jurnal teknik pomits vol. 1 no. 1 ( 2013 ) 1 -6 1

1JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1 No. 1 ( 2013 ) 1 - 6

ABSTRAK - Jembatan Damas II merupakan salah satujembatan yang termasuk dalam rencana Jalur LintasSelatan (JLS) yang dicanangkan oleh Pemerintah Pusatuntuk pengembangan wilayah dan ekonomi wilayah selatanJawa Timur. Jembatan ini menghubungkan kecamatanPrigi dan Munjungan di Kabupaten Trenggalek yangterpisah oleh rintangan berupa sungai dan bantarannyayang memiliki lebar mencapai kurang lebih 180 m, makadari itu diperlukan adanya jembatan bentang panjang.Akan tetapi, konstruksi jembatan yang direncanakan tetapmemperhatikan aspek keindahan, kemudahan dalampelaksanaan, kuat dalam memikul beban rencana, sertamemiliki biaya yang ekonomis.

Modifikasi perencanaan jembatan ini, yang awalnyaberupa jembatan busur beton di bawah, memperlihatkanstruktur dari jembatan yang direncanakan yang terdiripada busur dipasang dengan pipa baja dan beton serta gaya- gaya yang terjadi dalam struktur utama ini dengan gayaaksial tekan yang terjadi lebih besar dari gaya-gaya yanglain (sama dengan jembatan busur dengan tipe yang samayaitu jembatan busur beton seperti perencanaan awal) yangsesuai dengan tata perencanaan jembatan SNI T-02-2005.Serta penambahan pilar penyangga agar gaya aksial padabagian pratekan dapat diperkecil.

Dalam tugas akhir ini akan dilakukan modifikasiperencanaan jembatan Damas II, Prigi, Kab. Trenggalekdengan sistem Concrete-Steel Hybrid Half Through ArchBridge yang memiliki panjang total mencapai 180 m danlebar jembatan 12 m. Perencanaan dimulai denganmenentukan lantai kendaraan dan trotoar, gelagar yangdigunakan (memanjang dan melintang), I-Girder Pratekan,Struktur Sekunder, Sambungan, dan Perletakan pada sisiBalok Pratekan yang direncanakan. Dari hasil perhitungantersebut nantinya akan dituangkan ke dalam gambarteknik.

Kata Kunci : Jembatan Busur, Jembatan Concrete–Steel Half Through Arch, Jembatan Damas II, , SNI T-02-2005

I PENDAHULUANJembatan Damas II, nantinya akan menghubungkan

Kecamatan Munjungan dan Kecamatan Prigi di KabupatenTrenggalek, direncanakan untuk dibangun oleh pemerintahIndonesia karena bertujuan untuk pengembangan wilayahserta perekonomiannya. Karena itu, pembangunan JembatanDamas II ini diharapkan mampu mengembangkan ekonomikecamatan Munjungan sehingga mampu berkembang sepertidaerah yang lain.

Perencanaan jembatan busur tersebut nantinya akanmenggunakan jumlah tiang pancang yang banyak pada tiappilarnya. Dengan jumlah tersebut, memang dapat menahanbeban (baik beban kendaraan hingga beban gempa) yangditerima. Akan tetapi dengan lebar jembatan yang sangatlebar tersebut butuh ratusan buah tiang pancang danmemberikan ruang yang lebar bagi perahu-perahu milikmasyarakat sekitar untuk melewati bagian bawah jembatan.

Kondisi ideal yang diharapkan dari permasalahan yangada adalah dilakukannya modifikasi perencanaan struktur

utama perencanaan Jembatan Damas II ini dengan rusukbusur baja yang dikombinasikan dengan beton karena keduamaterial ini nantinya akan bekerja sama dalam menerimabeban akibat tarik dan tekan yang terjadi.

Dengan latar belakang serta kondisi ideal yangdiinginkan tersebut, maka dalam penulisan tugas akhir iniakan dilakukan Modifikasi Perencanaan Jembatan Damas II,Prigi, Kab. Trenggalek dengan sistem Concrete-Steel HybridHalf Through Arch Bridge.

