KAJIAN DASAR PERENCANAAN DAN PELAKSANAANJEMBATAN PELENGKUNG BETON

(DESIGN AND CONSTRUCTION EVALUATION OF CONCRETE ARCHBRIDGE TECHNOLOGY)

Lanneke Tristanto1), Redrik Irawan2)

Pusat Litbang Jalan dan Jembatan1,2)

Jl. A.H. Nasution 264 Bandung 40294E-Mail: lanneketristanto@gmail.com1), redsward@gmail.com2)

Diterima : 06 Mei 2010; Disetujui : 10 Agustus 2010

ABSTRAK

Lengkung pada struktur jembatan pelengkung terutama merupakan unsur tekan dengan bentukkurvalinier parabolis. Sebagian besar dari beban terbagi rata dan muatan bergerak dipikul melaluigaya tekan yang dilimpahkan dalam reaksi tekan horizontal yang besar (thrust) di pangkal lengkung.Gaya tekan mencegah dan mengurangi tegangan tarik dalam lengkung beton selama dilewati bebankendaraan. Jembatan pelengkung beton lama masih bertahan walaupun pembebanan telah meningkatkarena unsur tekan memiliki kapasitas cadangan. Jembatan pelengkung menghemat 15% volumebeton dibanding jembatan gelagar lurus sehingga ekonomis dalam dimensi dan penulangan.Jembatan pelengkung menurut pelimpahan reaksi tekan horizontal dibagi dalam dua tipe, tipelengkung kaku yang langsung melimpahkan reaksi tekan pada tanah fondasi sangat baik, dan tipelengkung diperkaku dengan batang tarik struktural untuk memikul reaksi tekan dan demikian sesuaipada tanah fondasi kurang baik. Sistem monolitik antara bangunan atas dan bawah dengan jumlahsendi plastis mendukung ketahanan terhadap gempa. Pelaksanaan jembatan pelengkung selalumemerlukan perancah yang dibongkar setelah lengkung selesai tersambung dan terbentuk garis tekan.Lengkung yang tidak tersambung sempurna akan runtuh pada saat perancah dibuka. Bentangmaksimum jembatan pelengkung beton bertulang 90m efisien terhadap bentang maksimum gelagarbeton prategang 45m. Jembatan pelengkung beton bertulang komposit dengan rangka/profil bajasebagai perancah maupun tulangan mencapai bentang (90-245)m.

Kata kunci : jembatan pelengkung,lengkung kaku,lengkung diperkaku,reaksi tekan horizontal,garis tekan

ABSTRACTThe arch of an arch bridge structure is mainly a compression member with curved linier parabolicshape. A great part of the uniform and moving loads is carried by compression forces that aretransmitted to the arch abutment as a large thrust force. Compression forces prevent and reduceconcrete tensioning due to traffic passage on the bridge. Existing old arch bridges still resist theincreasing vehicle loads due to reserve capacity of the compression member. Arch bridges reduce15% concrete volume compared to straight girder bridges, so they are economical in dimension andreinforcement. Arch bridges are classified into two types according to the thrust force transmission.The rigid arch type is optimal for very good soil conditions as the thrust force is directly transmitted tovery good foundation soil. The stiffened arch type is suitable for deep foundation condition as thethrust force is carried by the structural tie beam. The monolithic system between super and substructures with the number of plastic hinges improve the earthquake resistance. The construction of

arch bridges always involves the need for formwork that is removed after the arch is connected andthe compression line has been formed. An improperly connected arch will fail at the time of formworkremoval. The maximum reinforced concrete arch span 90m is efficient compared to the maximumprestressed concrete girder span 45m. Composite reinforced concrete arch bridges with steeltruss/profile for scaffolding as well reinforcement reach (90-245)m span.

Key words : arch bridge, rigid arch, stiffened arch, thrust, compression line

PENDAHULUAN

Jembatan pelengkung menurutpelimpahan reaksi tekan horizontal (thrust)dibagi dalam dua tipe (ACI, 1996). Untukmencapai penghematan biaya optimal, reaksitekan horizontal di pangkal lengkung haruslangsung dipikul oleh tanah fondasi sangatbaik seperti batuan/batu pasir. Tipe inimerupakan lengkung murni atau lengkungkaku dan paling ekonomis (Gambar 1a).

