah timbunan = 10 meter
Tekanan tanah aktif (Ta) Pa1 = Ka x q x h x B = 0,33 x 0,99 x 10 x 9 = 29,403 Ton
Pa2 = Ka x Bj. tanah x h2 x B x 0,5 = 0,33 x 1,65 x 102 x 9 x 0,5 = 245,025 Ton
Pa total= Pa1 + Pa2= 29,403 + 245,025= 274,428 ton
Momen= Pa1 x (2/3) h + Pa2 x (1/3) h= 29,403 x (2/3)10 + 245,025 x (1/3)10= 196,02 + 816,75=1012,77 Ton.m2.2.4 Beban GempaGh = M . C . I . K .
Dimana: Wt= (Berat mati bangunan atas + 0.5 berat abutment) C= koefisien gempa I = Faktor kepentingan K= Faktor jenis struktur Dari Standar Rangka Baja Bangunan Atas Jembatan Kelas A & B telah ditentukan bahwa nilai koefisien gempa (C) untuk perencanaan jembatan adalah sebesar 0,2. Untuk nilai factor kepentingan (I) diasumsikan bahwa jembatan merupakan jembatan permanen dimana rute alternative tersedia sehingga nilai I dipakai sebesar 1 (RSNI T-02-2005) Untuk nilai factor jenis struktur (K) jembatan diasumsikan merupakan tipe B (bersifat daktail dimana bangunan ats terpisah dengan bangunan bawah) dengan nilai K= 1,0F F= 1,25 0,025 n (n adalah jumlah sendi plastis = 2 ) F = 1,25 (0,025 x 2) F = 1,2 Sehingga nilai K = 1,0 x 1,2 = 1,2 Sehingga perhitungan beban gempanya menjadi :1. Beban gempa akibat berat sendiri abutment noBerat (t)Gh (ton)Lengan (m)Momen (t.m)
14.4551.0699.6710.339
210.8542.6058.9423.288
325.0296.0077.9247.575
412.1502.9166.920.120
5174.03841.7694.67195.061
65.0751.2187.929.647
79.8552.3656.916.320
820.2504.86014.860
920.2504.86014.860
10126.00030.2400.412.096
total407.95697.909344.167
2. Beban gempa akibat struktur atasBerat (t)Gh (ton)Lengan (m)Momen (t.m)
267.90064.29610642.960
Maka total Gh=162,205 tonTotal Momen Gh= 987,127 ton.m
2.2.5 Beban akibat gesekan tumpuan
Tumpuan berupa karet elastomer bearing, oleh karena itu nilai C akibat gesekan baja dengan karet = 0,15, sehingga beban akibat gaya gesekan pada tumpuan jembatan dapat dihitung :F gesekan= Pm x C = 267,9 x 0,15 =40,185 tonLengan= 8,7 (tinggi elastomer dari titik O pada dasar abutment)Momen= 40,185 x 8,7=349,610 Ton.m
2.3 Stabilitas Abutment
Data-data yang digunakan :a. Faktor aman: Geser: SF = 1,5 (kondisi normal) SF = 1,05 (gempa) Guling: SF = 2 (kondisi normal) SF = 1,2 (gempa)b. Sudut Gesek dalam: 30c. Lebar Abutment (B): 7 meterd. Kohesi (c): 3,0 Kombinasi PembebananNOKOMBINASITegangan yang digunakan dalam dan pada keaddan ijin elastis
IAbutment+ struktur atas+tekanan tanah100
IIAbutment+tekanan tanah+tanah urugan125
IIIStruktur atas+abutment+tekanan tanah+tanah urugan+rem+traksi140
IVBeban mati+abutment+tanah urugan+gempa150
Sumber : PPPJJR
a. Kombinasi Pembebanan IUNIT BEBANVHM
BEBAN MATI+BEBAN HIDUP388.41151359.4403