II METODEMetode yang dilakukan dalam merencanakan struktur

jembatan ini dimulai dengan mengumpulkan data–data untukperencanaan awal dari Balai Besar Perencanaan danPengawasan Jalan dan Jembatan Jawa Timur. Kemudiandilakukan modifikasi perencanaan pada jembatan tersebutdengan menggunakan studi literatur yang ada (dalammenentukan letak lantai kendaraan, material yang akandigunakan, dll). Setelah studi literatur yang cukup, dilakukanpreliminary design jembatan tersebut dengan menentukanmaterial yang mudah didapatkan dan dimobilisasi kelapangan dan kemudian melakukan perhitungan untuk desainlantai kendaraan dan gelagar-gelagar yang akan digunakan(memanjang dan melintang). Setelah itu, dilakukanpermodelan untuk struktur-struktur utama yang akandigunakan dengan menggunakan program bantu dalammelakukan pembebanan yang akan terjadi pada jembatantersebut nantinya. Hasil dari program bantu tersebut akanmembantu dalam melakukan analisa struktur-struktur utamatersebut. Apabila analisa yang didapatkan belum memenuhisyarat ketika dilakukan pengontrolan, maka dilakukan prosesulang dengan menentukan dimensi yang cocok. Dan apabilaanalisa yang didapat memenuhi syarat, maka tugas akhir iniberakhir.

Data-data perencanaan secara keseluruhan adalahmencakup data umum jembatan, data bahan, dan data tanah.

Data Umum Perencanaan JembatanNama Jembatan : Jembatan DAMAS IILebar Jembatan : 11 meterLetak Lantai Kendaraan : Di atas.Lebar Rintangan : ± 150 meterElevasi Dasar Sungai : + 20,074 mElevasi Muka Air Normal : + 22,368 mElevasi Muka Air Banjir : + 23,157 mBentang Jembatan : 180 meterNama Sungai : Sungai PrigiLokasi : Prigi, Kabupaten

TrenggalekKecepatan Angin : 35 m / sZona Gempa : Zona Gempa 6

PRELIMINARY DESIGNMeliputi data-data perencanaan awal yang mencakup

perkiraan dimensi awal dari elemen struktur, penentuan mutubahan dan material yang akan digunakan. Data-data umumjembatan yang akan direncanakan ulang adalah sebagaiberikut :

MODIFIKASI PERENCANAAN JEMBATAN DAMAS II,PRIGI, KAB. TRENGGALEK DENGAN SISTEM

CONCRETE – STEEL HYBRID HALF THROUGH ARCHMochamad Syaiful Arif, Ir. Mudji Irmawan, MS., Ir. Faimun, M.Sc., Ph.D.

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh NopemberJl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]


Data Perencanaan JembatanLebar Jembatan = 12 meter.

(Total = 17,305 m)Bentang Jembatan = 180 meter.Letak Lantai Kendaraan = Di tengah.Tinggi Jembatan = ±18,200 meter.Struktur Utama = Jembatan Pelengkung

dari Beton dan Baja

Data BahanKekuatan Tekan Beton ( f’c ) = 35 MPaTegangan Putus Baja ( fu ) = 410 MPaTegangan Leleh Baja ( fy ) = 250 MPaMutu Profil Baja BJ 41 dengan :Tegangan Putus ( fu ) = 410 MPaTegangan Leleh ( fy ) = 250 MPa

Penentuan Dimensi Tebal Pelat Minimum dengan BetonBertulang berdasarkan BMS 1992 Pasal 6.7.1.2

200 ≤ D ≥ 100 + 0,04 L(D dalam satuan mm, sedangkan L dalam m)

III HASIL DAN PEMBAHASANA. PERENCANAAN TEBAL PELAT LANTAI

Menurut BMS 1992 Pasal 6.7.1.2, disebutkan bahwauntuk tebal pelat lantai minimum untuk lantai kendaraanharus memenuhi persyaratan berikut ini :

Gambar 3.1 Potongan Lantai Kendaraan

Untuk Tebal Pelat Beton (d3) direncanakan 250 mm /25 cm.

Untuk Tebal Lapisan Aspal (d4) direncanakan 50 mm/ 5 cm.

Penulangan Arah Melintang : Ø 16 – 125 Penulangan Arah Memanjang : Ø 10 – 100

Untuk perencanaan trotoar, akan direncanakan denganpagar pembatas / railing (Gambar 3.2)

Gambar 3.2 Trotoar / Kerb

Penulangan Kerb : Ø 16 – 125

B. PERENCANAAN GELAGAR MEMANJANGUntuk perencanaan gelagar memanjang akan digunakan

berupa Profil WF 500 x 300 x 11 x 15 dengan BJ 41(Gambar 3.3) dengan mengacu pada SNI 03 - 1729 - 2002.

Gambar 3.3 Dimensi Gelagar Memanjang yang Dipakai

C. PERENCANAAN GELAGAR MELINTANGUntuk perencanaan gelagar melintang akan digunakan

berupa Profil WF 1400 x 700 x 25 x 50 dengan BJ 41(Gambar 3.4) dengan mengacu pada SNI 03 - 1729 - 2002.