Pada tanah fondasi kurang baik,digunakan jembatan gelagar lengkungdiperkaku dengan batang tarik untuk memikulreaksi tekan horizontal. Tipe ini dikenalsebagai jembatan gelagar Langer danmerupakan struktur statis tertentu keluar(Gambar 1b).

Lengkung berbentuk kurvalinierparabolis atau terbagi dalam beberapa segmenlurus yang masing-masing berujung padafungsi parabola, yang merupakan bentukterbaik untuk memikul sebagian besar daribeban mati dan hidup melalui garis tekan.Makalah ini membahas dasar perencanaan danpelaksanaan serta aspek ekonomis denganfokus pada tipe lengkung murni.

KAJIAN PUSTAKA

Tipe gelagar lengkung kaku

Tipe lengkung lantai urugLengkung pasangan batu/bata dengan

ikatan gigi dan mortar mempunyai kuat geserdan kuat tekan tetapi tidak dapat menahantarik. Lengkung pasangan batu diisi dengantanah urug/brangkal. Makin berat beban matimakin besar gaya tekan, yang mencegah

terjadinya tegangan tarik dalam lengkungselama dilewati beban kendaraan. Mengingatstruktur yang berat memerlukan fondasi yangbesar, maka lengkung pasangan batu lebihsesuai untuk bentang pendek. Lengkungpasangan batu yang pernah dibangun denganketrampilan dan tenaga sangat intensif ternyatabertahan lebih dari 100 tahun. Banyakjembatan pelengkung pasangan batu beradadalam kondisi kritis dan perkuatan dilakukandengan menambah lengkung beton bertulangdi bawah (Gambar 2a) lengkung asli/lama (Ouand Chen, 2007) atau diatas (Gambar 2b)lengkung asli/ lama setelah urugan dibongkaryang disebut cara pelana/saddle/novel method(Brooks, 1999). Untuk menghemat waktu danbiaya dalam pembangunan jembatan baru,akan lebih ekonomis dan efisien untukmembangun lengkung beton bertulang.

Tipe lengkung lantai urug hanyadigunakan untuk bentang pendek 15m-30m(ACI, 1996). Pada bentang lebih besar(maksimum 60m), berat tanah urug meningkatdan menyebabkan tegangan terlalu besar.Drainase perlu dijaga agar berat tanah tidakbertambah dengan berat air, yang menjadibeban mati tambahan diluar rencana. Tipe inihanya digunakan pada lembah landai, dengandemikian tinggi tanah urug juga kecil.

Gelagar merupakan pelat penuh dengandinding penahan sebelah kiri dan kanan, yangsering dibuat dari sistem tanah bertulang agarlebih estetis selain mengijinkan drainasemelalui sela antara panel penutup (Gambar 2c). Perletakan umumnya berupa jepit.

Gambar 1. Tipe lengkung berdasarkan pelimpahanreaksi tekan horizontal

Gambar 2. Tipe lengkung lantai urug (jembatanpelengkung lama)

Tipe lengkung terbukaTipe ini digunakan untuk bentang 30m-

90m (ACI, 1996) dengan kolom yang memikullantai kendaraan (Gambar 3). Lengkungumumnya berupa balok/rib (minimal dua rib)atau pelat dengan dimensi mengecil kearahpuncak. Gelagar lengkung maupun gelagarlantai diperkaku dengan diafragma dalam arahmelintang jembatan, yang tidak diperlukanpada tipe pelat lengkung. Lebar pelat lengkungmengikuti lebar lantai kendaraan yangdikurangi dengan lebar kantilever trotoar.Dimensi kecil di puncak lengkung mengurangipengaruh temperatur, momen dan gaya tekanakibat beban mati. Kolom sebagai penyalurbeban lantai pada lengkung berupa penampangpersegi atau bulat (minimal dua kolom) ataudinding sekat dalam arah melintang jembatan.Jembatan pelengkung beton bertulang dengantipe lengkung terbuka telah dibangun secaraintensif dengan bentang utama 30m sampai60m di Sulawesi Selatan (Rasul, 2006), dandengan bentang utama 90m dibangun padajembatan Kelok 9, Sumatra Barat (Vaza,2008).