ABUTMENT407.955831467.9533
TEKANAN TANAH274.4281012.77
TANAH URUGAN380.27882153.948
100%1176.6461274.4285994.1115
Stabilitas terhadap geser= = = 3,078 1,5 .. OK! Stabilitas terhadap Guling= = = 4,918 2 .. OK! Stabilitas terhadap eksentrisitas= = =0,127 .. OK!b. Kombinasi Pembebanan IIUNIT BEBANVHM
BEBAN MATI267.9937.65
ABUTMENT407.955831467.9533
TEKANAN TANAH274.4281012.77
TANAH URUGAN380.27882153.948
TOTAL1056.1346274.4285572.3212
125%1320.1683343.0356965.4015
Stabilitas terhadap geser= = = 2,755 1,5 .. OK! Stabilitas terhadap Guling= = = 4,502 2 .. OK! Stabilitas terhadap eksentrisitas= = =0,142 .. OK!c. Kombinasi Pembebanan IIIUNIT BEBANVHM
BEBAN MATI+BEBAN HIDUP388.4121359.440
ABUTMENT407.9561467.953
TEKANAN TANAH274.4281012.770
TANAH URUGAN380.2792153.948
REM5.88969.493
GESEKAN40.185349.610
TOTAL1176.646320.5026413.214
140%1647.305448.7038978.499
Stabilitas terhadap geser= = = 2,617 1,5 .. OK! Stabilitas terhadap Guling= = = 3,479 2 .. OK! Stabilitas terhadap eksentrisitas= = =0,483 .. OK!d. Kombinasi Pembebanan IVUNITVHM
BEBAN MATI267.900937.650
ABUTMENT407.9561467.953
GEMPA162.205987.127
TANAH URUGAN380.2792153.948
TOTAL1056.135162.2055546.679
150%1584.202243.3088320.018
Stabilitas terhadap geser= = = 2,671 1,5 .. OK! Stabilitas terhadap Guling= = = 4,619 2 .. OK! Stabilitas terhadap eksentrisitas= = =0,117 .. OK!
BAB IVPERENCANAAN PONDASI SUMURAN
4.2 Parameter Tanah Asli dan Daya dukung Plat Poer Analisis daya dukung dari fondasi sumuran dilakukan dengan mengasumsikan plat poer ikut menerima beban dari konstruksi diatasnya. Metode yang digunakan adalah metode Terzaghi dimana diketahui bahwa bentuk plat merupakan persegi panjang sehingga rumus kapasitas daya dukung ultimitnya adalah : qu= cNc (1+0,3B/L) + poNq + 0,5BN(1-0,2B/L) Dimana :qu : Kapasitas daya dukung ultimit c : Kohesi tanah Nc, Nq, N: Faktor kapasitas dukung Terzaghipo: Df. = tekanan overburden pada dasar pondasi: Berat volume tanahDf: kedalaman pondasiB: Lebar atau diameter pondasiL: Panjang pondasiAdapun lapisan tanah tempat terletaknya plat poer dianggap homogen sehingga parameter dan data-data untuk perhitungan diasumsikan sebagai berikut :Diketahui :
Sudut geser tanah () Berat vol tanah ()Lebar Plat Poer (Abutment)Panjang Plat poer (Abutment)Kohesi tanah (c)Kedalaman plat poerKedalam fondasi sumuranTekanan overburden (po): 31 : 1,75 ton/m3: 7 m: 9 m: 2,5: 10 m: 15 m: 11,75 kN/m2
Dari nilai = 31 dapat hitung nilai daya dukung dengan menggunakan Tabel koefisien Terzaghi, dimana didapat nilai-nilai sebagai berikut : = 30Nc = 37,2N= 22,5Nq = 19,7
= 31Nc = ?N= ?Nq = ?