Gambar 3.4 Dimensi Gelagar Melintang yang Dipakai

Direncanakan menggunakan shear connector sepanjangbalok melintang (17,305 m) untuk menahan gaya T akibattegangan plastis yang terjadi sebanyak 180 buah yangdisusun dengan 2 baris (Gambar 3.5). dengan mengacu padaSNI 03 - 1729 - 2002

Gambar 3.5 Perencanaan Shear Connector

D. PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA BUSUR PIPA

Perencanaan busur utama pada bentang tengahmenggunakan pipa baja (steel tube arch ribs), denganmengacu pada SNI 03 - 1729 - 2002, memiliki spesifikasisebagai berikut :

Gambar 3.6 Dimensi Busur Utama Pipa Baja

Dikontrol dengan kapasitas terhadap gaya aksialtekan (dominan), geser, momen, dan tegangan dalamyang terjadi.


BUSUR BETONPerencanaan busur utama pada bentang yang

menggunakan material beton memiliki spesifikasi sebagaiberikut :

Gambar 3.7 Dimensi Busur Utama Beton

Data perencanaan untuk material struktur utama yangterbuat dari beton ini adalah sebagai berikut :

f’c = 35 MPafy = 390 MPaL = 7,832 m

Gambar 3.8 Kapasitas Struktur Busur Beton

Dari hasil analisa program PCACOL didapatkanuntuk struktur busur beton ini menggunakan tulanganlongitudinal 44 D57 (1,82%) dengan mengacu pada SNI03-2847-2002 Pasal 23.4.3.1.

Luas total penampang sengkang tertutup persegi tidakboleh kurang dari :

A = 0,3 x x − 1 A = 0,3 x x − 1

S adalah spasi tulangan transversal pada arahlongitudinal dan harus sesuai dengan ketentuan SNI 03-2847-2002 pasal 23.4.4.1 - 23.4.4.3, nilai s diambil nilaiterkecil dari :

¼ × b kolom = ¼ × 2500 = 625 mm 6 × D = 6 × 57 = 342 mm 100 ≤ s ≤ 150 mmDiambil s = 100 mm

A = 0,3 x s x h x f′f x AA − 1= 0,3 x 100 x (2500 − 50 x 2 − 8 x 2) x 35390x 2500 x 25002400 x 2400 − 1= 545,569 mm

A = 0,3 x s x h x f′f= 0,3 x 100 x (2500 − 50 x 2 − 8 x 2) x 35390= 1925,538 mmdigunakan 7 D20 - 100 (As = 2199.115 mm2).Pengekangan dipasang sepanjang lo, yaitu: lo ≥ h = 2500 mm lo ≥ 1/6. ln = 1/6 x (4500 -700) = 633.33 mm lo ≥ 500 mmdiambil daerah sendi plastis atau lo = 2500 mm.

BATANG TARIKBatang tarik ini dipasang pada busur yang berupa profil

WF 1400 x 600 x 18 x 20 (Gambar 3.9) dengan mengacupada SNI 03 - 1729 - 2002. Profil ini dipesan khusus daripabrik (langsung berupa fabrikasi dengan memesan beberapasegmen).

Gambar 3.9 Dimensi Batang Tarik

Dikontrol dengan kapasitas terhadap gaya aksial tarik(dominan), geser, momen, dan tegangan dalam yangterjadi.

KABEL PENGGANTUNGPada perencanaan kabel penggantung (hanger cables),jenis dan karakteristik kabel yang digunakan adalahsebagai berikut :

(MULTI STRAND CABLES) Diameter Nominal Strand = 15,240 mm. Luas Penampang Kabel (A) = 314,519 mm2. Modulus Elastisitas (Es) = 2,0 x 105 MPa. Tegangan Putus Baja (fpu) = 1860 MPa.

Besar tegangan leleh untuk 1 kabel (fpe) adalah 70 % daritegangan putus baja :f = 70 % x f= 70 % x 1860= 1302 MPa = 1302 N mm

Dari hasil analisis (menggunakan software bantutersebut) didapatkan gaya tarik awal pada kabel - kabeltersebut adalah sebagai berikut :


Tabel 3.1 Gaya Tarik pada Hanger Cables

Sebagai contoh, akan diambil satu bagian yang memilikinilai terbesar yaitu 1016.798 kN.

A = Pf = 10167981302 = 780,951 mmAA = 780,951182.415 = 4,281 ≈ 5 strand

Jadi dalam satu kabel akan digunakan sebanyak 5 buahstrand dalam 1 kabel penggantung.