Perletakan jepit sering digunakan.Perletakan dua sendi memerlukan pendetailankhusus agar sendi tidak terlepas dari dudukan.Pada sistem dua sendi digunakan dimensibalok lengkung yang konstan. Pelat lengkungpada perletakan dua sendi tidak lajim. Sistemlengkung tiga sendi jarang digunakan.

lengkung kaku padatanah fondasi sangat baik

(a)

lengkung diperkaku padatanah fondasi kurang baik

(b)

a. perkuatan dibawah lengkungasli

b. perkuatan diatas lengkung asli/carapelana

tembok penahanatautanah bertulang

c. lengkung lantaiurug

Jembatan tipe pelengkung dari pasangan batu

Gambar 3. Tipe lengkung terbuka (JembatanBesok Koboan, bentang utama 80m,total 125m)

Tipe gelagar lengkung diperkaku

Tipe gelagar lengkung diperkaku yangdikenal sebagai gelagar Langer (ACI, 1996)digunakan bila letak batuan dasar dalam danmemerlukan pondasi tiang. Pada tipe inibangunan atas dan bangunan bawah terpisahdengan perletakan. Gelagar lantai berupagelagar kaku memanjang dan lengkung beradadiatas gelagar lantai. Dengan demikian tipe inibermanfaat bila ruang bebas dibawah jembatankurang besar.

Jembatan lengkung diperkaku dapatdibuat dengan lengkung keatas (tipe lantaibawah /through type yang memerlukan jarakbebas vertikal minimum 5,5m untuk lalu lintaskendaraan) maupun dengan lengkung kebawah(tipe lantai atas/deck type yang memerlukanjarak bebas terhadap muka air banjir minimum1m) dengan prinsip perhitungan serupa(Gambar 4). Tipe lengkung lantai atas/decktype sering dibuat seperti ‘queen post’ karenaketerbatasan jarak bebas dibawah jembatan .

Gambar 4. Tipe lengkung diperkaku ’gelagarLanger’ (Jembatan Serayu Cindagabaru, 90m)

Lengkung tipe lantai atas/bawah

Sesuai ketinggian permukaan jalan,dibuat lengkung tipe lantai bawah/through type(Gambar 4b), tipe lantai atas/deck type(Gambar 4a dan 5a), atau tipe lantai bawahsebagian/half-through (Gambar 5b).

Gambar 5. Lengkung tipe lantai atas dan lantaibawah sebagian (Jembatan Kahayan150m)

L

a. tipe lantai atas / decktype

kolom ataudinding sekat

jepit/sendi

jepit/sendi

L

b. tipe lantai bawah/through type

a. tipe lantai atas

L

L

b. tipe lantai bawah sebagian

HIPOTESIS

Jembatan pelengkung beton dapat mencapaibentang 90m dan bentang lebih panjangdicapai dengan beton bertulang komposit.

METODOLOGI

Dasar perencanaan, pelaksanaan danperkembangan jembatan pelengkung tipe kakudan diperkaku yang secara prinsip samadiuraikan secara umum dan terpisah. Analisisdan segi ekonomis tipe lengkung kaku/murnimenjadi pokok pembahasan.HASIL DAN ANALISIS

Dimensi lengkung kaku/murniLengkung umumnya pada perletakan

jepit, dengan ketebalan awal lengkung sebesar1,65 sampai 2 kali (~L/20) dari puncaklengkung (~L/40). Ketebalan rata-rata adalah~L/30 dan tinggi fokus f ~ L/5 (ACI, 1996).Penampang dibuat tetap untuk bentang pendekdan variabel untuk bentang sedang danpanjang.

Momen lengkung secara umumStruktur lengkung terutama merupakan

unsur tekan, sehingga momen lengkung (M)lebih kecil dari momen lentur gelagarsederhana (Mo).

M=Mo – Hy .......................... (Rumus 1)

M : momen lengkungMo : momen lentur pada asumsi gelagar

sederhanaH : reaksi tekan horizontalY : ordinat pada lengkung

Rasio fokus terhadap bentang lengkung(L) tergantung pada kondisi topografi danpersyaratan ruang bebas setempat. Makintinggi fokus (f), makin kecil reaksi tekanhorizontal (H) akibat beban mati dan momenakibat temperatur. Lantai kendaraan dipikuloleh kolom pada lengkung kaku dan hangerpada lengkung diperkaku (Gambar 6). Garispengaruh untuk lengkung kaku/murni tipikaldigambarkan dalam Tabel 1 (Tristanto, 1997).