= 34Nc = 52,6N= 36,5Nq = 35,0
Untuk mendapatkan Nilai Nc, N, dan Nq untuk sudut gesek sebesar 31 maka dilakukan interpolasi sebagai berikut :Nc = 37,2 + (31-30) = 41,05N = 22,5 + (31-30) = 26Nq = 19,7 + (31-30) = 23,525Bentuk Plat Poer adalah berupa empat persegi panjang, sehigga menurut Terzaghi, kapasitas dukung ultimitnya adalah :Qu = cNc (1+0,3B/L) + poNq + 0,5BN(1-0,2B/L) = 2,5 . 41,05 (1+0,3 . 7/9 ) + 11,75 . 23,525 + 0,5 . 1,75 . 7 . 26 (1- 0,2 . 7/9) = 573,465 kN/m2 = 57,346 ton/m2 Sehingga daya dukung ijinnya menjadi qa = qu/SF = 57,346/5 = 11,469 t/m2
4.2 Perencanaan Pondasi SumuranPondasi sumuran direncanakan menggunakan material beton dengan bentuk lingkaran. adapun rumus-rumus yang digunakan sebagai berikut : Daya dukung ultimitQult = Qb + Qs Tahanan ujung ultimitQb = Ab x qc Tahanan gesek ultimitQs = As x fs Daya dukung ijinQa = Qult/SFKeterangan :Q ult: Daya dukung ultimitQb: tahanan ujung ultimitQs: tahanan gesek ultimitQa: daya dukung ijinSF: factor amanAb: luas penampang ujung bawahAs: luas selimut tiangqc: tekanan rata-ratafs: tahanan gesek persatuan luas Data-data perencanaan :Lebar Poer (B): 7 mPanjang poer (L): 9 mJumlah sumuran (n): 2 buahDiameter sumuran (D): 3 mDiameter dalam sumuran (d): 2,4 mTinggi sumuran (h): 5 mTebal beton sumbat atas + bawah: 1,5 mTebal beton cycloop: 2 mTebal dinding sumuran: 0,3
4.2.1 Perhitungan pondasi sumuran untuk sisi kiri jembatan
Menghitung nilai qc
Pondasi berada pada kedalaman 10-15 meter, dari data sondir didapat nilai qc adalah:Nilai qc ada kedalaman 10 meter: 105 kg/cm3Nilai qc ada kedalaman 15 meter: 95 kg/cm3
Maka nilai qc yang digunakan adalah :qc = = 100 kg/cm3 = 1000 ton/m3
Menghitung tahanan ujung ultimitQb = Ab x qcQb = D2 x qcQb = 32 x 1000Qb = 7065 ton
Menghitung tahanan gesek ultimit Qs = As x fsQs = ( .D . h) . (0,012 . qc )Qs = ( .3 . 5) . (0,012 . 1000)Qs = 565,2 ton Daya dukung ultimit untukQult = Qb + Qs Qult = 7065 + 565,2Qult = 7640,2 ton (untuk 1 buah sumuran)Sehingga daya dukung ultimit untuk 2 buah sumuran = 2 . 7640,2 = 15260,4 ton
Daya dukung ijinQa = Qult/SFQa = 7640,2/5Qa = 1528,04 ton (untuk 1 buah sumuran)Sehingga daya dukung ijin untuk 2 buah sumuran = 2 . 1528,04 = 3056,08 ton
4.2.2 Perhitungan pondasi sumuran untuk sisi kanan jembatan
Menghitung nilai qc
Pondasi berada pada kedalaman 10-15 meter, dari data sondir didapat nilai qc adalah:Nilai qc ada kedalaman 10 meter: 90 kg/cm3Nilai qc ada kedalaman 15 meter: 105 kg/cm3
Maka nilai qc yang digunakan adalah :qc = = 97,5 kg/cm3 = 975 ton/m3
Menghitung tahanan ujung ultimitQb = Ab x qcQb = D2 x qcQb = 32 x 975Qb = 6888,375 ton Menghitung tahanan gesek ultimit Qs = As x fsQs = ( .D . h) . (0,012 . qc )Qs = ( .3 . 5) . (0,012 . 975)Qs = 551,07 ton Daya dukung ultimit untukQult = Qb + Qs Qult = 6888,375 + 551,07Qult = 7439,445 ton (untuk 1 buah sumuran)Sehingga daya dukung ultimit untuk 2 buah sumuran = 2 . 7439,445= 14878,89 ton
Daya dukung ijinQa = Qult/SFQa = 7339,445/5Qa = 1487,889 ton (untuk 1 buah sumuran)Sehingga daya dukung ijin untuk 2 buah sumuran = 2 . 1487,889= 2975,778 ton
4.2.3 Cek kemampuan Pondasi Sumuran Untuk Menerima BebanBeban Pondasi sumuran= - Beban yang ditahan oleh plat poerDimana merupakan :1. Beban vertikal terbesar diantara 4 kombinasi pada perhitungan Stabilitas abutment yaitu :1647, 305 (kombinasi III )2. Berat dinding sumuran= (D - d)2 . h . . n = (32 2,42 ) . 5 .2,5 .2= 63,585 ton3. Berat beton kedap air= d2 . h . . n = . 2,42 . .1,5 .2= 33,912 ton4. Berat beton cycloop= d2 . h . . n = . 2,42 . 2,5 .2= 45,216 tonSehingga = 1647, 305 + 63,585 + 33,912 + 45,216 = 1790,018 tonBeban yang ditahan plat poer= (A poer A sumuran ) . qa Poer= ((7 . 9 ) ( 32 )) . 11,469= 641,519 tonSehingga : beban yang diterima Pondasi sumuran= - Beban yang ditahan oleh plat poer= 1790,018 - 641,519= 1148,499 tonKontrol :a. Sisi kiri jembatan= Qa total > Beban sumuran= 3056,08 > 1148,499 . OK!b. Sisi kanan jembatan= Qa total > Beban sumuran= 2975,778 >1148,499 . OK!