PILAR PENYANGGAData perencanaan untuk pilar penyangga yang terbuat

dari beton ini adalah sebagai berikut :f’c = 35 MPafy = 390 MPaL = 5,073 mPu = 4338,549 kN = 4338549 N.Vu = 1896,707 kN = 1896707 N.Mu = 4823,715 kN = 4823715 N.

Dari hasil analisa program PCACOL didapatkanuntuk struktur busur beton ini menggunakan tulanganlongitudinal 28 D57 (1,16%) dengan mengacu pada SNI03 - 2847 - 2002 ( Sama seperti busur beton ).

Gambar 3.10 Dimensi Pilar Penyangga

BALOK PRATEKANSpesifikasi girder pratekan (Design of Prestressed

Concrete Structures by T.Y. Lin) yang akan digunakanbalok berbentuk I-Girder (Gambar 3.11) yang ditambah

dengan balok diafragma berdimensi 1000 x 800 pada bagiantengah penampang.

Gambar 3.11 Spesifikasi Balok I-Girder

E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDERDimensi dari gelagar pengaku menggunakan profil WF500 x 300 x 11 x 15 (Gambar 3.12) dengan mengacupada SNI 03 - 1729 - 2002.

Gambar 3.12 Dimensi Gelagar Pengaku

F. PERENCANAAN SAMBUNGAN SAMBUNGAN GELAGAR MEMANJANG–

MELINTANGDilakukan dengan menggunakan pelat siku dengan

mengacu pada SNI 03 - 1729 - 2002 Pasal 13.1 – 13.4,yang mempunyai spesifikasi sebagai berikut :Pelat Siku : L 120 x 120 x 15 ; BJ 41Diameter Baut : 16 mm (Ulir) ; BJ 50

Karena direncanakan akan dilubangi denganmenggunakan mesin bor, maka diameter baut (Dbaut)menjadi 16 + 1,5 = 17,5 mm.

Dipasang sejumlah 6 baut pada gelagar memanjangdan 6 baut pada gelagar melintang.

Gambar 3.13 Sambungan ke Gelagar Melintang


Hanger Pu Pu

Cables ( kN ) ( N )

1 1016.798 1016798

2 725.616 725616

3 646.394 646394

4 609.274 609274

5 584.853 584853

6 567.632 567632

7 557.135 557135

8 554.707 554707

9 557.522 557522

10 568.530 568530

11 586.561 586561

12 612.573 612573

13 652.194 652194

14 727.988 727988

15 982.064 982064


SAMBUNGAN GELAGAR MELINTANG–BATANGTARIK

Dilakukan dengan menggunakan pelat siku denganmengacu pada SNI 03 - 1729 - 2002 Pasal 13.1 – 13.4,yang mempunyai spesifikasi sebagai berikut :Pelat Siku : L 150 x 150 x 16 ; BJ 41Diameter Baut : 18 mm (Ulir) ; BJ 50

Karena direncanakan akan dilubangi denganmenggunakan mesin bor, maka diameter baut (Dbaut)menjadi 18 + 1,5 = 19,5 mm.

Dipasang sejumlah 14 baut pada gelagar melintangdan 14 baut pada batang tarik.



SAMBUNGAN GELAGAR PENGAKU-KLEMKABEL GANTUNG

Dilakukan dengan menyambung kedua elementersebut (klem dan gelagar pengaku) denganmenggunakan sambungan las yang mengacu pada SNI 03- 1729 - 2002 Pasal 13.5.3, yang mempunyai spesifikasisebagai berikut :

Las : yang memiliki tebal 10 mmMutu Las : FE90xx

Gambar 3.15 Sambungan Gelagar Pengaku – Klem Kabel

SAMBUNGAN GELAGAR MEMANJANG–BALOKMELINTANG TEPIMenggunakan AISC T-DG01-Column Base Plate(karena strukturnya yang mirip dengan base plate padastruktur bangunan baja).Didapatkan :Dimensi Pelat Baja = 600 x 600Tebal pelat penyambung = 4 cm.Panjang Pengangkeran = 50 cm.

Gambar 3.16 Sambungan Gelagar Memanjang ke PelatBaja

Gambar 3.17 Sambungan Gelagar Memanjang - BalokMelintang Tepi

SAMBUNGAN BATANG TARIK–STRUKTURUTAMA BETONMenggunakan AISC T-DG01-Column Base Plate(karena strukturnya yang mirip dengan base plate padastruktur bangunan baja).Didapatkan :Dimensi Pelat Baja = 600 x 600Tebal pelat penyambung = 8 cm.Panjang Pengangkeran = 65 cm.