Kapasitas cadangan unsur tekandiperoleh dari pengurangan momen oleh gayatekan (-Hy) yang menghemat dimensi danpenulangan lengkung dibanding gelagarsederhana lurus.

Gambar 6. Tipe lengkung kaku dan diperkaku

Gelagar lengkung diperkaku (Langer)

H H L

hanger

f

Gelagar lengkung kaku

fH H

L

kolom

y

Tabel 1. Contoh garis pengaruh H dan M di awal lengkung (0L), ¼ lengkung (1/4L), dan ½ lengkung (1/2L)untuk lengkung murni dengan bentang L 40m

0 0 0 0 01.67 0.02606 -0.035 0.06414 -1.40653.34 0.09787 -0.12 0.24854 -2.3215.01 0.2046 -0.232 0.56513 -2.81926.68 0.3359 -0.335 1.01386 -2.9598.35 0.482 -0.4133 1.5946 -2.8053

10.02 0.633 -0.4355 2.3035 -2.423511.69 0.78 -0.378 1.4763 -1.877313.36 0.9138 -0.221 0.78106 -1.233915.03 1.0274 0.0638 0.20569 -0.5406

16.7 1.1145 0.4872 -0.2458 0.147218.37 1.1691 1.0653 -0.5815 0.778

20 1.1878 1.81 -0.813 1.31221.67 1.1691 1.0653 -0.9455 1.72223.34 1.1145 0.4872 -0.9938 1.987225.01 1.0274 0.0638 -0.9703 2.107426.68 0.9138 -0.221 -0.8949 2.082128.35 0.78 -0.378 -0.7837 1.934730.02 0.633 -0.4355 -0.6445 1.680531.69 0.482 -0.4133 -0.493 1.358733.36 0.3359 -0.335 -0.342 0.992435.03 0.2046 -0.232 -0.2108 0.6328

36.7 0.09787 -0.1202 -0.0995 0.314838.37 0.02606 -0.035 -0.0278 0.0856

40 0 0 0 0x=(0-L)m gp H gp M1/2L gp M1/4L gp M0L

-4-3-2-10123

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

garis pengaruh Hgaris pengaruh M1/2Lgaris pengaruh M1/4Lgaris pengaruh M0L

Bentangan lengkung murni dan fondasi

Bentang majemuk dari beberapa bentanglebih pendek akan ekonomis untuk sungailebar dengan kondisi tanah sangat baik(Gambar 7a). Bentang lengkung tunggaldigunakan untuk melintasi jurang yang dalam,dan dapat dibuat simetris atau antimetris sesuaiketinggian tebing yang berbeda. Perbedaantinggi fondasi lengkung mempengaruhipembagian momen lentur dan lendutanlengkung, terutama akibat beban tidak simetrisdan beban hidup. Perbedaan ketinggian perludibatasi sekitar 2m. Perletakan yang lebihrendah menerima kontribusi beban lebih besar(Gambar 7b).

Pada perletakan jepit bekerja reaksitekan horisontal, vertikal dan momen. Reaksidisalurkan ke dasar balok fondasi yang dibuattegak lurus pada gaya resultanta (Gambar 7b).Tanah harus stabil dan mampu memikul reaksitekan horisontal. Cara ini lebih efisien daritelapak horisontal yang perlu pengecekanfaktor keamanan terhadap geser (Gambar 7c)atau gigi penahan geser (Gambar 7d). Fondasilangsung dan tebing sekitarnya harusdilindungi dengan lantai turap. Perhitunganfondasi dilakukan secara manual dengan hasilreaksi tumpuan dari perhitungan

manual/perangkat lunak. Perhitungan fondasidilakukan dalam keadaan batas daya layan,dengan asumsi tegangan tanah linier berbentuksegitiga. Dalam perhitungan keadaan batasultimit, tegangan tanah berupa blok tegangan.Perhitungan fondasi dalam keadaan batas dayalayan/linier memberi hasil konservatif/lebihaman (lihat cara perhitungan fondasi langsungpada Lampiran).