Jadi pondasi sumuran yang direncanakan aman untuk digunakan.
BAB VPERENCANAAN BANGUNAN PELENGKAP
5.1 Perencanaan Oprit
Oprit merupakan lintasan penghubung antara jalan dengan jembatan, oprit dibangun untuk memberikan kenyamanan saat peralihan dari ruas jalan ke jembatan bagi para pengendara.
a. Data Perencanaan
Oprit direncanakan 9 meter di bagian kiri jembatan dan 9,5 meter dibagian kanan jembatab. Oprit direncanakan untuk lalu lintas tinggi dengan jalan dibagi menjadi 2 jalur. Adapun data-data perencanaan dan data lalu litas yang digunakan adalah sebagai berikut ; Data lalu lintas awal pembangunan rencana :Tabel 5.1 Data lalu lintas harian tahun 2013NoJenis kendaraanLHR 2013(kend/hari)
1Kendaraan ringan 2 ton1500
2Bus 8 ton350
3Truk 2 As 13 ton75
4Truk 3 As 20 ton35
5Truk 5 As 30 ton15
Tahun awal pembangunan:2013 Tahun awal umur rencana:2014 Tahun akhir umur rencana:2024 Umur rencana (UR):10 tahun Pertumbuhan lalu lintas (i): 3 % (selama pembangunan dan perkembangan) LHR 2014 dirumuskan: LHR 2013 x (1+i)1 LHR 2024 dirumuskan: LHR 2014 x (1+i)10Sehingga data lalu lintas rencananya menjadi :Tabel 5.2 Lalu lintas rencanaNoJenis kendaraanLHR 2013LHR 2014LHR 2024
(kend/hari)(kend/hari)(kend/hari)
1Kendaraan ringan 2 ton150015452076.351
2Bus 8 ton350360.5484.482
3Truk 2 As 13 ton7577.25103.818
4Truk 3 As 20 ton3536.0548.448
5Truk 5 As 30 ton1515.4520.764
b. Ekuivalensi beban sumbu kendaraan (E) Kendaraan ringan 2 ton (1+1): 0,0002 + 0,0002= 0,0004 Bus 8 ton (3+5): 0,0183 + 0,1410= 0,1593 Truk 2 as 13 ton (5+8): 0,1410 + 0,9238= 1,0648 Truk 3 as 20 ton (6+14): 0,2923 + 0,7452= 1,0375 Truk 5 as 30 ton (20+2(5)): 1,0375 + 2(0,1410)= 1,3195c. Menentukan koefisien Distribusi kendaraan (C)Tabel 5.3 Koefisien Distribusi Kendaraan
Jumlah LajurKendaraan ringan (> 5 ton)kendaraan berat(>5 ton)
1 arah2 arah1 arah2 arah
11111
20.60.50.70.5
30.40.40.50.475
40.30.45
50.250.425
60.20.4
Diketahui bahwa jumlah lajur 2 dan jumlah jalur adalah 2, sehingga diperoleh nilai C :Kendaraan ringan: 0,5Kendaraan berat: 0,5
d. Menghitung Litas Ekuivalen Permulaan (LEP), Lintas Ekuvalen Akhir (LER) dan Lintas Ekuivalen Tengah (LET) serta Lintas Ekuivalen Rencana (LER).LEP dirumuskan= LHR 2014 . C .ELEA dirumuskan= LHR 2024 . C .EYang mana hasil perhitungannya dapat dilihat pada tabel berikut :Tabel 5.4 Nilai LEP dan LERNoJenis kendaraanLHR 2013LHR 2014LHR 2024CELEPLEA
(kend/hari)(kend/hari)(kend/hari)
1Kendaraan ringan 2 ton150015452076.3510.50.00040.3090.415
2Bus 8 ton350360.5484.4820.50.159328.71438.589
3Truk 2 As 13 ton7577.25103.8180.51.064841.12855.272
4Truk 3 As 20 ton3536.0548.4480.51.037518.70125.132
5Truk 5 As 30 ton1515.4520.7640.51.319510.19313.699
Total99.045133.108
LET= (LEP+LEA) : 2= (99,045 + 133,108 ) : 2= 116,076
LER= LET (UR : 10)= 116,076 (10 : 10)= 116,076e. Merencanakan tebal dan susunan lapisan perkerasan Jenis lapisan yang digunakan: Lapisan Permukaan= LASTON Pondasi Atas= Batu Pecah kelas A Pondasi bawah= Sirtu kelas B CBR tanah dasar= 3,4 % DDT (daya dukung tanah dasar)= 4,3 log CBR + 1,7= 4,3 log 3,4 + 1,7= 4
