MODIFIKASI JEMBATAN TINALUN MENGGUNAKAN BOX GIRDER PRESTRESSED SEGMENTAL NON-

PRISMATIS DAN SISTEM KANTILEVEROleh :

Satrio Anggoro Kusumo

3110100145

Dosen Pembimbing :

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

Ir.Ananta Sigit Sidharta.M

Tugas Akhir

Jurusan Teknik SipilFakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

ITS 2014

Latar Belakang

PENDAHULUAN

Jalan Tol Semarang – Bawean – Solo sepanjang 72,64 km sebagai pendukung kegiatan perekonomian di Provinsi Jawa tengah.

Medan yang dilalui berupa perbukitan dan membutuhkan beberapa jembatan

Jembatan Tinalun direncanakan : panjang jembatan : 331,6 meter Lebar jembatan : 2 x 11,7 meter (4 lajur 2 arah) Menggunakan kombinasi struktur balok I-Girder dan

rangka baja.

2

PENDAHULUAN

3

Panjang bentang : 41m, 42m, 82m, 42 m, 42m, 42m, 41m. Terdapat 2 abutmen dan 6 pilar. Kolom tertinggi : 28 meter.

28 m

PENDAHULUAN

4

• Eksisting

• modifikasi

Desain struktur rangka baja dengan panjang bentang 82 m dirasa kurang efektif, karena semakin panjang bentang ukuran profil semakin besar atau dibuat lebih tinggi dengan sudut yang lebih besar.

Dari segi estetika, jembatan yg menggunakan kombinasi struktur I-girder dan rangka baja dirasa kurang menarik. Karena tampilannya yang kurang harmonis.

Pada tugas ahkir ini dimodifikasi seluruhnya dengan menggunakan Box girder dengan tipe Variable depth atau Non-Prismatis.

Dibandingkan dengan penampang I-Girder dan rangka baja, Box Girder memiliki inersia yang lebih besar dan bisa dipakai dengan bentang yang lebih panjang.

BAB I PENDAHULUAN

5

Latar Belakang

Perumusan Masalah

1. Bagaimana preliminary design box girder ?2. Bagaimana menentukan skema pembebanan terhadap Struktur

Jembatan Tinalun ?3. Bagaimana analisa perhitungan kekuatan box girder untuk menahan

gaya-gaya yang berkerja ?4. Bagaimana menganalisa kehilangan gaya prategang yang terjadi

pada box girder prestreesed ?5. Bagaimana mengontrol desain box girder prestreesed terhadap

kekuatan kestabilan struktur?6. Bagaimana menuangkan hasil desain dan analisa ke dalam bentuk

gambar teknik ?

BAB I PENDAHULUAN

6

1. Teknik pelaksaanaan dibahas hanya secara umum.2. Tidak merencanakan perkerasan dan desain jalan.3. Mutu beton pratekan fc’ = 60 Mpa.4. Mutu baja pratekan digunakan kabel jenis strand

seven wires low relaxation (7 kawat untaian) dengan mengacu pada ASTM A416-85 Grade 270.

5. Tidak memperhitungkan analisa biaya konstruksi dan waktu pelaksanaan.

Batasan MasalahBAB I PENDAHULUAN

7

1. Menentukan preliminary design box girder.2. Menentukan skema pembebanan terhadap struktur

Jembatan Tinalun.3. Menganalisa kekuatan profil terhadap gaya-gaya

yang bekerja.4. Mengontrol design box girder terhadap kekuatan dan

kestabilan struktur.5. Menganalisa kehilangan gaya prategang yang

terjadi pada box girder prestreesed.6. Menuangkan hasil desain dan analisa ke dalam

bentuk gambar teknik.

BAB I PENDAHULUAN

8

Tujuan

1. Dapat merencanakan struktur jembatan dengan profil box girder prestreesed yang sesuai dengan persyaratan struktur yang aman.

2. Dapat memahami konsep perencanaan struktur jembatan yang perencanaan struktur jembatan yang menggunakan profil box girder prestreesed.