Pengaruh gempa pada lengkung murni

Program perangkat lunak diperlukandalam analisis gempa karenamemperhitungkan kerangka struktur sebagaikesatuan. Perhitungan kolom pinggir yangpaling tinggi dalam arah melintang jembatanmengambil konsep freebody, dengan cara duadimensi yang lebih konservatif dari tigadimensi. Pengaruh gempa tidak menyebabkanpeningkatan tegangan yang berarti padalengkung dan gelagar lantai. Pengaruh gempaterutama terjadi pada kolom pendek untuk arahmemanjang jembatan dan kolom panjanguntuk arah melintang jembatan (Gambar 8).Sistem monolitik antara bangunan atas danbawah, dan jumlah sendi plastis dalam kolommajemuk mendukung ketahanan gempa.Analisis gempa diasumsikan dengan gaya

M+/- M+/-H H

Lx(m) gp. gp. gp. gp.0-L H M(1/2L) M(1/4L) M(0L)

gempa horizontal ekivalen pada masing-masing titik berat segmen (SNI, 2005).Keruntuhan gempa umumnya terjadi karenakegagalan kolom sehingga ikatan antara kolomdan bangunan lengkung serta gelagar lantaiharus menjadi kesatuan dengan meneruskanpenulangan utama dan sengkang kolomkedalam lengkung dan gelagar. Perhitungangempa statis ekivalen merupakan analisiskonservatif dibanding perhitungan dinamis.

Perhitungan dua dimensi jugakonservatif, karena kesatuan antara kekakuanmemanjang dan melintang dalam analisis tigadimensi memberikan momen perlawananpuntir sehingga struktur tertahan dalamgerakan dan nilai lendutan struktural menjadikecil.

Pengaruh tipe perletakan sendi-jepit padalengkung murni

Perbandingan antara gaya normal, geser danmomen untuk lengkung terjepit, dua sendi dantiga sendi dibuat untuk beban hidup dan matitotal, perbedaan penurunan fondasi 25mm, dangempa statis ekivalen dengan koefisien responkh = 0,3 untuk bentang lengkung 40mdirangkum dalam Tabel 2. (Tristanto, 1997).Penggunaan perletakan jepit atau sendiberpengaruh pada momen dalam lengkung dangelagar lantai. Lengkung bersendi kurang pekaterhadap penurunan fondasi dibandinglengkung terjepit. Pengaruh gempa pada kolompendek tengah bentang hampir sama untuklengkung terjepit atau bersendi.

Gambar 7. Tipe fondasi langsung, lengkung majemuk, lengkung asimetris

Gambar 8. Skema gaya gempa pada jembatan pelengkung

c. gaya geser > .b. gaya geser <

reaksi >

reaksi <

turap

d. gigi penahan geser

b. lengkung asimetris, tebing tidak sama tinggi

a. lengkung majemuk

L

Gaya statis ekuivalen gempa arah memanjang jembatan

Gaya statis ekuivalengempa arah melintangjembatan pada freebodykolom panjang

kolom pendek

freebody

diafragmatambahan

Detailkolompendek

Tabel 2. Perbandingan gaya normal N(kN), geser S(kN), momen M(kNm), analisis arah memanjang

Bagian Gaya normalGaya geserMomen

Lengkung terjepit Lengkung dua sendi Lengkung tiga sendi

Gelagar lengkung NSM

- 2591397

-1970 dan +565

-2664214

-372 dan +753

-2647212

-388 dan +758Kolom tinggi

pinggirNSM

-505222185

-728222175

-731238205

Gelagar lantai NSM

-294345

-338 dan +406

-302388

-635 dan +485

-297389

-683 dan +433Penurunan

fondasiM gelagar lantai -978 -788 -796

Kolom pendekakibat gempa

NSM

-154-221130

-175251147

-135130

149,5

Pengaruh penurunan fondasi pada kinerjalengkung murniStruktur statis tak tentu seperti jembatanpelengkung peka terhadap penurunan fondasi.Penurunan fondasi diperhitungkan dan bilamelebihi 25mm perlu diadakan perkuatan/penulangan tambahan untuk memikul gayageser dan momen sekunder, yang terjadi tepatpada lokasi tumpuan yang menghubungkanlantai atas dengan kolom pertama di awallengkung (Gambar 9). Tegangan terbesar terjadidalam gelagar lantai dan bukan dalam gelagarlengkung. Bila terjadi penurunan secarabersamaan dari fondasi lengkung kiri dankanan, maka momen sekunder terjadi secarasimetris di bagian kiri dan kanan jembatan.Dalam praktek, momen sekunder yang bersifatsebagai momen negatif dapat ditanggulangioleh tulangan pelat lantai kendaraan. Pengaruhsampingan dari penurunan fondasi jugamenimbulkan gaya angkat pada kepala

jembatan yang terpikul oleh pilar antara bilalantai diperpanjang sampai menumpu diatastebing dan kepala jembatan.