Menentukan Indeks Permukaan (IP)Indeks permukaan (IP) menyatakan nilai daripada kerataan/kehalusan serta kekokohan permukaan yang bertalian dengan tingkat pelayanan bagi lalu lintas yang lewat. Adapun nilai IP di klasifikasikan menjadi 2 yaitu :1. Indeks Permukaan pada awal umur rencana (IPo)
Karena digunakan LASTON, maka IP0 = 4
Indeks Permukaan pada akhir umur rencana (IPt)Nilai IPt dapat ditentukan dengan melihat nilai LER dan klasifikasi jalan. Berdasarkan nilai LER = 116,076 dan jalan berupa jalan kolektor maka dari Tabel 5.6 di dapat nilai IPt = 2
Tabel 5.6 Indeks Permukaan pada akhir umur rencana (IPt)
Menentukan factor regional (FR)Faktor regional adalah factor setempat, yang ditentukan oleh keadaan iklim dan lapangan yang mepengaruhi keadaan pembebanan dan daya dukung perkerasan.
Tabel 5.7 Nilai Faktor Regional
Jika diasumsikan bahwa :Curah hujan= 750 mm/ tahun (IklimI)Kelandaian= 4,5 % (kelandaian II)% ken. Berat= 6,329 % (30 % )Maka berdasarkan Tabel 5.7 diperoleh nilai FR = 1
Menentukan Indeks Tebal Perkerasan (ITP)Diketahui bahwa nilai IPt = 2 dan IPo = 4 , maka digunakan nomogram 3 untuk memplotting nilai ITP
Dari hasil plotting, didapat bahwa nilai ITP = 7,35
Menentukan tebal minimum lapisan dan koefisien kekuatan relatif (a). tebal minimum dan koef. Kekuatan relatif dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Maka, diperoleh nilai tebal minimum sebagai berikut :a. Lapis permukaan (LASTON)Tebal minimum (D1) = 7,5 cma1 = 0,35b. Lapis pondasi atas (Batu pecah kelas A)Tebal minimum (D2)= 20 cma2 = 0,14c. Lapis pondasi atas (Batu pecah kelas A)Tebal minimum (D3)= 16 cma3 = 0,12
Kontrol ITP ITP= a1 .D1 + a2 . D2 + a3 .D3 7,35= (0,35 . 7,5 ) + (0,14 . 20 ) + (0,12 . 16 ) 7,35= 7,35 .OK!
5.1 Perhitungan Stabilitas Taluda. Potongan A-AData-data perencanaan : = 30Ka= tan2 ( 45 - ) = 0,33Berat jenis tanah = 1,65 ton/m3q = 1,65 x 0,6 = 0,99 t/ m3 Lebar(B)= 1 meter (dihitung permeter lebar)Tinggi talud= 1,4 meterKohesi(c)= 3
Tekanan tanah aktifTa1 = Ka . q . h . B= 0,33 . 0,99 .1,4 . 1 = 0,416 tonTa2 = 0,5 . . Ka . h2 . B= 0,5 . 1,65 . 0,33 . 1,42 . 1 = 0,543 ton
Total tekanan tanah aktif :Ta total = Ta1 + Ta2 = 0,416 + 0,543 = 0,950 Momen = (Ta1 . Lengan ) + (Ta2 . Lengan ) = ( 0,416 . 0,7) + (0,543 . 0,47) = 0,546 ton.m
Gaya akibat berat sendiri :Talud menggunakan konstruksi jenis pas. Batu kali dengan berat jenis () = 2,2 t/mSehingga perhitungannya menjadi sebagai berikut :No.No.Volume(m3)Berat (ton)lengan
11.3362.9392.1306.260
20.2000.4400.2500.110
BERAT (TON)3.3796.370
Gaya-gaya yang bekerja pada talud :No.Unit BebanVHMVMH
1Tekanan tanah-0.9500.546
2berat sendiri3.379-6.37050
TOTAL3.3790.9506.370500.546
Kontrol kestabilan Stabilitas terhadap geser= = = 5,211 1,5 .. OK! Stabilitas terhadap Guling= = = 11,668 2 .. OK!