3. Dapat sebagai alternatif lain dalam teknik perencanaan jembatan dengan bentang yang panjang dan medan yang sulit.

BAB I PENDAHULUAN

9

Manfaat

Metodologi

10

Mulai

Mengumpulkan data

Melakukan studi Literatur

Merencanakan struktur sekunder

Merencanakan Preliminary design

Perhitungan Pembebanan

Memilih Kabel

Menghitung gaya prategang

Menghitung Kehilangan Prategang

Menghitung Kontrol design

A

tidak

Pengulangan Desain

Ya

Diagram AlirA

Perencanaan pier dan bore pile

Selesai

Perencanaan Struktur bangunan bawah

Kontrol Struktur

Ya

Tidak

Preliminary design

11

• Perencanaan Dimensi Box Girder.Langkah awal dalam menentukan box girder adalah menentukan tinggi tafsiran penampang tersebut. Dalam merencanakan (Htafsiran) diambil nilai sebagai berikut:Htafsiran pada tengah bentang : Htafsiran = 1/47 x L

= 1/47 x 111 = 2.36 m ≈ 2.4 m

Htafsiran pada tumpuan : Htafsiran = 1/25 x L

= 1/25 x 111 = 4.4 m ≈ 4.5 m

Dari hasil input di SAP2000 didapatkan H tafsiran persegmen :

no joint H (mm)

17 450016 450015 4158,414 3847,313 3595,812 3368,911 3189,810 3028,49 2885,98 2761,77 2655,86 2579,45 2516,64 2467,33 2431,42 2408,91 2400

Potongan memanjang jembatan Tinalun

Preliminary design

12

Gambar Penampang box girder no 1 ( ujung bentang)

Gambar Penampang box girder no 16 ( tumpuan)

Preliminary design

13

joint H (m) L box (m) A (m2) Ya (m) Yb (m) I (m4) Wa (m3) Wb (m3) Ka (m) Kb (m)

17 4,5 0 17,92 1,98 2,523 45,557 23,047 18,055 1,008 1,286

16 4,5 2,5 17,92 1,98 2,523 45,557 23,047 18,055 1,008 1,286

15 4,158 4,5 13,29 1,74 2,417 33,667 19,332 13,93 1,048 1,455

14 3,847 4,5 12,2425 1,59 2,26 26,532 16,712 11,741 0,959 1,365

13 3,596 4 11,396 1,46 2,132 21,533 14,714 10,098 0,886 1,291

12 3,369 4 10,6321 1,35 2,017 17,574 13,003 8,711 0,819 1,223

11 3,19 3,5 10,0289 1,26 1,927 14,796 11,712 7,68 0,766 1,168

10 3,028 3,5 9,4857 1,18 1,844 12,545 10,595 6,802 0,717 1,117

9 2,886 3,5 9,0059 1,11 1,772 10,745 9,644 6,065 0,673 1,071

8 2,762 3,5 8,5877 1,05 1,708 9,314 8,841 5,453 0,635 1,03

7 2,656 3,5 8,231 1 1,654 8,191 8,177 4,952 0,602 0,993

6 2,579 3 7,974 0,96 1,615 7,436 7,709 4,605 0,577 0,967

5 2,517 3 7,7624 0,93 1,583 6,847 7,331 4,326 0,557 0,944

4 2,467 3 7,5967 0,9101 1,557 6,406 7,039 4,114 0,542 0,927

3 2,431 3 7,4758 0,8926 1,539 6,095 6,829 3,961 0,53 0,913

2 2,409 3 7,4002 0,8818 1,527 5,906 6,697 3,867 0,523 0,905

1 2,4 2,5 7,3719 0,8777 1,522 5,835 6,648 3,833 0,52 0,902

tabel perhitungan dimensi box pada setiap joint.