Penurunan fondasi langsung dalam tanahbatu pasir pernah terjadi pada jembatanpelengkung beton bertulang terjepit TukadMelangit di Bali (bentang 40m) danmenimbulkan goyangan/getaran sementarayang menghilang oleh penyebaran teganganakibat rangkak-susut beton dalam jangka waktubeberapa bulan. Gaya geser/momen akibatpenurunan fondasi dan beban total meningkatmenjadi 468,9 kN/-376 kNm dalam gelagarlantai dan berangsur kembali ke normal346kN/-319kNm akibat distribusi teganganrangkak-susut (Tristanto, 1997). Prosesrangkak-susut beton yang berlangsung sampaiumur beton 9000 hari mereduksi efeksampingan dari penurunan fondasi yangmenguntungkan kinerja struktur statis tak tentu.

Gambar 9. Pengaruh penurunan fondasi pada gelagar lantai

kolom pertamajepit/sendi

penurunan fondasi

gaya/momensekunder akibatpenurunanfondasi pilar antara

kepala jembatan

Pengaruh temperatur pada lengkung murni

Temperatur lingkungan rata-rata 25-30˚Celsius dengan kelengasan udara 75-80%.Perbedaan temperatur/gradien sebesar 10Celsius antara tepi atas dan tepi bawah lantaikendaraan lajim terjadi karena radiasi matahari.Peningkatan momen yang terjadi akibatkombinasi beban mati, beban hidup, susut danrangkak serta gradien temperatur umumnyamasih terpikul oleh struktur. Bila gradientemperatur terjadi pada lengkung, perubahanbentuk langsung dipikul oleh fondasi dan tidakterjadi tegangan lebih (ACI, 1996).

Dasar pelaksanaan jembatan pelengkung

Pelaksanaan jembatan pelengkung selalumemerlukan perancah yang dibongkar setelahlengkung selesai tersambung dan betonmencapai kuat tekan minimal 28 hari (sesuaiperaturan Dept.PU, 2008). Lengkung harusmembentuk garis tekan yang menahan beratsendiri dan beban berikutnya yaitu tembokpenahan dan tanah urug (tipe lantai urug) dankolom/sekat/gelagar lantai (tipe terbuka).Lengkung yang tidak tersambung sempurnaakan runtuh pada saat perancah dibuka.

Jembatan pelengkung beton dilaksanakandengan dua cara. Cara pertama denganpengecoran di tempat diatas kerangka perancah(Gambar 10). Cara kedua dengan segmenpracetak dalam sistem kantilever terjepit yangmenggunakan kabel eksternal sementara untukmenjaga stabilitas dan keseimbangan selamapelaksanaan (Gambar 11). Tendon prateganginternal digunakan untuk memenuhi persyaratantegangan tekan minimal 1 MPa yang menjagakeutuhan sambungan antara segmen pada setiapkemungkinan pembebanan (ACI, 1996).

Gambar 10. Cara pengecoran ditempat

Gambar 11. Cara kantilever seimbang

Dasar pelaksanaan jembatan pelengkungdengan tipe lengkung diperkaku

Tipe pelengkung beton diperkaku padadua perletakan (rol-sendi) merupakan desainlama dengan inti gelagar dari profil baja yangdigunakan sebagai perancah. Setelah rangkabaja terpasang lengkap, maka profil bajadibungkus dengan beton dan lantai kendaraandari beton bertulang menjadi struktur komposit.Sistem ini pernah mendapat hak paten diAmerika Serikat pada tahun 1912. Padajembatan lama dengan tipe ini (jembatanCindaga lama – Kali Serayu) terjadi kerusakanpada bagian beton pembungkus yang jugaberasal dari kemunduran kapasitas profil bajayang tertanam. Tipe pelengkung betondiperkaku sesuai untuk bentang 30-90mmaksimum di Jembatan Serayu Cindaga yangbaru (Vaza, 2008).