a. Potongan A-AData-data perencanaan : = 30Ka= tan2 ( 45 - ) = 0,33Berat jenis tanah = 1,65 ton/m3q = 1,65 x 0,6 = 0,99 t/ m3 Lebar(B)= 1 meter (dihitung permeter lebar)Tinggi talud= 1,6 meter
Tekanan tanah aktifTa1 = Ka . q . h . B= 0,33 . 0,99 .1,6 . 1 = 0,523 tonTa2 = 0,5 . . Ka . h2 . B= 0,5 . 1,65 . 0,33 . 1,62 . 1 = 0,697 ton
Total tekanan tanah aktif :Ta total = Ta1 + Ta2 = 0,523 + 0,697 =1,220 Momen = (Ta1 . Lengan ) + (Ta2 . Lengan ) = (0,523 . 0,8 ) + (0,697 . 0,533) = 0,790 ton.m
Gaya akibat berat sendiri :Talud menggunakan konstruksi jenis pas. Batu kali dengan berat jenis () = 2,2 t/mSehingga perhitungannya menjadi sebagai berikut :No.Volume(m3)Berat (ton)lenganMomen (ton.m)
11.5323.3702.9009.774
20.2000.4400.2500.110
TOTAL3.8109.884
Gaya-gaya yang bekerja pada talud :No.Unit BebanVHMVMH
1Tekanan tanah-1.2200.790
2berat sendiri3.810-9.88416
TOTAL3.8101.2209.884160.79
Kontrol kestabilan Stabilitas terhadap geser= = = 3,964 1,5 .. OK! Stabilitas terhadap Guling= = = 12,511 2 .. OK!
5.1 Perhitungan Daya Dukung Timbunana. Analisa dasar teoriAdapun rumus untuk menentukan daya dukung tanah, yaitu sebagai berikut :Qu = ( C. Nc ) + ( . D . (Nq . 1) ) +( . . B . N) .. (Buku Mekanika Tanah 1, Hary C.H)
TimbunanHkr
Daya dukung tanah pondasi yang di ijinkan :p = Qijin = Qu/ SFTinggi timbunan yang di ijinkan dalam meterHkr = Dimana: : daya dukung tanah dasar : berat isi timbunanHkr: tinggi timbunan kritis
b. Menentukan faktor daya dukung tanahData-data perencanaan : = 30Berat jenis timbunan= 1,65 ton/m3SF = 5Kohesi (c)= 3Dari tabel Nilai-nilai kapasitas dukung Terzaghi (Teknik Pondasi 1 , Hary C.H)Di dapat nilai dari Nc, Nq dan N untuk nilai = 30 sebagai berikut :Nc = 37,2 Nq = 22,5N = 19,7
Kedalaman timbunan: Pot A-A: 1,4 m Pot B-B: 1,6 mLebar rata-rata timbunanPot A-A: (9,9 + 14,2) / 2= 12,05 mPot B-B: (9,9 + 14,9) / 2= 12,40 m
Analisa daya dukung tanah
Pot A-AQu = ( C. Nc ) + ( . D . (Nq . 1) ) +( . . B . N)= ( 3. 37,2 ) + ( 1,65 . 0 . (22,5 . 1) ) +( . 1,65 . 12,05 . 19,7)= 359,418 t/m2= Qu/SF= 307,443/5=71,884Hkr = = = 37,226 m > 1,4 m. OK! Pot B-BQu = ( C. Nc ) + ( . D . (Nq . 1) ) +( . . B . N)= ( 3. 37,2 ) + ( 1,65 . 0 . (22,5 . 1) ) +( . 1,65 . 12,05 . 19,7)= 313,131 t/m2= Qu/SF= 313,131/5= 62,626Hkr = = = 37,955 m > 1,6 m. OK!
RENY WARDIATI (F1A110012) 14