Gambar 3.18 Sambungan Batang Tarik ke Pelat Baja


Gambar 3.19 Sambungan Batang Tarik – StrukturUtama Beton

SAMBUNGAN BUSUR UTAMA PIPA BAJA DANBUSUR UTAMA BETONMenggunakan AISC T-DG01-Column Base Plate(karena strukturnya yang mirip dengan base plate padastruktur bangunan baja).Didapatkan :Dimensi Pelat Baja = 2000 x 2000Tebal pelat penyambung = 14 cm.Panjang Pengangkeran = 166 cm. ( Masing - masingAngker )

Gambar 3.20 Sambungan Busur Utama Baja – BusurUtama Beton ( Arah X dan Y )

Gambar 3.21 Sambungan Busur Utama Baja – BusurUtama Beton (Arah X dan Y)

G. PERENCANAAN PERLETAKANDirencanakan perletakan / elastomer pada abutment di

mana sebagai tempat bertumpunya balok - balok pratekandengan dimensi elastomer yang direncanakan adalah 850 mmx 850 mm x 87 mm. (Gambar 3.22)

Gambar 3.22 Dimensi Elastomer

IV KESIMPULANSetelah dilakukan analisis melalui tugas akhir ini, makapenulis dapat menarik kesimpulan sebagai berikut :1.) Lay our rencana modifikasi jembatan Damas II

dengan sistem Concrete - Steel Hybrid HalfThrough Arch.

2.) Dimensi lantai kendaraan yang digunakan adalah: Pelat Beton 250 mm. Lapisan Aspal 50 mm. Tinggi Kerb 250 mm.3.) Dimensi penampang yang digunakan pada

Jembatan Damas II, yaitu: Gelagar Memanjang : WF 500 x 300 x 11 x 15 Gelagar Melintang : WF 1400 x 700 x 25 x 50 Prestressed Concrete: I Girderdengan tendon Strands 5 - 12 Busur Baja : D = 1600 mm dan t = 70 mm. Busur Beton : b = 2500 mm dan h = 2500 mm. Batang Tarik : WF 1400 x 600 x 18 x 20 Kabel Penggantung : D = 150 mm4.) Dalam melakukan analisis terhadap bagian struktur

utama yang bermaterialkan baja telah sesuai denganpersyaratan yang ada dan memenuhi terhadap gayadalam yang akan terjadi.

5.) Dalam melakukan pengontrolan masing – masingdimensi struktur jembatan telah sesuai denganpersyaratan yang ada.

6.) Mengenai teknis pelaksanaan pembangunanjembatan ini dituangkan dalam gambar - gambaryang terletak pada bagian lampiran.

V SARANSaran yang dapat diberikan penulis adalah sebagaiberikut :1.) Perlu dilakukan analisis dan perencanaan untuk

bangunan bawah sesuai dengan kondisi tanahsetempat yang berupa tanah lunak.

2.) Konstruksi bangunan atas dapat menggunakankonstruksi dari material beton ( dapat berupabox girder, dll )

DAFTAR PUSTAKA[ 1 ] Badan Standarisasi Nasional. 2005. SNI T – 02 -

2005 Standar Pembebanan Untuk Jembatan.Jakarta: BSN.

[ 2 ] Direktorat Jendral Bina Marga, DepartemenPekerjaan Umum, Bina Program Jalan, 1992,Bridge Management System ( BMS ).

[ 3 ] Badan Standarisasi Nasional. 2002. SNI 03 -1729 - 2002 Tata Cara Perencanaan StrukturBaja Untuk Bangunan Gedung. Jakarta: BSN.

[ 4 ] Badan Standarisasi Nasional. 2002. SNI 03 -2847 - 2002 Tata Cara Perencanaan StrukturBeton Untuk Bangunan Gedung. Jakarta : BSN.


[ 5 ] Lin, T.Y.. 1963. Design of Prestressed ConcreteStructures. United States of America. JohnWiley & Sons, Inc.

[ 6 ] American Institute of Steel Construction, Inc..1990. AISC T - DG01 - Column Base Plate.United States of America : American Institute ofSteel Construction, Inc.,2003.

[ 7 ] Arif, M. S.. 2013. Modifikasi PerencanaanJembatan Damas II, Prigi, Kab. TrenggalekDengan Sistem Concrete – Steel Hybrid HalfThrough Arch. Surabaya : Institut TeknologiSepuluh Nopember, 2013. (BelumDipublikasikan)

jurnal teknik pomits vol. 1 no. 1 ( 2013 ) 1 -6 1

Documents