PEMBAHASANPerbedaan perencanaan antara lengkungmurni dan diperkaku

Perbedaan mendasar antara lengkungmurni dan lengkung diperkaku terletak padafungsi gelagar lantai. Pada lengkung murnigelagar lengkung menerima beban terbesar danberada dalam gaya normal tekan besar,sedangkan dalam gelagar lantai terjadi gayanormal tarik kecil.

Pada lengkung diperkaku gelagar lantaimenerima beban terbesar dan berada dalamdalam gaya normal tarik besar, sedangkandalam lengkung terjadi gaya normal tekan yangsebanding dengan gaya normal tarik gelagarlantai. Dengan demikian gelagar lantai harus

kerangka perancah

cLkabelsementara

rib lengkung

dibuat komposit dengan profil baja yangdibungkus dalam beton, karena beton tidakmampu memikul gaya normal tarik tanpatulangan memadai. Sehingga akan lebihekonomis bila lengkung diperkaku dibuat daribahan baja secara keseluruhan, yang jugamencapai bentang lebih besar.

Pencapaian bentang dan aspek ekonomisjembatan pelengkung beton

Ikhtisar pencapaian bentang untukjembatan pelengkung beton bertulang dankomposit dirangkum dalam Tabel 3. Jembatangelagar beton prategang standar tipe T (mutubeton fc’ 40 MPa, mutu tulangan prategang fy’1650 MPa) mencapai bentang maksimum (40-45)m sedangkan jembatan pelengkung betonbertulang (mutu beton fc’ 30 MPa, mututulangan fy’ 400 MPa) mencapai bentangmaksimum 90m. Penghematan volume beton

antara lengkung murni beton bertulang dangelagar beton prategang sebesar 15% (Tabel 4)untuk bentang tunggal 40m dan lebar jembatansama.

Perkembangan jembatan tipe lengkungmurni dengan beton bertulang komposit

Lengkung beton sulit dibangun karena beratsendiri besar. Inovasi untuk mengurangi beratstruktural dalam pencapaian bentang lebihpanjang adalah dengan rib lengkung daripipa(tube)/boks/rangka baja yang dipasangdengan bantuan kabel/keran. Lengkung tipepipa (tube) yang diisi dengan beton adalahalternatif komposit yang berada antaralengkung beton bertulang dan lengkung baja.Lengkung berupa pipa tunggal, pipa ganda ataususunan rangka dari 3-6 pipa dan mencapaibentang utama 450m di China (Arch bridges,2010).

Tabel 3. Ikhtisar bentang jembatan pelengkung beton

Tipe lengkung Gambar Bahan lengkung BentangLantai urug(Gambar 2)

J e m b a ta n tip e p e le n g k u n g d a r i p a s a n g a nb a tu

Beton bertulang (15-30)m

Terbuka kaku(Gambar 3)

Beton bertulang (30-90)m

Terbuka diperkaku(Gambar 4)

Beton bertulangkomposit

(30-90)m

Terbuka kaku(Gambar 12)

Jem batan balok pelengkung

B arelang B ridge (Rem pang-G alangB ridge) is a arch bridge with total length 385m and m ain span 245 m [6].

Beton bertulangkomposit

(90-245)m

Tabel 4. Perbandingan volume beton untuk lengkung murni terhadap gelagar lurus

bentang lengkung beton bertulang =bentang gelagar beton prategang

Volume beton lengkung / gelagar Penghematan beton lengkungdibanding gelagar

40m 40m

226m3 / 267m3

mutu fc’ 30MPa fc’ 40 MPa41m3 = 15% penghematan beton (mutu fc’ 40 MPa)

Selama pemasangan lengkung baja danpengisian pipa/rangka dengan beton, bentuksumbu lengkung disesuaikan denganperantaraan kabel yang ditarik pada dongkrak(Gambar 11).Sistem beton bertulang komposit dengan rangkabaja sebagai perancah dan penulangan lengkungboks berongga mencapai bentang utama 245mdi Indonesia (Jembatan Barelang, Gambar 12),dan merupakan hasil kerjasama dengankonsultan asing (Zinanovic, 2001). Strukturlantai dengan lebar 11m dari boks beronggabeton prategang didukung pada kolomvertikal/pilar yang tertanam kedalam lengkungdan tebing pada jarak antara pusat pilar 35m.Bentang total jembatan sampai ke tebing adalah385m.