Tendon Kantilever

14

Perhitungan Tendon Kantilever

Tegangan prategang + tegangan akibat beban mati

f =

Contoh pemasangan tendon kantilever no. 14

Tahap pelaksanaan

15

Pemasangan Tendon Kantilever

Tendon Service

16

Skema pembebanan BTR & BGT

1

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

15

14

Tendon Service

17

Momen Envelope akibat pembebanan BTR & BGT

-300000

-250000

-200000

-150000

-100000

-50000

0

50000

100000

150000

0 50 100 150 200 250 300 350

momen positif (kN/m) momen negatif (kN/m)

Tendon Service

18

Perhitungan Tendon Service

Kontrol terhadap momen positif

Tendon Service

19

Perhitungan Tendon Service

Kontrol terhadap momen negatif

Tendon Service

20

Kontrol Tegangan Jembatan Menerus

Tendon Service

21

Gambar Tendon menerus diatas tumpuan

Tendon Service

22

Gambar Tendon menerus ditengah bentang

Kehilangan Prategang

23

Kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis (ES)

Contoh perhitungan kehilangan gaya prategang saat pemasangan tendon no.15

kehilangan gaya prategang saat pemasangan tendon no.14

Total kehilangan setelah semua tendon terpasang

Kehilangan Prategang

24

Kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis (ES)

Δ ΔF F

Kehilangan Prategang

25

Kehilangan gaya prategang akibat Gesekan dan Wooble effect

Total persentase kehilangan gaya prategang pada saat transfer. Total persentase kehilangan gaya prategang pada saat service.

Penulangan box girder

26

penulangan pelat atasTulangan utama sejarak 100 mm (D25-100 dengan As = 4908,738 mm2) dan tulanganpembagi sejarak 150 (D25-150).

penulangan pelat badanTulangan utama sejarak 100 mm (D25-100 dengan As = 4908,738 mm2) dan tulanganpembagi sejarak 150 (D25-150).

penulangan pelat bawahTulangan utama sejarak 100 mm (D25-100 dengan As = 4908,738 mm2) dan tulanganpembagi sejarak 150 (D25-150).

Kontrol Stabilitas Struktur

27

Dari hasill analisa dengan program SAP didapat lendutan maximum pada saat service yaitu sebesar 5 mm.

Kontrol lendutan

Perencanaan Kolom

28

Dimensi Kolom

Hasil kombinasi pembebanan

Perencanaan Kolom

29

Hasil rasio tulangan software SPColumn.

Pada SPColumn didapatkan ratio tulangan sebesar 3,73% , sehingga didapatkan tulangan 112 D40 dengan As = 140800 mm2.

Karena maka digunakan tulangan geser minimum sebesar 4 D13 – 165 ( Av = 3217,75 mm2).

Perencanaan Pondasi

30

Pijin 1 tiang = QL / SF = 2706,79 / 2 = 1353,4 ton

74,143.0)7.04.1353

89,13679(max=+==

xQijinVun

gambar perencanaan bore pile. Penulangan Bore pile

502166,1 kN > 136798,92 kN (OKE),

Perencanaan pile cap

31

M = 24658,61 tonm =24658,61 × 107 Nmm

Digunakan tulangan lentur 2D25 – 60 Digunakan tulangan tekan 2D25 – 60

M = 13573,3 tonm =13573,3 × 107 Nmm

Digunakan tulangan lentur 2D25 – 60 Digunakan tulangan tekan 2D25 – 60

Kesimpulan

32

1. Perencanaan jembatan Tinalun pada zona gempa tinggi, memiliki dimensi struktur atas sebagai berikut :

Tabel 7.1 Tabel dimensi box girder.

Kesimpulan

33

2. Tegangan yang terjadi dikontrol sesuai urutan erection yaitu kontrol tegangan akibat tendon kantilefer yang semuanya sesuai dengan syarat tegangan saat transfer yaitu σtekan 22,93 MPa dan σtarik 1,5455 MPa. Kemudian dilakukan kontrol tegangan akibat beban mati tambahan dan beban lalu lintas pada semua kombinasi pembebanan, serta akibat kehilangan pratekan, yang semuanya sesuai dengan syarat tegangan saat service yaitu σtekan 26,46 MPa dan σtarik 3,834 MPa.

3. Jembatan Tinalun ini didesain dengan perletakan menyatu dengan box girder, sehingga menjadi struktur portal. Pada saat pemasangan tendon service ditengah bentang, pier terjadi defleksi. Sehingga perhitungan kehilangan gaya prategang akibat susut beton dipengaruhi oleh defleksi kolom tersebut.