Gambar 12. Jembatan Barelang, pelengkung betonbertulang komposit, bentang utama245m

Perkembangan jembatan tipe lengkungdiperkaku dengan profil baja

Untuk mencapai bentang lebih besar (200m)digunakan gelagar baja sebagai perancahmaupun sebagai profil utama dalam lengkung

diperkaku (Jembatan Martadipura, Gambar 13),sehingga jembatan pelengkung baja tidakmemikul berat beton pembungkus. Lengkungdibuat dari profil pipa, gelagar dari profil I ataurangka dengan lantai beton bertulang.

Gambar 13. Jembatan Martadipura dengan bentang200m (Kalimantan Timur)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Kesimpulan dirangkum sebagai berikut :1. Tipe lengkung sebagai unsur tekan

mempunyai cadangan kapasitas daya pikuldalam menahan beban lebih, sehinggajembatan pelengkung lama masih bertahandengan peningkatan beban lalu lintas(Rumus 1).

2. Tipe lengkung efisien karena gaya tekanmengurangi momen sehingga dimensi danpenulangan lengkung lebih hematdibanding gelagar lurus (Rumus 1).

3. Tipe jembatan pelengkung beton bertulangmenghemat 15% volume beton dibanding

Jembatan balok pelengkung

B arelang B ridge (Rempang-G alangB ridge) is a arch bridge with total length 385m and main span 245 m [6].

gelagar beton prategang pada bentangoptimal 40m (Tabel 4).

4. Jembatan pelengkung beton bertulangdengan pencapaian bentang 90m danjembatan pelengkung beton bertulangkomposit dengan pencapaian bentang 245mmenghemat jumlah pilar tinggi dalampelintasan jurang/lembah terjal.

5. Jembatan pelengkung tipe kaku/murni dandiperkaku merupakan struktur estetis danekonomis

Saran

Saran dirangkum sebagai berikut :1. Jembatan pelengkung beton bertulang

komposit perlu diaplikasikan lebih banyakkarena dapat mencapai bentang panjang

2. Standar bentangan jembatan pelengkungbeton bertulang (lengkung murni) untukrentang (30-90)m perlu dipersiapkansebagai pilihan alternatif terhadap gelagarbeton prategang

DAFTAR PUSTAKA

American Concrete Institute ACI. 1996.Analysis and Design of ReinforcedConcrete Structures, Farmington :ACI Committee 343R- 95

Arch bridges.2010.http://civil.fzu.edu.cn/BridgeCourse Attachment/2009…

Brooks, Carl L. and Tilly Graham P. 1999.Novel Method of StrengtheningMasonry Arch Bridges, Paper

presented to ‘Structural Faults andRepairs,http://www.cintec.com/en/applications/archtec/documents/Chapter03_2.htm

Departemen Pekerjaan Umum. 2005,Pembebanan untuk Jembatan –RSNI No. T-02-2005. Jakarta :Departemen Pekerjaan Umum

Departemen Pekerjaan Umum. 2008.Spesifikasi Umum Bidang Jalan danJembatan – Divisi 7, Struktur,Bandung: Puslitbang Jalan danJembatan

Ou Z. and Chen B.2007. Stone arch bridges inFujian, China, 5th InternationalConference on Arch Bridges,Madeira, Portugal

Rasul Bachtiar. 2006. Kajian KomparatifPembangunan Jembatan Pelengkung,Kasus di Propinsi Sulawesi Selatan ,KRTJ 9, Makasar

Tristanto, L. 1997. Laporan penelitianpengembangan perangkat lunakuntuk analisis strukturbangunan pelengkap jalan,jembatan pelengkung, Bandung:Puslitbang jalan dan jembatan

Vaza Herry. 2008. Jembatan di Indonesia, SaatIni dan Rencana ke Depan

Zinanovic I., Gauthier Y., Stubler J. 2001. TheBarelang Bridge in Indonesia, 3rd

International Arch BridgesConference, Paris, France.